Спосіб переробки вихідного матеріалу у вигляді відходів необробленого металургійного шлаку

1. Спосіб переробки вихідного матеріалу у вигляді відходів необробленого металургійного шлаку, який містить небажані важкі метали та включає видалення необробленого шлаку з одержанням щонайменше одного цінного продукту, причому вказаний спосіб включає такі етапи: домішування відновника у необроблений шлак, що містить щонайменше один вид марганцевмісного шлаку і принаймні один вид залізовмісного шлаку для одержання реакційної суміші, нагрівання реакційної суміші для дії відновника на сполуки важких металів у необробленому шлаку для одержання розплавленого феромарганцю і розплавленого обробленого шлаку, відділення розплавленого феромарганцю від розплавленого обробленого шлаку, і примусове або мимовільне затвердіння обробленого шлаку. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що сполуки важких металів включають сполуки, відібрані з групи, що містить оксиди важких металів, силікати важких металів та їх суміші. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що і необроблений шлак, і відновник, які змішують 2 (19) 1 3 92745 4 11. Спосіб за будь-яким з пп. 1-9, який відрізня20. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який ється тим, що він включає етап примусового завідрізняється тим, що склад реакційної суміші твердіння розплавленого обробленого шлаку шляпідбирають для одержання феромарганцевого хом додавання рідкої води для грануляції продукту з вмістом марганцю 60–90 мас. % і вмісобробленого шлаку для одержання гранульованотом заліза 5–20 мас. %. 21. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що го обробленого шлакового продукту – тобто вказаного цінного продукту. вміст марганцю складає 67–80 мас. %, а вміст за12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що ліза 10–15 мас. %. грануляція обробленого шлаку сприяє вітрифікації 22. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що залізовмісний шлак – це шлаку, якщо при цьому грануляція забезпечує розмір часток не більше 10 мм і забезпечує вміст шлак, одержаний з процесу сталеваріння з викоскла у гранульованому шлаку не менше 50 мас. %. ристанням конвертерної печі. 13. Спосіб за п. 11 або 12, який відрізняється 23. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що тим, що він додатково включає етап зневоднення залізовмісний шлак містить 20–45 мас. % заліза у гранульованого обробленого шлаку. вигляді Fe2O3. 14. Спосіб за будь-яким з пп. 11-13, який відрізня24. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який ється тим, що він додатково включає етап подрібвідрізняється тим, що марганцевмісний шлак – нення гранульованого обробленого шлаку для це шлак, одержаний з процесу виробництва фезменшення його розміру. ромарганцю. 15. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який 25. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що розплавлений феромаргавідрізняється тим, що марганцевмісний шлак нець, що відділяють від розплавленого шлаку, є містить 15–65 мас. % марганцю у вигляді МnО. вказаним цінним продуктом. 26. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який 16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що відрізняється тим, що реакційна суміш додатково додатково відділений феромарганець подають у містить кальцій, магній і кремній, причому кальцій, металургійну піч для подальшої обробки. магній і кремній присутні у вигляді CaO, MgO і SiO2 17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що відповідно, забезпечують співвідношення мас феромарганець, відділений від обробленого шла(CaO + MgO) : SiO2 в діапазоні 1,3:1 – 1,8:1, при ку, примусово або мимовільно охолоджують перед якому забезпечують реакційну суміш з відповідною подачею у металургійну піч для подальшої обробосновністю. 27. Спосіб за п. 26, який відрізняється тим, що ки. 18. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який вказану основність забезпечують, якщо співвідновідрізняється тим, що додатково він включає шення знаходиться у межах 1,4:1–1,7:1. етап, на якому в процесі домішування відновника у 28. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що в реакційну суміш додають необроблений шлак для одержання реакційної суміші також домішують кремнієвмісний реактив. достатню кількість відновників, щоб одержати 19. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що він вміст марганцю в обробленому шлаку максимум додатково включає етап, на якому в процесі домі10 мас. % у вигляді МnО. 29. Спосіб за п. 28, який відрізняється тим, що шування відновника у необроблений шлак для одержання реакційної суміші також домішують одержаний вміст марганцю в обробленому шлаку кальцієвмісний реактив. становить максимум 7 мас. % у вигляді МnО. Винахід пов'язаний, загалом, з обробкою металургійного шлаку. Зокрема, винахід пов'язаний із способом переробки відходів у вигляді необробленого металургійного шлаку, який містить важкі метали, що є екологічно небажаним, а також цей винахід пов'язаний з видаленням необробленого шлаку, отримуючи при цьому як мінімум один цінний продукт. Згідно з винаходом надається спосіб переробки вихідного матеріалу у вигляді відходів необробленого металургійного шлаку, який містить небажані важкі метали, та включає видалення необробленого шлаку з одержанням щонайменше одного цінного продукту, причому описаний спосіб включає наступні етапи: домішування відновника у необроблений шлак для отримання реакційної суміші; нагрівання реакційної суміші, щоб відновник відновлював в необробленому шлаку одну чи декілька сполук важких металів для отримання розп лавленого металу та розплавленого обробленого шлаку; відділення розплавленого обробленого шлаку від розплавленого металу; і примусове або мимовільне затвердіння розплавленого обробленого шлаку. Вміст важкого металу в необробленому шлаку може бути екологічно небажаним або небажаним для застосування, для якого призначений оброблений шлак. Сполуки важких металів звичайно включають сполуки з групи, що містить окиси важких металів, силікати важких металів та їх суміші, хоча цілком природно, що інші важкі метали з'єднання, що піддаються відновленню, також будуть присутні в необробленому шлаку і будуть відновлені відновником. Звичайно, важкі метали також можуть бути присутні в необробленому шлаку в початковій металевій формі, і такі метали будуть просто розплавлені нагріванням і відділені, разом з відновленим металом, від перероблюваного шлаку. 5 92745 6 Необроблений шлак і відновники, що домішубагатьох способів відділення (випуск, злив, вилиються для отримання реакційної суміші, можуть вання шляхом нахилення ємності, і т.д.), роблячи бути в твердій формі при домішуванні. Або ж призаявлений спосіб ще більш універсальним. Крім наймні частина необробленого шлаку, у який дотого, використання електричних печей, наприклад, мішується відновник для отримання реакційної індукційної або дугової електропечі, спрощує збесуміші, може бути у рідкій формі, а відновник - у рігання температури шлаку і металу, при якій вони твердій. Відповідно, якщо в наявності є необробплавились, увесь час після завершення відновлений шлак у вигляді відвалу, наприклад, звалилення і до моменту їх відділення. Треба зазначити, ще, розташоване неподалік від металургійної печі, що незалежно від температури реакції, нагрівання що виробляє необроблений шлак у рідкій формі, не повинно припинятися, щоб зберігати шлак і то використання необробленого шлаку у твердій метал у розплавленому стані, принаймні до момеформі з відвалу у поєднанні з необробленим шланту їх відділення. ком з металургійної печі у рідкій формі може призЦей спосіб може включати етап затвердіння вести до значної економії енергії на етапі нагрірозплавленого обробленого шлаку за рахунок завання до 35% або більше, так як температура стосування повітряного охолодження шляхом вішлаку у розплавленому стані становить 1100льної конвекції, звичайно це відбувається дуже 1650°С, наприклад, 1200-1550°С. повільно - шлак звалюють на звалище на відкриЦей спосіб може включати етап здрібнювання тому повітрі і залишають його охолоджуватись як мінімум одного з компонентів - шлаку або віднопротягом достатнього часу, а потім затверділий вника в твердій формі - щоб зменшити їх розмір оброблений шлак піддається здрібненню для змеперед домішуванням. Зокрема, можна здрібнити ншення його розміру, завдяки чому він набуває необроблений шлак для зменшення його розміру, і форми заповнювача - тобто вказаного цінного потім перед домішуванням подрібнений необробпродукту. лений шлак піддається сортуванню за розміром Або ж цей спосіб може включати етап примудля досягнення бажаного відносного складу чассового затвердіння розплавленого обробленого ток певного розміру шлаку, у який домішується шлаку шляхом додавання рідкої води для гранувідновник для отримання реакційної суміші. Цей ляції обробленого шлаку з метою отримання граклас за величиною може містити частки з максинульованого обробленого шлакового продукту мальним розміром 70мм, отримані шляхом здрібтобто вказаного цінного продукту. нення при кімнатній температурі. Тоді як оброблений шлаковий продукт, охолоНагрівання реакційної суміші може здійснюваджений повітрям, у формі заповнювача звичайно тись у печі, у спосіб, що включає етап видачі розпвважається кінцевим продуктом на продаж для лавленого металу і шлаку з печі у діапазоні темпейого використання в будівництві або будівельній ратур 1300-1650°С. Зокрема, видача промисловості, гранульований оброблений шларозплавленого металу і шлаку з печі може здійсковий продукт можна розглядати як напівфабринюватись в температурному діапазоні 1350кат, який можна складати для подальшої обробки 1550°С. Тоді як нагрівання може здійснюватись за або продавати для використання в якості наповдопомогою індукційної електропечі і відбуватися нювача або заповнювача виробникам цегли, готобільш-менш безперервно, краще використовувати вого бетону, цементу з домішками шлаку і т.д., дугову електропіч і застосовувати її періодично. після здрібнення або, при необхідності, розмелюНезалежно від того, чи здійснюється нагріванвання до достатнього малого розміру часток. Або ня практично безперервно або періодично, віддіж можна продовжити обробку гранульованого облення розплавленого металу від розплавленого робленого шлакового напівфабрикату, як описано переробленого шлаку буде звичайно здійснюванижче, для виготовлення практично кінцевого обтись шляхом гравітаційного відділення, і оброблеробленого шлакового продукту. ний шлак буде у вигляді шару утримуватись на Необроблений шлак звичайно одержується з розплавленому металі. Так, наприклад, таке віддіметалургійних печей, що використовуються у вилення може відбуватися у самій печі, або в іншій робництві металу. Такі шлаки містять не тільки ємності, такій як плавильний тигель, що може мати шлаки конвертерних печей (КП), але й шлаки дувипускний отвір на низькому рівні. Розплавлений гових електропечей (ДЕ), отримувані в процесі метал можна спустити з ємності на низькому рівні, сталеваріння, але вони також містять шлаки, що а шлак можна вилити або злити з осаду, наприотримувані з печей, що використовуються для виклад, злити через край, нахиливши ємність. Або ж робництва інших металів, які можуть мати форму можна спочатку злити шлак, а потім - метал, нахисплавів і бути токсичними, наприклад, у виробницливши ємність. тві марганцю або феромарганцю. Такі шлаки можТака можливість, тобто розділення обробленона отримати від виробників металу, розташованих го шлаку і металу, які знаходяться в розплавленопоза підприємством, або ж вторинна обробка мому вигляді, таким чином, має основну перевагу, же застосовуватись безпосередньо на підприємсяка полягає в тому, що оброблений шлак можна не тві у розплавленому стані або складатись після тільки одержувати практично без домішок металу, затвердіння за рахунок повітряного охолодження але метал можна отримати відносно без домішок шляхом вільної конвекції на території підприємстшлаків. Таким чином можна отримати оброблений ва. шлак і метал у відносно чистій формі, придатній Таким чином, можна підготувати запас твердодля їх переробки та збуту. Гравітаційне відділення го необробленого шлаку, з якого можна, при необзавдяки такій можливості цього способу, предстахідності, брати необроблений шлак для подальшої вленого у винаході, далі може бути зводитись до обробки у відповідності з заявленим способом, 7 92745 8 безперервно або періодично. Здрібнення необроТоді як нагрівання реакційної суміші переважбленого шлаку перед домішуванням відновника у но відбувається періодично в дуговій електропечі, нього можна, наприклад, здійснювати шляхом рояк зазначено вище, натомість воно може відбуваздрібнення, щоб зменшити його розмір. Сортувантися безперервно в індукційній електропечі. В коня здрібненого необробленого шлаку перед доміжному випадку інші етапи обробки можуть бути, шуванням у нього відновника може, наприклад, проте, в тій чи іншій мірі безперервними або періздійснюватись просіюванням або фільтруванням одичними, залежно від потреб, при цьому шлак для отримання сортованого твердого необроблеможна брати безперервно або періодично з відваного шлаку з необхідним розміром часток і/або з лу і т.д., здрібнення і просіювання також можна необхідним розподілом за розміром. здійснювати безперервно або періодично залежно Як вказано нижче, кремнійвмісний реактив, від потреб, щоб забезпечити належну подачу у або кремнеземвмісний реактив, можна домішувати електропіч, дугову чи індукційну. у необроблений шлак в процесі створення реакВ реакційну суміш в печі крім відновників, вкаційної суміші, і це може бути твердий реактив, тазаних вище (наприклад, вуглевмісні або ферросикий як кременистий пісок. Відновник також може ліційвмісні відновники), можна додавати різні добути твердим, наприклад, бути кремнійвмісним, даткові добавки, у тому числі алюмінійвмісні, алюмінійвмісним або ферросиліційвмісним чи вугфосфорвмісні, кремнійвмісні і кальційвмісні реаклевмісним, наприклад, вугілля. Вуглевмісним відтиви. В залежності від обставин, піч можна відреновником, такі як вугілля, надається перевага чегулювати для безперервної або періодичної видачі рез їх доступність і низьку вартість, і в цьому розплавленого шлаку при температурі 1300відношенні їх можна протиставити алюмінійвміс1650°С, бажано 1350-1550°С, як було зазначено ним або ферросиліційвмісним відновником, які для вище, і для безперервної або періодичної видачі певних шлакових продуктів можуть вважатися зарідкого металу, до якого можна застосувати повітбруднюючими домішками, яких треба уникати. Такі ряне охолодження на відсаджувальній постелі, відновники і реактиви також можна здрібнити і сонапр., перед повторного використання у процесі ртувати перед їх домішуванням у необроблений виробництва металу, з якого отримується необрошлак для отримання реакційної суміші, щоб досягблений шлак. ти необхідного розміру часток і/або розподілу за Для нагрівання реакційної суміші можна однорозміром. В таких випадках реакційна суміш буде часно застосовувати декілька печей для виробнисумішшю твердих часток, нагрівання якої, як вкацтва розплавленого металу і шлаку. Або ж можна зано вище, призводить до плавлення реакційної використовувати одну дугову електропіч, маючи суміші і утворення розплавленого металу і розпладва або більше пересувних плавильних тиглі з вленого обробленого шлаку, який потім гранулюхитним човником або горизонтальних нагрівачі, які ється. можна переміщати до та від завантажувальної Заявник встановив, що доцільно виконувати станції, при цьому плавильна станція обладнана грануляцію за допомогою спеціалізованих гранустандартним набором електродів, а також маючи ляторів, наприклад, грануляторів, що виготовляодну чи більше розвантажувальних станції. ються в Південній Африці компанією Bateman Для сушіння подачі вугілля можна використоMetals Limited, Bartlett Road, Beyers Park, Боксбург, вувати пічні гази протягом його роздрібнення або провінція Гаутенг, Південна Африка. розмелювання, а також для сушіння зневодненого Як вказано нижче, гранульований оброблений шлаку, наприклад протягом здрібнення або розшлак можна піддати зневодненню перед подальмелювання вугілля або зневодненого шлаку. шою обробкою, і гранульований оброблений шлак Грануляція обробленого шлаку передбачає віможна здрібнити, наприклад, шляхом роздрібнентрифікацію шлаку і має бути достатньою для ня і/або розмелювання в процесі або після його отримання часток максимальним розміром 10мм, зневоднення. Після цього здрібнений зневоднений щонайменше 50 мас.% яких становить вміст скла, оброблений шлак можна складати перед викорисзвичайно 67 мас.%, бажано 80-90 мас.% і більше. танням або перед подальшим продажем для виПісля зневоднення обробленого шлаку, його користання, або може використовуватись одразу ж можна сушити до досягнення максимум 1%-ного на підприємстві для виготовлення кінцевих продувмісту води по масі, звичайно 0,5-1% по масі. Пісктів вказаного вище типу, в яких такий шлак є одля цього, зневоднений гранульований оброблений ним із компонентів і виконує функцію наповнювашлак можна розмелювати, і бажано, щоб після ча. розмелювання розмір часток становив максимум Заявник успішно застосував як роздрібнений 105 m, звичайно з відношенням поверхня/маса по охолоджений повітрям необроблений феромаргаБлейну або питомою поверхнею в межах 3500нець так і охолоджені повітрям необроблені шлаки 4500 см2/г. КП з розміром часток до 70мм з домішкою відфільВинахід розповсюджується на оброблений трованого відновника з розміром часток до 30мм. шлак при використанні способу цього винаходу, як Коли кремнійвмісний або кальційвмісний реактив, визначено та описано вище. Винахід також розпотакий як кременистий пісок або вапняк відповідно, всюджується на цемент з домішками або бетонні домішується у необроблений шлак, отриманий з вироби, або на цегельну продукцію з домішками, КП сталеваріння або з виробництва марганцю або що становлять або містять вказаний гранульоваферомарганцю, бажано, щоб розмір часток кремний оброблений шлак. неземвмісного або кальційвмісного реактиву не При використанні в якості наповнювача для перевищував 30мм. Це також стосується будьзвичайного портландцементу, можна домішувати яких використовуваних магнійвмісних реактивів. здрібнений оброблений шлак у портландцемент 9 92745 10 для отримання відношення маси шлаку до маси для отримання реакційної суміші також можна цементу як 6:94-95:5, звичайно це 15:85-65:35, і включити етап домішування кремнійвмісного реакбажано досягти відношення 30:70-50:50. тиву, щоб реакційна суміш містила кремній. При використанні для цегельного виробництВ процес домішування відновника у необробва, гранульований оброблений шлак становить лений шлак для отримання реакційної суміші тазазвичай максимум 45 мас.% цегельного продукту, кож можна включити етап домішування кальційвзвичайно 15-45 мас.%, а здрібнений оброблений місного реактиву, щоб реакційна суміш містила шлак, при його використанні, звичайно складає 2кальцій. Кремнійвмісний реактив - це зазвичай 15 мас.% цегельного продукту. кремнезем, тоді як кальцієвмісний реактив може Грануляція може відбутися внаслідок достатмістити вапно, гідрооксид кальцію або карбонат ньо швидкого охолодження, що призведе до віткальцію. Для досягнення оптимального відношенрифікації шлаку, принаймні часткової. Отже, граня мас CaO:SiO2 в реакційній суміші можна додануляція обробленого шлаку може сприяти вати кремнійвмісний реактив або кальційвмісний частковій вітрифікації шлаку, якщо, при цьому, реактив, і так як передбачається його використангрануляція забезпечує розмір часток не більше ня зазвичай з необробленим шлаком з металур10мм для отримання вмісту скла у гранульованому гійного виробництва сплавів, наприклад, виробнишлаку не менше 50 мас.%. Цей спосіб може вклюцтва феромарганцю, можна застосовувати таке чати етап зневоднення гранульованого обробледодавання кремнійвмісного реактиву або кальційного шлаку, а також етап здрібнення гранульовавмісного реактиву в будь-який необроблений ного обробленого шлаку для отримання шлак, наприклад, додаючи кальційвмісний реактив зменшення його розміру, наприклад, щоб зробити або кремнійвмісний реактив у шлак конвертерної його придатним до використання в якості наповпечі (КП) відповідно з метою підвищення вмісту нювача у цегельному виробництві або у створенні кальцію в ньому, що виражається як СаО, або підготового бетону, або в якості наповнювача для вищення вмісту кремнію в ньому, що виражається додавання до цементу, наприклад до звичайного як SiO2. Цей метод, таким чином, для необроблепортландцементу (ЗПЦ) для виготовлення цеменного шлаку КП може включати додавання кремнійту з домішками. вмісного реактиву для зменшення співвідношення Натомість або додатково до виробництва обмас CaO:SiO2. робленого шлаку як цінного продукту, наприклад Можна підібрати склад реакційної суміші для як заповнювача у будівництві або будівельній отримання феромарганцевого продукту з вмістом промисловості, або заповнювача чи наповнювача марганцю 70-90 мас.%, бажано 76-80 мас.%, і вмідля використання у цегельному виробництві або стом заліза 5-20 мас.%, бажано 10-15 мас.%. створенні бетону/цементу, за допомогою цього Зокрема, залізовмісний шлак може бути шламетоду також можна виробляти метал, що може ком, що отримується з процесу сталеваріння з бути у формі сплаву і є цінним продуктом. використанням конвертерної печі (КП). ЗалізовмісТреба зазначити, що передбачаються такі синий шлак може містити 20-45 мас.%, звичайно 25туації, за яких, виходячи з економічних міркувань, 38 мас.%, заліза, що виражається як Fe2O3. необхідно буде виробляти одночасно такі цінні Шлак КП - це недороге джерело заліза, зручне продукти як оброблений шлак і відновлений метал для деметалізації і повітряного охолодження; а або сплав, тому спосіб, представлений в цьому марганецьвмісний шлак може бути шлаком, що винаході є економічно привабливим або принаймні отримується з процесу виробництва феромарганрентабельним, і представлений винахід природно цю, наприклад, так звані «нові перспективи» (fresh розповсюджується на варіанти цього способу, що horizons), які було деметалізовано. Марганецьвміпередбачають таке одночасне виробництво. сний шлак може містити 15-65 мас.%, звичайно 15Отже, розплавлений метал, відділений від ро27 мас.%, марганцю, що виражається як МnО. зплавленого шлаку, може вважатися зазначеним В певних модифікаціях реакційна суміш місцінним продуктом, і відділений метал можна податить кальцій, магній і кремній в пропорціях СаО, вати на металургійну піч для подальшої обробки. MgO and SiO2 відповідно, які забезпечують реакЦе можна здійснити з металом у розплавленому ційну суміш з валентністю, що виражається як стані, хоча передбачається, що метал, відділений співвідношення мас (СаО+MgO):SiO2, в межах від обробленого шлаку, звичайно будуть охоло1.3:1-1.8:1, звичайно в межах 1.4:1-1.7:1. Для джувати для примусового або мимовільного заотримання реакційної суміші з кальцієм та кремнітвердіння перед його подачею у металургійну піч єм треба додати в неї кальційвмісні та кремнійвмідля подальшої обробки. сні реактиви, і таким же чином можна отримати При певній модифікації винаходу можна відреактивну суміш, що містить магній, додавши в неї бирати необроблений шлак, хоча б частково, намагнійвмісий реактив, наприклад оксид магнію або приклад, марганецьвмісні шлаки, залізовмісні карбонат магнію. шлаки та їх суміші. Марганецьвмісні шлаки звиВ реакційну суміш можна додати достатню кічайно можна отримати з виробництва феромаргалькість відновника, щоб отримати вміст магнію в нцю. Отже, необроблений шлак може містити суобробленому шлаку максимум 10 мас.%, що виміш як мінімум марганецьвмісного шлаку і ражається як МnО, бажано 7 мас.%. залізовмісного шлаку, щоб вироблений метал місВинахід також розповсюджується на виробнитив феромарганець, який можна вигідно повернути цтво металів та сплавів при використанні способу у виробництво феромарганцю, з якого отримуєтьцього винаходу, як визначено та описано вище. ся марганецьвмісний необроблений шлак. В проВинахід зараз буде описано за допомогою нацес домішування відновника у необроблений шлак очного прикладу з посиланням на супроводжува 11 92745 12 льне схематичне креслення, на якому єдина Фігуного для подачі розплавленого шлаку самопливом ра є структурною схемою, на якій показано карту на гранулятор 82. технологічного процесу установки для впроваТакож кожна електропіч має отвір для верхдження способу цього винаходу для використання нього зливу металу 84, і кожен такий верхній злив в процесі переробки шлаку конвертерних печей 84 веде до відповідної відсаджувальної постелі 85, (КП), який отримується з виробництва сталеварінщо забезпечує повітряне охолодження і отримання. ня готового металу. Електропечі 76 з відповідними На кресленні номер позиції 10 в основному позливами 78, 84, з жолобом 80 і відсаджувальними значає установку для застосування способу цього постелями 85 згруповані у топковий пристрій, який винаходу. Установка 10 складається з відвалу 12 в основному позначається як 86. Також до складу необробленого шлаку КП зі сталеваріння. Показапристрою 86 входять лінії відводу гарячого газу 87, но, що відвал 12 живить лінію подачі твердого що ведуть з електропечей 76 до електростатичношлаку 14 на колосниковий грохот-живильник 16, го осаджувача 88, який в свою чергу живить газопякий в свою чергу живить лінію подачі твердого ровід 90, обладнаний вентилятором 91, що нагнішлаку 18 у щокову дробарку 20. Щокова дробарка тає газ у витяжну трубу 92. 20 живить лінію подачі твердого шлаку 22 у конусТакож до складу установки 10 входить прину дробарку 24, обвідна лінія подачі дрібних часстрій з грануляції і зневоднення, який звичайно ток 26 веде з живильника 16 на лінію подачі 22. позначається як 93 і який живиться жолобом 80. Показано, що конусна дробарка 24 живить ліПристрій 93 складається з гранулятора 82 і бункенію подачі 28 на триярусний грохот 30, який в свою ра 83. Гранулятор 82, який є оригінальною розробчергу живить зі своїх верхніх ярусів лінію подачі 32 кою і придбаний у Bateman Metals Limited, признау конусну дробарку 34. Грохот 30 живить зі свого чений для грануляції обробленого шлаку з жолобу нижнього ярусу лінію подачі 36 на відвал 38 і по80 шляхом подачі шлаку у рідку воду, щоб 100% дає матеріал, що проходить через його нижній гранульованого шлаку проходило через грохот з грохот, на лінію подачі 40 у двох'ярусний грохот вічком 10мм, маючи вміст скла або ступінь вітри42. Грохот 42 живить зі свого верхнього ярусу ліфікації як мінімум 50 мас.%. нію подачі 44 на відвал 46, а з нижнього ярусу Гранулятор 82 зв'язаний, в замкнутому циклі, з лінію подачі 48 на відвал 50, подаючи матеріал, охолоджуючими стояками 94 для охолодження що проходить через його нижній грохот, на лінію пари, що виробляється гранулятором 82, і для подачі 52 на відвал 54. охолодження води, що використовується грануляКонусна дробарка 34 живить лінію 56 на відтором 82. Також цей цикл включає пристрій зневовал 58. Різні частини установки 10, описані вище, днення 96 для зневоднення шлаку, що виходить з згруповані у дробильну установку, що в основному гранулятора 82 через лінію подачі 98. Пристрій позначається як 59. зневоднення 96 подає зневоднений гранульований До складу установки 10 також входять три рооброблений шлак через лінію подачі 100 на відвал звантажувальні бункери, а саме розвантажувальгранульованого шлаку 102 в бункер 83; і пристрій ний бункер необробленого шлаку 60, розвантажу96 призначений для рециркуляції води у циклі на вальний бункер кременистого піску 62 і гранулятор 82 і охолоджуючі стояки 94. Розгалурозвантажувальний бункер вугілля 64. Показано, жена лінія подачі 103 розгалужується з жолобу 80 що відвал 58 живить лінію подачі твердого шлаку між електропечами 76 з одного боку і гранулято66 на бункер 60; лінія подачі є конвеєрною стрічром 82 з іншого боку. Ця розгалужена лінія, яка кою. Ультразвукове/лазерне око (не зображено) тільки частково показана для зручності зображенконтролює живильники, що подають шлак з відваня, веде до відвалу 105 в бункер 83, де шлак охолу 58 на бункер 60 через лінію 66. Звалище крелоджується повітрям, перед його подачею на дроменистого піску показано в позиції 68; а звалище бильну установку 59, як описано нижче. вугільних відходів показано в позиції 70. Звалище І насамкінець, до складу установки 10 входить 68 живить конвеєрну стрічку лінії подачі 72 на розпристрій розмелювання і видачі шлаку, що звивантажувальний бункер кременистого піску 62; а чайно позначається як 104 і має рухомий бункер звалище 70 живить конвеєрну стрічку лінії подачі 106, що живиться фронтальним навантажувачем 74 на розвантажувальний бункер вугілля 64. Ульт108 з відвалу 102. Букер 106 живить через конвеєразвукове/лазерне око (також не зображено) відрну стрічку лінії подачі 110 на живильник млина повідно контролює подачу кременистого піку зі 112, який, як показано, живить вальцьовий млин звалища 68 на бункер 62 через лінію 72; і контро114. Газопровід 116, обладнаний вентилятором лює подачу вугілля зі звалища 70 через лінію 74 118, подає гарячі пічні гази з випускних ліній 87 на на бункер 64. Бункери 60, 62 і 64, звалища 68 і 70 млин 114. Млин 114 здійснює подачу через газопразом згруповані у пристрій з переробки сировини, ровід 120 на мішечний пиловловлювач 122, який в який в основному позначається як 75. свою чергу забезпечує подачу через газопровід Також до складу установки входять індукційні 124, обладнаний вентилятором 125, на витяжну електропечі 76, встановлені для одночасного витрубу 126. Млин 114 живить лінію подачі 128 на користання і на які подаються тверді речовини бункер зберігання 130, обладнаний мішечним пичерез відповідні лінії подачі (схематично зображені ловловлювачем 132. як 77) з бункерів 60, 62 і 64. Кожна електропіч 76 У відповідності зі способом обробки цього вимає отвір верхнього зливу обробленого шлаку 78, находу необроблений шлак, що містить кремнекищо веде до жолобу для розплавленого шлаку 80, сле залізо, окиси заліза і/або металеве залізо, що має форму відсаджувальної постелі, призначеотримані з КП, накопичується на відвалі 12. Колосниковий грохот-живильник 16 видаляє дрібні час 13 92745 14 тки з необробленого шлаку, і живильник живить джувальні постелі 85 для повітряного охолодженщокову дробарку 20 в контрольованих умовах, при ня, після чого цей метал повертається у процес цьому дрібні частки проходять через лінію 26 на сталеваріння, з якого було отримано необроблелінію 22, а потім на конусну дробарку 24, де відбуний шлак. вається подальше здрібнення. Грохот 30 просіює Грануляція розплавленого обробленого шлаку здрібнений необроблений шлак, який він отримує відбувається у грануляторі 82, що з'єднаний з охочерез лінію 28 з дробарки 24. Матеріал, що затрилоджуючими стояками, в яких зберігається вода і мується верхнім та середнім ярусом грохоту 30, які підтримують температуру, що не перевищує проходить через лінію 32 на конусну дробарку 34, 35°С. Гранульований шлак проходить через лінію де він далі здрібнюється до розміру часток не бі98 на пристрій зневоднення 96, в якому він зневольше 70мм. Матеріал, що затримується нижнім днюється, і зневоднений шлак проходить через ярусом грохоту 30, проходить через лінію 36 на лінію 100 на відвал 102. Пічні гази, що випускавідвал 38, в той час як матеріал, який проходить ються через лінії 87 електропечі 76, проходять через нижній ярус грохоту 30, подається через через лінії 87 на електростатичний осаджувач 88, лінію 40 на дробарку 42, де він далі просіюється. а потім через лінію 90 і вентилятор 91 нагнітаютьМатеріал, що залишився на верхньому ярусі ся у витяжну трубу 92, з якої вони подібним чином грохоту 42, проходить через лінію подачі 44 на випускаються в атмосферу. відвал 46, в той час як матеріал, що залишився на Частина розплавленого обробленого шлаку з нижньому ярусі грохоту 42, проходить через лінію жолобу 80 оминає гранулятор 82 і проходить чеподачі 48 на відвал 50. Матеріал, що проходить рез лінію подачі 103 на відвал 105 в бункер 83, де через вказаний нижній ярус грохоту 42, проходить такий відведений шлак охолоджується повітрям через лінію подачі 52 на відвал 54. Матеріал на для використання у дробильній установці, як опивідвалах 38, 46, 50 і 54 є продуктом, що відповідає сано нижче. технічним вимогам BS EN (Британського інституту Фронтальний навантажувач 108 використовустандартів/Європейського комітету зі стандартиється для транспортування обробленого шлаку з зації) 12620:2002 стосовно заповнювачів для бевідвалів 102 до рухомого бункеру 106, з якого татону, а також BS EN 13242:2002 стосовно заповкий шлак подається на конвеєр 110. Передбачанювачів для незв'язаних та гідравлічно в'язких ється, що певна частина гранульованого шлаку з матеріалів, що використовуються в будівництві відвалу 102 буде звичайно продаватися у будівегромадянських споруд та дорожньому будівництві. льну промисловість для використання в якості заРоздрібнений необроблений шлак з конусної дроповнювача. барки 34 проходить через лінію 56 на відвал 58. Конвеєр 110 живить живильник млина 112, Роздрібнений необроблений шлак подається з який в свою чергу живить вальців млин 114, в яковідвалу 58 по конвеєру 66 на бункер 60. В свою му оброблений шлак розмелюється до розміру чергу, кременистий пісок з максимальним розмічасток максимум 50 мікрон ( m). Вентилятор 118 ром часток 2мм подається конвеєром 72 зі звалинагнітає пічні гази через лінію 116 з електропечей ща кременистого піску 68 на бункер 62, тоді як 76 до млина 114 для сушіння обробленого шлаку в вугільні відходи, розмір часток яких не перевищує процесі його розмелювання в млині 114. Пічні гази 8мм, подаються конвеєром 74 зі звалища 70 на виходять з млина 114 через лінію 120 у мішечний бункер 64. пиловловлювач 122 і потім через лінію 124 і венНеоброблений здрібнений твердий шлак, кретилятор 125 нагнітаються у витяжну трубу 126, з менистий пісок і вугільні відходи відповідно подаякої вони випускаються в атмосферу. ються з бункерів 60, 62 і 64 через лінії 77 на відпоРозмелений оброблений шлак виходить з відні індукційні електропечі 76. млина 114 через лінію 128 на бункер зберігання В індукційних електропечах відбувається про130, а гази з бункера 130 проходять через мішечцес плавлення, в якому вугілля виконує функцію ний пиловловлювач 132 і випускаються в атмосвідновника, відновлюючи сполуки заліза в необроферу. бленому шлаку, а нагрівання перетворює шлак на Як зазначено вище, охолоджений повітрям розплавлений оброблений шлак при температурі шлак подається з відвалу 105 на дробильну уста1450-1600°С. новку 59. У дробильній установці 59 подача через Кременистий пісок додають у розмірі 12-15% живильник 16 на дробарку 20 з відвалу 12 чергувід маси шлаку, що дозволяє уникнути проблем, ється з подачею через живильник 16 на дробарку пов'язаних з наявністю незв'язаного вапна у необ20 з відвалу 105. робленому шлаку, зазвичай при співвідношенні Подача з відвала 12 здрібнюється для викоримас CaO:SiO2 рівному 0,9:1-1,4:1. Відновлення до стання у способі цього винаходу і проходить через 90 мас.% сполук заліза досягається завдяки виковідвал 58 на пристрій з переробки сировини 75; а ристанню вугільного відновника, коли оброблений подача з відвалу 105, після здрібнення, складуєтьшлак містить максимум 4% Fe2O3 по масі і має ся у відвалах 38, 46, 50 і 54 для подальшого провміст металевого заліза максимум 0,5% по масі. дажу на ринку заповнювачів. При бажанні до шлаку в електропечах 76 можна Заявник здійснив різні модифікації та вдоскододати додаткові добавки для обробки шлаку, наналення основної технології, зображеної на кресприклад, алюміній, вапно і фосфор. ленні. Таким чином, заявник встановив, що вигідно Електропечі 76 працюють безперервно і визамінити чотири індукційні електропечі 76 дуговою дають оброблений шлак при температурі 1450електропіччю (не зображено) з парою рухомих 1600°С, який зливається у жолоб 80. Розплавлехитних плавильних тиглів чи горизонтальних нагріний метал зливається з електропечі 76 у відсавачів. Горизонтальні нагрівачі можна переміщати 15 92745 16 до та від завантажувальної станції (не зображено), ційних електропечей 76, горизонтальні нагрівачі де вони завантажуються через лінії подачі 77 з дугової електропечі працюють періодично і попебункерів 60, 62 і 64, до та від завантажувальної ремінно, щоб поки завантажений матеріал пластанції (не зображено), яка обладнана стандартвиться в одному нагрівачі, інший нагрівач розванним набором електродів, зібраних в колону, і де тажував свій розплавлений матеріал і твердий матеріал в горизонтальних нагрівачах завантажувався новою порцією сировини, і навпарозплавлюється, до та від розвантажувальної стаки. Це призводить до економії внаслідок підвинції (також не зображено), де окремо з кожного щення коефіцієнта використання завантажувальгоризонтального нагрівача зливається розплавленої, плавильної і розвантажувальної станцій (у ний метал і розплавлений шлак. На розвантажупорівнянні з дуговою піччю, що має один нагрівач), вальній станції горизонтальні нагрівачі розташотоді як використання дугової електропечі забезпевані так, щоб зливати розплавлений метал в чує подачу менш обробленого шлаку на топковий відсаджувальну постіль 85 для охолодження мепристрій 86 з дробильної установки 59. талу повітрям і отримання металу у твердій формі. Заявник встановив, що розмелений оброблеНа розвантажувальній станції горизонтальні нагріний шлак, що виготовляється способом цього вивачі також розташовані таким чином, щоб зливати находу, як описано з посиланням на креслення, є розплавлений шлак у гранулятор 82 або відвал придатним для використання в якості наповнюва105 в бункері 83, в залежності від обставин, отвоча для цементу (або заповнювача перед розмери верхнього зливу шлаку 78, жолоб 80 та отвори люванням) для використання у виробництві цегли, верхнього зливу металу 84 видаляються. готового бетону, цементу з домішками шлаку і т.д. Використання дугової електропечі замість інОсобливістю цього винаходу є те, що за допомодукційної електропечі 76 дозволяє подавати на гою нього можна перетворити шлак металургійної відвал 58 необроблений шлак з КП безпосередньо печі, який вважається шкідливим для навколишз відвалу 12, шлак з якого не проходив через жоднього середовища, на корисну складову цегельнону з дробарок 20, 24 або 34. го виробництва та цементної промисловості. Хоча Це дозволяє замінити лінію 56 лінією подачі спосіб представленого винаходу було описано з (не показано) з відвалу 12 на відвал 58, при чому посиланням на креслення переробки необробледробарка 34 живить лінію подачі (не показано) на ного шлаку з КП, який отримується з процесу стагрохот 30, і частина виходу з дробарки 24 відволеваріння, цей спосіб також можна використовувадиться з грохоту 30 на відвал 58, що є доцільним, ти таким же чином для переробки необробленого коли лінія подачі, яка виходить з відводу з дробаршлаку з виробництва феромарганцю, як описано ки, переходить у лінію подачі з відвалу 12 на віднижче. вал 58. В такому випадку заявник встановив, що Отже, у варіанті заявленого винаходу, в якому доцільно мати розвантажувальний бункер вапна використовується необроблений шлак з виробниц(не показано), а також бункери 60, 62 і 64 як частва феромарганцю, а не зі сталеваріння за допотину пристрою з переробки сировини 74, що призмогою переробки у КП, відвал 12 буде містити начений для живлення ліній подачі 77 на дугову охолоджений повітрям шлак з виробництва фероелектропіч. В результаті було встановлено, що марганцю, шлак з якого було деметалізовано. Відвигідніше замінити осаджувач 88 газоочисною вал 12 забезпечується додатковою подачею необустановкою (не показано), що складається з мішеробленого шлаку (не показано), яка містить чних пиловловлювачів. розплавлений шлак при 1200-1400° з виробництва Робота модифікованого і вдосконаленого споферомарганцю, і цей додатковий розплавлений собу в багатьох відношеннях є подібною роботі шлак подається через лінію подачі (не показано) основного способу, показаного на кресленні, з дебезпосередньо у дугову електропіч 34. Відношенякими змінами. Отже, відвал 58 живиться через ня маси охолодженого повітрям шлаку до маси лінії подачі 56 з дробарки 34, а безпосередньо розплавленого шлаку звичайно складає 40:60. частково з відвалу 12 і частково з дробарки 24, а Звичайно, можна не використовувати розплавлезалишок виходу з дробарки 24 подається на гроний шлак, але використання тільки охолодженого хот 30 разом з виходом з дробарки 34. В свою черповітрям шлаку не забезпечує економію енергії до гу подача через лінії 77 з пристрою з переробки 35% чи більше, яку можна отримати при викориссировини 75 на топковий пристрій 86 містить також танні розплавленого шлаку. подачу з бункерів 60, 62 і 74 та подачу з бункера Охолоджений повітрям феромарганцевий невапна. оброблений шлак у відвалі 12 містить 15-27 Подібно до індукційних електропечей 76, намас.%, звичайно 23 мас.%, MnО. Необроблений грівачі дугової електропечі завантажуються з буншлак з відвалу 12 можна подавати безпосередньо керів 60, 62 і 64, а також з бункеру вапна, на завау бункер 60; а розплавлений необроблений шлак з нтажувальній станції, звідки горизонтальні виробництва феромарганцю можна подавати безнагрівачі переміщаються до плавильної станції, де посередньо у дугові електропечі (не показано), що завантажений в них матеріал розплавлюється заміняють індукційні електропечі 76. Відношення електродами електродної колони. маси твердого необробленого шлаку до маси розПотім горизонтальні нагрівачі переміщаються плавленого необробленого шлаку також може педо розвантажувальної станції, де вони нахиляютьревищувати 40:60, наприклад, твердий (охолося для розвантаження розплавленого шлаку у граджений повітрям) шлак може вкладати 100%, але нулятор 82, а розплавленого металу - у відсаджутакож може бути нижчим від 40:60 аж до відновальну постіль 85. Важливо зазначити, що на шення мас твердого та розплавленого шлаку відміну від практично безперервної роботи індук10:90. 17 92745 18 Ідеальною валентністю або перетворенням ля, разом зі 100кг сталевого необробленого шлаку MnО на Mn є 1.4:1-1.8:1, і при необхідності це моКП на кожні 900кг феромарганцевого необроблежна регулювати, додаючи відповідну кількість вапного шлаку, де вуглець відновлює вміст MnО фена або іншого джерела кальцію в кожну партію ромарганцевого шлаку з 23% в необробленому разом з відповідною кількістю кремнезему, при феромарганцевому шлаку до близько 6% по масі у необхідності. Наприклад, до 900кг необробленого обробленому феромарганцевому шлаку. Вуглець, феромарганцевого шлаку, відношення мас напр., вугілля, можна додавати з відповідного бунCaO:SiO2 якого становить 1:1, а вміст MnО склакеру (не показано) у дугові електропечі, що замідає 23 % по масі, можна додати 65кг кальцію (наняють індукційні електропечі 76. приклад, у вигляді вапна) разом зі 100кг необробВ попередніх спробах використати металурленого сталевого шлаку КП, відношення мас гійний шлак з метою обробки шлакового продукту CaO:SiO2 якого становить 2,7:1-3:1, а вміст Fe2O3 виникали проблеми, пов'язані з вмістом важкого складає 30-35% по масі, для того щоб отримати металу, який є екологічно шкідливим і непривабспіввідношення (СаО+MgO):SiO2 по масі приблизливим для використання в якості наповнювача в но 1,5:1 і відношення мас CaO:SiO2 приблизно цегельному виробництві або у створенні готового 1,2:1. Кальцій можна подавати з бункера 62. Стабетону, в якості наповнювача для додавання до левий необроблений лак КП додається для того, цементу або заповнювача у будівництві або будіщоб збільшити частину заліза у феромарганцевовельній промисловості. Така проблема, пов'язана му продукті, щоб у рентабельний спосіб отримати із забрудненням важкими металами, існує навіть сплав феромарганцю, що містить 76-80% Mn і 13для відносно прийнятних важких металів, таких як 16% Fe пo масі. В якості сталевого необробленого залізо, але ця проблема є особливо неприємною, шлаку КП можна використовувати охолоджений коли задіяні важкі метали, що є токсичними, напр., повітрям деметалізований шлак з бункеру 64. марганець. Особливістю заявленого винаходу є Коли оброблений шлак, відділений від фероте, що отримання з необробленого шлаку з відномарганцевого продукту, призначається для гранусно високим вмістом важких металів обробленого ляції та зменшення розміру для виготовлення обшлаку з відносно низьким вмістом важких металів робленого шлакового наповнювача або суттєво, чи навіть повністю, усуває проблеми, що наповнювача для цементу, його відношення мас виникають при використанні шлакових продуктів, CaO:SiO2 має бути в межах 1:1-1:1,4 по масі. Прощо містять важкі метали. Заявник встановив, що те, після відновлення MnО у Mn, відношення мас спосіб за даним винаходом дозволяє виготовляти CaO:SiO2 звичайно перевищує 1,4:1, але його монаповнювачі для цементу, які відповідають виможна зменшити, додавши ще SiO2 у розплавлений гам EN 197 (Стандарту № 197 Європейського кооброблений шлак перед його грануляцією, напримітету зі стандартизації). Крім того, за допомогою клад, із відповідного бункеру (не показано). цього способу можна виробляти важкі метали або Вуглець є найкращим відновником, і можна сплави важких металів, напр., марганець або федодавати близько 65кг вуглецю, наприклад, вугілромарганець. Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601