Ежегодная Международная конференция "Сотрудничество для решения проблемы отходов"


Главная страница
Сведения об авторах

 

Рециклинг мелкодисперсных железосодержащих отходов черной металлургии

Пугин К. Г., Юшков в. С., Пермский государственный технический университет, Пермь, Россия

Во всех металлургических процессах образуется значительное количество пыли, которую необходимо улавливать и утилизировать для извлечения содержащихся в ней металлов и предотвращения загрязнения окружающей среды. Однако высокое содержание цинка и свинца нарушает процессы пылеулавливания и собственно выплавки, что является основной проблемой при рециклинге пыли.

В Перми на одном из предприятий установлена электропечь ДСП-60 с годовым объемом выплавки стали 300 тыс. т. На каждую тонну стали образуется до 50 кг шлака и 10—15 кг железосодержащей пыли. Для очистки от пыли отходящих дымовых газов основных технологических агрегатов (электропечи, агрегата «ковш-печь») смонтирована установка с рукавными фильтрами.

Пыль представляет собой высокодисперсный порошок темно-коричневого цвета влажнос­тью 0,6—1,0 %, насыпной плотностью 3,8—4,2 г/см3, пористостью по объему 42 %. Компоненты пыли, %: Fе2О3 — до 45; SiO2 — до 5; СаО — до 4; ZnO — до 20; РbО — до 2,6; другое. Содержание цинка и свинца не постоянно и зависит от вида шихты и степени ее загрязненности.

В настоящее время в Перми часть пыли отправляют на захоронение, а часть гранулируют и используют как сырье при выплавке чугуна в доменной печи (передел в черной металлургии, содержание оксида железа 42,8 %). При этом в верхнем поясе печи накапливается цинк, что приводит к нарушению работы домны.

В США предложено несколько способов выделения цинка и свинца из пылей. Один из них основан на различии в твердости, хрупкости и других свойствах соединений цинка, свинца и железа. Пыль, выходящую из металлургических печей, осаждают последовательно в электрофильтрах, затем в скрубберах мокрой очистки и после удаления части влаги направляют в дробилку. Мелкодисперсный продукт, состоящий из соединений цинка и свинца, осаждают в специальных вакуумных сепараторах и используют повторно. Более крупные частицы, включающие в основном оксид железа (III), направляют в фильтр-прессы, затем на сушку, агломерацию и возвращают в металлургический передел.

Фирма «Рекласос» (Чикаго, США) разработала процесс подготовки железосодержащих пылей и шламов коксовой мелочи и замасленной окалины путем их совместного брикетирования с добавлением в качестве связующего каменноугольного пека. Брикеты используют в доменной печи — до 105 кг на 1 т шихты.

В Германии предложен способ переработки пыли из электрофильтров металлургических печей, который предусматривает ее непрерывную подачу в бассейн с водой, куда вводится щелочь (едкий натр) в дозах, обеспечивающих рН 9,3—9,8. В этих условиях растворенные соли цинка и свинца переходят в нерастворенные соединения. Полученную гомогенную суспензию перека­чивают в смеситель, разбавляют водой (1 : 2) и доводят рН до 8,7—9,0, дополнительно вводя едкий натр. После осветления в течение 30—60 мин и обезвоживания шлама в фильтр-прессе получают кек влажностью 40 %, содержащий 25—35 % цинка и 8—12 % свинца. Кек можно использовать на предприятиях цветной металлургии.

Перспективными представляются технологии утилизации пыли электросталеплавильного производства в подовых вращающихся печах при получении высокометаллизированного продукта — губчатого железа — и пыли с высоким содержанием оксидов цинка и свинца при их отсутствии в основном продукте.

Как видно из приведенного анализа, мелкодисперсные отходы электросталеплавильного производства в основном целесообразно использовать на предприятиях, где они образуются. Возможность утилизации пыли в агломерационном производстве ограничена, поскольку ее химический состав значительно изменяется в зависимости от марки выплавляемой стали, а также включает большое количество цветных металлов (особенно при выплавке высоколегированных марок сталей). Их извлечение возможно при утилизации уловленной пыли в собственном производстве. Так, при ее добавлении (после соответствующей подготовки) в шихту легирующие металлы (Сг, Ni, Мo) практически полностью переходят в ванну печи, что позволяет экономить дорогостоящие ферросплавы. В то же время вследствие низкой температуры кипения (900—1 000 °С) цинк в процессе плавки возгоняется и накапливается в пылевыносе. После определенного количества циклов пылевынос электросталеплавильных печей становится ценным сырьем для цветной металлургии.

Для организации производства по извлечению цветных металлов предлагается приведенная ниже схема (рисунок).

Технологическая схема извлечения цветных металлов из отходов черной металлургии

Технологическая схема предусматривает улавливание пыли от электросталеплавильного агрегата 1 в тканевом фильтре 2 и накопление пылевыноса в бункерах 3. При мокрой газоочистке шлам после вакуум-фильтров 6 проходит подсушку в барабане 7. Через вибрационный увлажнитель 5 пыль подается в барабанный или двухвальный лопастной смеситель 8. В него предусмотрено также поступление из бункеров 4 цинксодержащих отходов от других источников и при необходимости — углеродсодержащих добавок и связующих. Брикетируют смесь в валковом прессе 9. Мелочь после отсева на грохоте 10 возвращают в смеситель, а брикеты накапливают в бункерах 11 и подают в сталеплавильный агрегат. Такая технологическая схема позволяет производить рециклинг пылевыноса за счет повторного использования пыли с низким содержанием цинка. Периодически после достижения необходимого уровня цинка (10—15 %) пыль брикетируют с углеродистым связующим и направляют на участок по окускованию отходов жидкими сталеплавильными шлаками.

Сталеплавильный шлак из шлаковой чаши 12 сливают по стационарному желобу 13 в другую шлаковую чашу 14 со снимаемой крышкой. Предварительно подготовленная смесь цинксодержащих пылей и шламов с необходимой добавкой углерода дозируется из бункера 15 на желоб. При заливке этих отходов шлаком при температуре 1 000—1 100 °С происходит восстановление цинка и свинца из оксидов и их возгонка. Возгоны цинка улавливают в рукавном фильтре 17, накапливают в бункере 20 и периодически затаривают в мешки или специальные емкости 21 для отгрузки на заводы цветной металлургии. Степень окисления цинка регулируют подсосом воздуха между чашей 14 и крышкой. Газы от реактора отсасывают дымососом 18 и выбрасывают через дымовую трубу 19. Если по предлагаемой схеме необходимо обработать другие отходы, указанные материалы могут дозироваться из отдельного бункера 16. При этом подача из бункера 15 прекращается.

Цинксодержащий продукт с содержанием 30—35 % цинка и 5—10 % свинца затаривают и направляют для переработки на заводы цветной металлургии.

 

Fine Iron-rich Ferrous Metallurgical Dust Recycling

Pugin K. G., Yushkov V. S., Perm State Technical University, Perm, Russia

The paper describes a technology for non-ferrous metal recovery from the ferrous metallurgical process waste.

 

Главная страница

Сведения об авторах

Пугин Константин Георгиевич, канд. техн. наук, доц., зам. декана, автодорожный факультет, Пермский государственный технический университет, Kомсомольский пр-т, 29, Пермь, 614990, Россия. Тел. (342) 239-11-56, моб. (912) 882-91-88. E-mail
 

 

 

  Rambler's Top100


© Независимое агентство экологической информации
Последние изменения внесены 20.09.10