ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РАСПЛАВЛЕННОГО ДОМЕННОГО ШЛАКА С ТВЕРДОЙ ФАЗОЙ КРАСНОГО ШЛАМА

Гранулированный доменный шлак устойчиво используют в больших количествах при производстве цементов, в дорожном строительстве, сельском хозяйстве и в других областях техники и технологий. Особенностью процесса его получения является активное взаимодействие расплавленного металлургического шлака с охлаждающей жидкостью. Одновременно и мгновенно происходят затвердевание шлака, а также разрыв массы последнего в атмосфере острого пара на мелкие частицы из-за возникающих критических напряжений. Проблема состоит в том, что при грануляции шлаков, как правило, содержащих серу, в атмосферу выделяется большое количество вредных веществ (оксид серы и сероводород). Их концентрация на рабочих площадках участков грануляции многократно превышает ПДК. Для борьбы с этим явлением в состав охлаждающей жидкости вводят тонкодисперсные дорогостоящие известь или известняк. Это связано с большими затратами на сооружение дробильного, измельчительного и пылеочистного оборудования. К тому же размещение такого оборудования затруднено отсутствием в доменных цехах свободных площадей. В настоящей работе показано, что известь и известняк могут быть заменены тонкодисперсным красным шламом (КШ) – отходом производства глинозема из бокситов. Этот материал также обладает свойствами поглощения из газовой фазы соединений серы. Проблема его переработки является также актуальной задачей. В настоящее время КШ размещается в шламохранилищах, наносящих вред окружающей среде, а разрушение ограждающей дамбы приводит к экологической катастрофе (Венгрия,2010 г.). В настоящей работе приведены результаты исследования использования КШ. В лабораторных условиях изучали сорбционные свойства КШ шести заводов. Исследовали образцы гранулированного шлака, полученные в процессе взаимодействия с КШ. Проведены лабораторные и промышленные испытания. Обнаружено, что с его помощью концентрация сернистых газов на рабочих площадках грануляции может быть уменьшена на два порядка. Важно, что новый гранулированный шлак, названный в рассматриваемом случае «шламошлаком», не уступает обычному по основным технологическим свойствам.

1. Экологическая катастрофа в Венгрии // Газета «Правда». № 112 (29599). 13 октября, 2010.

2. Трушко В.Л., Утков В.А., Бажин В.Ю. Актуальности и возможности полной переработки красных шламов глиноземного производства // Записки горного института. 2017. Т. 227. С. 547 – 553.

3. Утков В.А. Переработка красных шламов. – В кн.: Ресурсосберегающие и природозащитные технологии в производстве глинозема, алюминия, магния и сопутствующей продукции: Материалы Межд. науч.-практ. конференции. – СПб: РУСАЛ ВАМИ, 2006. С. 323 – 325.

4. Lebedev A.B., Utkov V.A., Kaygorodova O.A. Use of dumped red mud of alumina industry at granulation of the molten sulfur-containing blast furnace slag // Periódico tchê química. 2019. Vol. 16. No. 31. P. 837 – 845.

5. Wanchao Liu, Jiakuan Yang, Bo Xiao. Review on treatment and utilization of bauxite residues in China // International Journal of Mineral Processing. 2009. Vol. 93. Issues 3-4. P. 220 – 231.

6. Klauber C., Gräfe M., Power G. Review of Bauxite Residue “Reuse” Options. CSIRO, 2009. – 66 p.

7. Thakur R.S., Sant B.R. Utilization of red mud.1.Analysis and utilization asraw material for absorbents, building-materials, catalysts and pollution problems // J. Sci. Ind Res. 1983. No. 42(2). P. 87 – 108.

8. Klauber C., Grafe M., Power G. Bauxite residue issues: II. Options for residue utilization // Hydrometallurgy. 2011. Vol. 108. P. 11 – 32.

9. Alípio Júnior, Américo Borges, Ayana Oliveira1. Using a Multi variate Statistical in the Indentifcation of Alumina Loss in Red Mud // Brasil. Light Metalls. 2013. No. 2. P. 87 – 89.

10. Venancio L.A., M Paiva A.E., Macedo E.N., Antonio J., Souza S. Bauxite residue neutralization with carbon sequestration // Brazil. Light Metalls. 2010. No. 167. P. 185 – 193.

11. Сенник А.И., Милюков С.В., Прошкина О.Б. Образование выбросов сероводорода при внешней грануляции доменных шлаков // Вестник МГТУ им. Г.Н. Носова. 2008. № 3. С. 75 – 79.

12. Яковлев М.Г. Технология получения агломерата из отвальных красных шламов глиноземного производства. Автореф. дис. к.т.н. – Санкт-Петербург, 2013. – 20 с.

13. Мемоли Ф., Гуззон М. Рециклинг печных побочных продуктов инжекцией в электродуговую печь – опыт и перспективы // Черные металлы. 2007. № 4. С. 26 – 33.

14. Ли Т.С., Чой И.С., Сон В.Е. Технология утилизации ковшового шлака // Черные металлы. 2004. № 5. С. 28 – 33.

15. Школьник Я.Ш., Шакуров А.Г., Мандель М.З. Новая технология и оборудование для переработки шлаковых расплавов // Металлург. 2011. № 10. С. 58 – 60.

16. Kuhn M., Drissen P., Schrey H. Successful treatment of liguid BOF slag at Thyssen Krupp Steel works to solve the problem of volume stability. Proc. 3rd European Oxygen Steelmaking Conf. – Birmingham, U. K., Oct-Nov, 2000. Р. 521 – 531.

17. Алешин А., Остроушко А., Пустовалов Ю. Рациональность и отвал // Металл. 2008. № 7. С. 50 – 52.

18. Кравченко В.П. Анализ способов грануляции шлаковых расплавов и факторов, влияющих на качество граншлака // Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки. 2015. Вип. 30 (1). С. 51 – 58.

19. Арбузов В.А., Исанова Б.X., Белякова M.O. Очистка дымовых газов ТЭЦ от оксидов серы и азота // Литье и металлургия. 2009. № 3 (52). C. 99 – 103.

20. Сорокин Ю.В., Демин Б.Л. Экологические и технологические аспекты переработки сталеплавильных шлаков // Черная металлургия. Бюл. ин-та «Черметинформация». 2003. № 3. С. 75 – 79.

21. Гроспич К.X., Эверс В., Домбровски Г. Новая установка грануляции шлака: улучшение хода процесса и повышение производительности // Черные металлы. 2004. № 1. C. 20 – 26.

22. Воскобойников В.Г., Кудрин В.Я., Якушев А.М. Общая металлургия. –М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. – 768 с.

23. Ercag E., Apak R. Furnace smelting and extractive metallurgy of red mud: Recovery of TiO2 , Al2O3 and pig iron // Chem. Technol. Biotechnol. 1997. Vol. 70. № 3. P. 241 – 246.

24. Moggridge M. Destroying the red menace // Alum. Int. Today. 2012. P. 51 – 54.

25. Sushil S., Batra V. Catalytic applications of red mud, an aluminium industry waste: A review // Appl. Cat. B - Environ. 2008. Vol. 81. No. 1 – 2. P. 64 – 77.

26. Atasoy A. The comparison of the Bayer process wastes on the base of chemical and physical properties. // Therm. Anal. Calor. 2007. Vol. 90. No. 1. P. 153 – 158.

27. Justiz-Smith N., Buchanan V., Oliver G. The potential application of red mud in the production of castings // Mat. Sci. Eng. A. 2006. Vol. 420. No. 1 – 2. P. 250 – 253.

28. Jamieson E., Jones A., Cooling D., Stockton N. Magnetic separation of Red Sand to produce value // Min. Eng. 2006. Vol. 19. No. 15. P. 1603 – 1605.

29. Paramguru R., Rath P., Misra V. Trends in red mud utilization – A re - view // Min. Process. Extract. Metall. Rev. 2005. Vol. 26. No. 1. P. 1 – 29.

30. Matheson M., Xie D., Jahanshahi S. Literature review of red mud treatments for safe disposal, utilization and value recovery // Centre for Sustainable Resource Processing. Clayton. 2005. P. 78.