Способ утилизации железосодержащих шламов

Способ утилизации железосодержащих шламов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

В.М.Борисов, М.Г.Бойко, Л.С.Агафо и Т.А.Аннушкина

l «

t>.t (7!) Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамедщ

f институт стали и сплавов (54) СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ЖЕЛЕЗОСОДЕРИАЩИХ а ШЛАМОВ

Изобретение относится к подготов ке сырья для преимущественного

:использования в черной металлургии.

Известен способ утилизации железосодержащих отходов из систем мокрой очистки газов кислородно-конвертерного производства, включающий их сгущение и последующее распыление. Сущность известного способа заключается в том, что железосодержащне шламы мокрых газоочисток подвергают отстаиванию, сгущению до содержания влаги около 40-50Х, используют сгущенный продукт для увлажнения и окомкования мелкозернистого сырья при про15 изводстве агломерата и окатышей. Сгущенные шламы специальными насосами подаются во вторичные смесители, оборудованные эвольвентными форсунками.

Последние обеспечивают распыление сгущенной суспензии и равномерное увлажнение шихты. Забивающиеся тру" бопроводы промывают чистой водой, подаваемой под давлением. После про-. мывки загрязненная вода подается в сгуститель. Известный способ позволяет утилизировать железосодержащие отходы без их предварительной сушки f)g.

Недостатками известного способа являются применение грунтовых насосов, загрязнение трубопроводов и не" обходимость их периодической промыв" ки, невозможность организации автоклавной системы подачи шлама и его предварительного подогрева, низкое ,качество; подготовки шихты вследствие невозможности повышения ее темйера" туры в процессе окомкования.

Цель изобретения — организация автоклавной системы подачи шлама и улучшение качества подготовки шихты.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем сгущение шламов и их распыпение, шлам нагревают и вводят в шихту в виде

90 паровзвешенной смеси, давление кото- рой поддерживают в пределах 5"7 атм при содержании взвеси в смеси в количестве 15-24 об.%.

Сущность способа заключается в том, что шламы перед их использованием в качестве увлажняющей добавки подвергают высокотемпературному нагреву в герметичном реакторе, оборудованном двумя клапанами для подвода шламовой суспенэии и отвода паровзвешенной смеси. Высокотемпературный нагрев обеспечивает испарение влаги .шлама, повышение парциального давле= ния водяного пара в реакторе и авто-: клавную транспортировку паровзвешенной смеси в барабанные или чашечные окомкователи.

Высокое давление (сжатие) паровзвешенной смеси на выходе из трубопровода в смесительные устройства обеспечивает резкое шоковое увеличение объема пара, снижение давления паровзвешенной смеси до атмосфер. ного и диспергирование последней.

Объемную концентрацию твердой взвеси в паровзвешенной смеси определяют опытным путем. Для этого в реактор загружают определеное объемное количество шлама с заданной концентра11ией твердого в шламе.

Наилучшие показатели транспортабельности, распыления и процесса окомковання и спекания шихты получают при заполнении реактора шламом (влажность 40-50%) на 30-40% его объема, т.е. при испарении всей влаги шлама и увеличении объема паровэвешенной смеси до 10Х, концентрация взвеси в смеси составляет:

30х0,5=15; 30х0,6 = 18; 40х0,5 = 20; .

40х0,6 24; или 15-24%, где 0,5 и

0,6 — доля взвеси в шламе.

Уменьшение концентрации взвеси в смеси приводит к ухудшению качества окомкования шнхты и снижению КПД реактора, поскольку уменьшается количество дисперсных и коллоидных составляющих в смеси, окаэыьающих решающее влияние на качество окомкования шихты. При этом эффект достигается только за счет подогрева шихты, как и в случае использования пара из магистрали.

Увеличение концентрации взвеси сверх оптимальных значений сопровождается ухудшением условий транспортирования шлама по трубопроводам и гидродинамики процесса эа счет умень1 307.

1О l5

49

4 .шения объема пара в паровэвешенной смеси. Кроме того, возврастают энергозатраты на нагрев твердой взвеси, что выражается увеличением давления паровзвешенной смеси.

Пределы значений давления паровзвешенной смеси определяют также экспериментальным путем. Нижняя величина избыточного давления в реакторе относится к паровзвешенной смеси, содержащей 15Х взвеси.

Большие значения избыточного дав1 ления соответствуют большей концентрации взвеси в паровзвешенной смеси (24 об.% ), Это обстоятельство связано с увеличением давления, времени прогрева взвеси и гидродинамическими условиями ее транспортировки и распыления.

Отклонение давления паровзвешенной смеси от оптимальных значений приводит, с одной стороны, к оседанию крупных частиц шлама на поверхности трубопроводов и уменьшению их проходного сечения, а с другой стороны, к черезмерно высоким скоростям паровзвешенной смеси на выходе, уменьшению времени контакта теплоносителя с шихтой за счет выброса пара и тонкой вявеси в аспирационные устройства, что недопустимо с экологической точки зрения.

Реализацию предлагаемого способа осуществляют путем установки двух герметичных футерованных реакторов в нагревательные колодца, температуру .в которых целесообразно поддерживать в пределах 500-800 С. Весперебойная работа реакторов достигается эа счет последовательной загрузки одного и разгрузки другого реактора но принципу работы воздухонагревателей доменных пеней. Темг1ература в колодце оказывает влияние только.на производительность реакторов. При этом в зависимости от мощности агломерационных фабрик иаифабрик по производству окатышей, а также оптимальной влажности шихты, температуру нагревательных колодцев необходимо корректировать в каждом конкретном случае в соответствии с указанными параметрами.

Пример. Для исследований используют смесь шламов аглодомен" ного производства,взятых в соотношении 1:1. Влажность шламов(в парколлекторах доводят до 40-50% путем

9013

5 .изменения. продолжительности отстаивания.

Шламовую суспензию нагревают в герметичном реакторе объемом 6 л, приготовленном иэ нержавеющей ста-. .ли и футерованным снаружи смесью огнеупорной глины с шамотом. Сверху и снизу цилиндрическая часть реактора выполнена в виде усеченного конуса, к меньшему диа- 10 метру которого приварены патрубки с вентилями высокого давления.

На одном из патрубков (перед вентилем) устанавливают образцовый манометр. Реактор помещают в муфель- д ную печь таким образом, что вентили и манометр находятся вне эоны нагрева. Давление паровэвешенной смеси изменяют в пределах 3-10 атм, Степень заполнения реактора шламовой щ суспензией изменяют от 20 до 60 об.X.

Смешивание и окомкование шихты осуществляют в барабанном окомкователе диаметром 500 и длиной 1200 мм при скорости вращения барабана

1О об/мин..

Увлажнение шихты осуществляют паровзвешенной смесью до влажности ,7Х. Распыление осуществляют через

07 6 коническую насадку, установленнуюна выходе гибкого шланга, которая. обеспечивает гашение скорости паровзвешенной смеси.

Для сопоставления полученных результатов проводят спекания по известному способу. Для этого в реактор подают сжатый воздух и увлажняют шихту холодной шламовой суспензией.

Высота слоя,на всех опытах составляет 400 мм.

Результаты исследований представ лены в таблице.

Анализ данных таблицы показывает, что в о тииальных условиях процесса при давлении 5-7 атм. и концентрацщ1 твердого, в паровзвешенной смеси и

15-24 об.й соответственно получают наивысшие показатели агломерации. Температура шихты возросла с 21 до

38-39 С, выход Фракции 1,6 мм после окомкования уменьшился с 23 до !314Х, а удельная производительность возросла на 44-51Х. Отклонение про" цесса от оптимальных параметров при-, водит к значительному ухудшению показателей агломерации.

90l307

l л

Ю !

I о(I

МЪ

СЧ л

СЧ л

СЧ

СЧ

ССЪ

СЧ л л

DI o

С Ъ

CO л

D l

1 л ( О л

СЧ

DI со ь 3

1 л

С ) и

D а о сЧ л

ГЪ

ССЪ

° \

СЧ сч л л л

D иО л

СлЪ о

С Ъ CO

СЧ л

Ch л сО I л|

Ю л л л л иЪ

ИЪ л о

I

DI О.

ОО О

cv л

ИЪ л

CO л

О1 О СО сч О

1оо

Э И Ф Д

СЧ 1 л л

СЧ л

3 л

D л сЧ сО

II-o p, ,а. ом

oi @

lC I

ЕО!

Ж ICI М цo,go

Ф 1

Ю! Д1 1

1etl л

СлЪ л

О СЧ О СЪ л N CV о сч л л а ° (7Ъ

D с Ъ л О

Оъ CO о сч л

1О

О ао

О сЪ л

4 ,С11 Ц ММ О ! ql !С! С.! Ei ф Сл

Ц g4o Q Ж Ж В4

l сО сО

1 о !

»I!! о !

1 о !

С11 (4 л

CI IC $ )

ЛЛ В" I

Составитель Л. Шашенков

Редактор С.Крупенина Техред Ж.Кастелевич Корректор А.Ференц

Заказ 12304/24 Тирак 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 90

Формула изобретения

Способ утилизации мелезосодеркащих шлемов, включающий их сгущение и последующее распыление, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью органиэации автоклавной системы подачи шлама и повышения качества подготовки шихты, шлам нагревают и вводят в шихту в виде паровэвешенной

1307 IO смеси, давлениеГкотовой поддеряивают в пределах 5-7 атм при содериании взвеси в смеси в количестве 1524 об.X.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США У 4052195, кл. 75/25, (С 21 В 3/04, В 01 F 5/02), 27.01.70.