Спосіб гранулювання доменного шлаку

Способ грануляции доменного шлака путем слива шлакового расплава в водный раствор щелочного активизатора с плотностью 1 12-1 20 г/см и последующего охлаждения, о т л и ч а ю щ и й с я тем что в качестве водного раствора щелочного активатора используют кислые стоки хлорной металлургии предварительно нейтрализованные известковым молоком при соотношении кислые стоки/известковое молоко 20 1 25 1 Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству активных добавок к вяжущим Известен способ грануляции доменного шлака включающий обработку шлакового расплава в водном растворе активатора с последующим охлаждением В качестве активатора используют 20-50%-ныи водный раствор алунита [1] Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобрет е н и ю является с п о с о б г р а н у л я ц и и доменного шлака, включающий слив шлакового расплава в водный раствор щелочного активатора с плотностью 1 12-1 20 г/см и значением водородного показателя рН 11-12 В качестве щелочного активатора используют осадки центральных очистительных сооружений хлорной металлургии титана, магния, кремния и германия [2] Недостатками этого способа грануляции доменного шлака являются высокие ма термальные и энергетические затраты на подготовку водного раствора активатора низкие размолоспособность и гидравлическая активность шлака, высокое выделение в атмосферу соединении серы В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа грануляции доменного шлака путем применения в качестве щелочного активатора кислых стоков хлорной металлургии предварительно нейтрализованные известковым молоком Поставленная задача решается благода ря тому что в способе грануляции доменного шлака включающем слив шлакового расплава в водныи раствор щелочного активизатора с плотностью 1 12-1 20 г/см 3 и последующее охлаждение согласно изобретению в качестве водного раствора щелочного активизатора используют кислые стоки с > О 00 со О 6832 хлорной металлургии, предварительно нейтрализованные известковым молоком при соотношении кислые стоки: известковое молоко 20:1-25:1. 5 Техническим результатом, обеспечиваемым настоящим изобретением, является повышение размолоспособиости, гидравлической активности шлака, снижение выделения а атмосферу соединений серы. 10 Кислые стоки хлорной металлургии содержат взвешенные вещества в количестве 61-67 мг/л, сухой остаток 22175-22245 мг/л В состав кислых стоков входят, мг/л: НСІ 20420-20460 МдО 240-252 ТЮ 2 558-584 Fe 2 O3 68,1-88,4 СиО 4.6-5.6 СІ2 34,9-36,2 F2 8,2-8,7 СаСОз 235-267 CaCI 2 133-159 SiO2 238-259 AI2O3 182-208 CaSO4 148-173 V2O5 16.8-25.0 МпОг 8,55-9.28 " > ТЭ2О5 7,42-7,90 ZrO2 6,24-6,58 ND2O5 1,54-2,47 NaCI . 33,2-35,8 KCI 28.3-31.8 CaF2 10.7-12,8 БегОз 0.15-0.25 СгОз 31.7-33,9 Са(ОН)2 2440-2527 Нейтрализованные стоки, полученные после обработки кислых стоков известковым молоком, содержат взвешенные вещества в количестве 15483-15912 мг/л, сухой остаток 25486-2^632 мг/л, В состав нейтрализованных стоков входят, мг/л: МдО 33,8-60.6 ТЮ2 25,3-32,4 Fe2O3 0.47-0.64 CuO CI2 F2 С а О + Са(ОН)2 0,14-0,17 0.1-0.2 3,6-4.0 3080-7100 АігОз SiO 2 V2O5 МпОг Та2О5 ZrO2 25,2-30,8 32,4-36,1 0,19-0,25 0,09-0,11 0,08-0,1 0,12-0,17 СгОз 0,37-0,42 Nb2O5 5егОз 0,007-0,01 0,002-0,003 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 4 Сумма хлоридов и гипохлоритов кальция, калия, натрия, кремния, алюминия, железа, титана, магния, марганца, меди, ванадия; тантала, циркбния, ниобия,селена, хрома 11200-14800 В нейтрализованных кислых стоках хлорной металлургии резко возрастает количество взвешенных веществ, представляющих собой мелкодисперсные частицы соединений хлора с кремнием, алюминием, железом, кальцием, магнием и др. и являющихся активными катализаторами процесса кристаллизации при грануляции. Соединения хлора способствуют выделению минералогических фаз, обладающих повышенной гидравлической способностью. Свободные оксид и гидроксид кальция, образующиеся в процессе нейтрализации, активно связывают серу с образованием сульфатов и сульфидов кальция, играющих роль возбудителей активности шлака. П р и м е р . Процесс грануляции осуществлялся следующим образом. Кислые стоки хлорной металлургии, поставщиком которых является Запорожский титаномагниевый комбинат, нейтрализовали известковым молоком со средним содержанием СаОН 106 г/л, доставляли потребителю, которым является завод "Запорожсталь", и сливали в гранбассейн. Нейтрализованные стоки имели плотность 1,12-1,2 г/см 3 . Жидкий шлак с температурой 1400— 1450°С из ковшей через приемные воронки сливали в гранбассейн. Время слива 3~5 мин. Погружаясь в нейтрализованные стоки, струи расплавленного шлака гранулируются, образуя мелкие зерна и одновременно вспучиваются. Газовая фаза, вызывающая поризацию гранул шлака, многокомпонентная по составу, формируется из собственных газов шлака и продуктов взаимодействия серы с гидроокисью кальция, а также кислорода воздуха, оксида кальция и железа. В процессе грануляции нейтрализованные стоки хлорной металлургии в гранбассейнах постоянно пополняли по мере испарения влаги. Гранулированный шлак, полученный таким способом, имел влажность 15-20%. Предлагаемым способом было получено три партии гранулированного доменного шлака Для проведения сравнительных испытаний доменного шлака была получена одна партия, гранулированная в водном растворе осадков ЦОС хлорной ме 6832 таллургии титана, магния, кремния и германия Были получены также две партии доменного шлака, гранулированные в стоках, нейтрализованных при избытке (партия 1) и при недостатке (партия 5) известкового мо- 5 лока. В процессе грануляции всех шести партий отбирались пробы газовых выбросов. После грануляции все партии доменного шлака подвергали помолу до удельной по- 10 верхности 3135 см /г. Из молотого шлака были изготовлены образцы 10x10x10 мм, которые были подвергнуты испытаниям на прочность. Результаты сравнительных испытаний и 15 анализа проб газовых выбросов приведены в таблице. Из таблицы видно, что предел прочности на сжатие и изгиб имеет самое высокое значение у доменного шлака, гранулирован- 20 ного в стоках нейтрализованных при соотношении кислые стоки/известковое молоко 22,5:1, что свидетельствует о самой высокой гидравлической активности шлаков этих партий Как следствие, возросла прочность 25 вяжущих, в которых используются эти шлаки. Концентрация соединений серы в газовых выбросах снизилась по сравнению с концентрацией при гранулировании домен- 30 ного шлака в водном растворе осадков ЦОС в 1,5-2 раза. Из таблицы видно также, что существенно снизились материальные и энергетические затраты на приготовление щелочного активатора Использование способа грануляции доменного шлака обеспечит по сравнению с известным способом, принятым в качестве прототипа, следующие преимущества: снижение выделения в атмосферу соединений серы в 1,5-2 раза; повышение гидравлической активности доменного гранулированного шлака, повышение размолоспособности доменного гранулированного шлака; повышение прочности вяжущих, использующих доменные шлаки, гранулированные предлагаемым способом; снижение материальных затрат на приготовление щелочного активатора; снижение энергетических затрат как у поставщика нейтрализованных стоков хлорной металлургии, так и у потребителя; утилизацию кислых стоков хлорной металлургии, что позволяет не только улучшить экологическую обстановку, но с максимальной пользой использовать элементы, входящие в состав кислых стоков, для легирования шлака, а затем при его использовании для изготовления вяжущих и этих вяжущих, снижение расхода технической воды. партий 1 2 3 4 5 6 Соотн. кисИспользуемый катализа- лые стоки: тор известковое молоко Кислые стоки хлорной металлургии. нейтрализованные известковым ' молоком То же -"_ » „ - " Осадки ЦОС хлорной металлургии титана, магния, кремния и германия 18:1 Содерж. мелких фракций не менее 2 мм, % 2,0 Стоим.обо- Энергет. затраты на 1 тн Предел прочности, МПа РУД- Для шлака. кВт/ч пригот. щелочн. актипотреб. поставш. на сжатие на изгиб ватора, нейтрал. нейтрал. тыс. руб стоков стоков 70 69,7 75 28,0 75 Средняя концентрация | примесей в газовых выброса)