Сборник статей IV Международной научной конференции студентов и аспирантов № 4, Донецк - 2005

РАЦИОНАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОДГОТОВКИ И УТИЛИЗАЦИИ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ ДОМЕННЫХ ШЛАМОВ

С.С.Беляк, В.И.Ростовский
Донецкий национальный технический университет

Черная металлургия Украины является одной из основных отраслей промышленности, влияющая в значительной мере на окружающую природную среду. Она относится к числу отраслей крупнотоннажного образования отходов. На металлургических предприятиях ежегодно образуется около 9 млн. т железосодержащих отходов, степень утилизации которых составляет более 80 %. Наиболее трудноутилизируемыми являются шламы, образование которых составляет более 3 млн. т, а степень утилизации немного выше 50 %.

На металлургических предприятиях Украины накоплено более 70 млн. т шламов, из которых около 20 млн. т пригодны для использования в металлургическом производстве, а остальные разубожены отходами других производств. Например, в шламонакопителях Донецкой области, на территории которой имеется семь металлургических комбинатов и заводов, заскладировано более 25 млн. т шламов, из которых более поло-вины разубожены и не могут быть использованы в агломерационном производстве.

Перспективным направлением формирования малоотходных территориальных комплексов является извлечение цветных металлов из цинксодержащих отходов черной металлургии с дальнейшей их переработкой на заводах цветной металлургии. Ресурсы цинка в цинксодержащих шламах черной металлургии Украины составляют бо-лее 50 тыс. т и они ежегодно могут увеличиваться на 10 тыс. т при полном освоении мощностей.

Одним из основных источников образования цинка являются доменные шламы. Исследованиями установлено, что цинк и его оксиды сосредотачиваются в основном в тонких частицах доменных шламов, улавливаемых на последних стадиях очистки доменного газа, а также в оборотной воде газоочисток доменных печей.

Для организации малоотходного доменного производства необходимо снижать образование отходов, улавливать их и разрабатывать рациональные экономически выгодные технологии подготовки отходов к комплексному использованию в металлургическом производстве, либо в смежных отраслях промышленности. Технологическая схема подготовки цинксодержащего доменного шлама выбирается в зависимости от вида шлама, его физико – химических характеристик, концентрации твердой фазы, а также требований к обезвоженному продукту и осветленной воде (рисунок).

Для реализации предлагаемого процесса рационально применять технологию вы-вода и подготовки доменных шламов от каплеуловителей тонкой очистки колошникового газа и дроссельной группы, так как в этом потоке сосредотачивается 60 – 70 % цинка. Поток доменных шламов полутонкой очистки газа в скрубберах направляется на обезвоживание и утилизацию по общепринятой технологии при агломерации железо-рудных материалов. Выделенный поток цинксодержащих доменных шламов направляется на отдельную подготовку. При этом, предполагается двухстадийное сгущение этого потока шламов с дальнейшей сушкой в распылительных сушилках. Сгущение целесообразно проводить в пластинчатых сгустителях, так как в этих аппаратах более интенсивно, чем в радиальных сгустителях, происходит осветление пульпы. Это позволя-ет достичь больших удельных нагрузок. Кроме того, они занимают меньше места чем радиальные.

Рисунок - Технологическая схема подготовки цинксодержащих шламов тонкой газоочистки доменных печей с возгонкой цинка

После распылительной сушилки высушенные шламы целесообразно подвергать обработке в пировосстановительном процессе для извлечения из них цветных металлов. Если на заводе имеются мокрые газоочистки сталеплавильных агрегатов, то цинксодержащие доменные шламы после второй стадии сгущения можно направлять на совместную фильтрацию со сталеплавильными шламами. Это существенно удешевит процесс подготовки шламов.

При постоянном выводе тонкой фракции доменных шламов предлагаемым способом существенно снизится удельное поступление цинка в доменную печь. Например, при удельном приходе цинка 0,06 кг/т чугуна при коэффициенте рециркуляции 0,9 допустимый предел 0,3 кг/т чугуна будет достигнут через два месяца работы печи. В то же время при выводе тонкой фракции из каплеуловителей трубы Вентури и дроссельной группы предельное насыщение составит всего 0,08 кг/т чугуна при К = 0,3. Организация такой технологии существенно улучшит технологию доменной плавки при повышенном поступлении цинка с шихтовыми материалами доменной плавки.