Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

Технологическое моделирование совместного выщелачивания замасленной прокатной окалины и красного шлама

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-11-12-891-898

Полный текст:

Аннотация

Из анализа данных в области полезного использования красного шлама и замасленной прокатной окалины сформулировано новое направление утилизации: совместная переработка этих отходов с получением ликвидной продукции. На укрупненной лабораторной установке выполнено технологическое моделирование стадии совместной водной обработки смеси красного шлама и замасленной прокатной окалины. Определены выходы и составы продуктов. Партия промытого осадка направлена для исследований по получению железосодержащего сырья для последующей пирометаллургической переработки. При соотношении компонентов, равном 1:1, отношении твердого к жидкому, равном 4, температуре 95 °С и продолжительности 2 ч, переработано 6,3 кг смеси, получено 6,58 кг промытого осадка с влажностью 21,3 % и 12,6 дм3 конечного раствора. Определен удельный объем испарения воды, равный 31,3 дм3/ч на 1 м2 поверхности пульпы. На основании анализов содержания железа в осадке и концентрации железа в конечном растворе показано, что железо практически полностью аккумулировано в осадке. Определены концентрации в продуктах обработки примесей: кремния, алюминия, фосфора, серы, оксида натрия и органики. По результатам разработана технологическая схема совместной переработки красного шлама и замасленной прокатной окалины и намечены пути использования продуктов процесса: осадка – на получение железа, фильтрата – на промышленную очистку, испаренной и промывочной воды – в оборот на выщелачивание. На примере кооперации предприятий Каменск-Уральского промышленного узла рассмотрена аппаратурная схема процесса. Полученные данные целесообразно использовать для реализации технологии, в частности, для разработки технологического регламента на проектирование пилотной установки.

Об авторах

И. Н. Танутров
Институт металлургии УрО РАН
Россия

д.т.н., главный научный сотрудник лаборатории гидрометаллургии

620016, Россия, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101



М. Н. Свиридова
Институт металлургии УрО РАН
Россия

к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории гидрометаллургии

620016, Россия, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101



Ю. А. Чесноков
Институт металлургии УрО РАН
Россия

к.т.н., заведующий лабораторией пирометаллургии черных металлов

620016, Россия, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101



Л. А. Маршук
Институт металлургии УрО РАН
Россия

научный сотрудник лаборатории пирометаллургии черных металлов

620016, Россия, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101



Список литературы

1. Корнеев В.И., Сусс А.Г., Цеховой А.И. Красные шламы, свойства, складирование, применение. – М.: Металлургия, 1991. – 242 с.

2. Zhaobo L., Hongxu L. Metallurgical process for valuable elements recovery from red mud – A review // Hydrometallurgy. 2015. Vol. 155. P. 29 – 43.

3. Kaussen F., Friedrich B. Reductive smelting of red mud for iron recovery // ChemieIngenieur. Technik. 2015. Vol. 87. No. 11. P. 1535 – 1542.

4. Power G., Grafe M., Klauber C. Bauxite residue issues: I. Current management, disposal and storage practices // Hydrometallurgy. 2011. Vol. 108. No. 1 – 2. P. 33 – 45.

5. Klauber C., Grafe M., Power G. Bauxite residue issues: II. Options for residue utilization // Hydrometallurgy. 2011. Vol. 108. No. 1 – 2. P. 11 – 32.

6. Grafe M., Power G., Klauber C. Bauxite residue issues: III. Alkalinity and associated chemistry // Hydrometallurgy. 2011. Vol. 108. No. 1 – 2. P. 60 – 79.

7. Grafe M., Klauber C. Bauxite residue issues: IV. Old obstacles and new pathways for in situ residue bioremediation // Hydrometallurgy. 2011. Vol. 108. No. 1 – 2. P. 46 – 59.

8. Liu Y., Naidu R., Ming H. Red mud as an amendment for pollutants in solid and liquid phases // Geoderma. 2011. Vol. 163. No. 1 – 2. P. 1 – 12.

9. Liu Y., Naidu R. Hidden values in bauxite residue (red mud): Recovery of metals // Waste Management. 2014. Vol. 34. No. 12. P. 2662 – 2673.

10. Яценко С.П., Сабирзянов Н.А., Пасечник Л.А. и др. Гидрометаллургическая переработка шламов глиноземного производства // Экология и промышленность России. 2012. № 11. С. 10 – 13.

11. Roach G.I.D., Jamieson E., Pearson N., Yu A.B. Effect of particle characteristics on the solids density of Bayer mud slurries. – In book: Light Metals. – Minerals, Metals & Materials Society, 2001. P. 51 – 58.

12. Zhang P.X., Zhou X.L, Shangguan C.C. Recovering iron from red mud with high gradient magnetic separator // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 644 – 650. P. 5447 – 5450.

13. Fofana M., Kmet S., Jakabsky S. Treatment of red mud from alumina production by high- intensity magnetic separation // Magnetic and Electrical Separation. 1995. Vol. 6. No. 4. P. 243 – 251.

14. Li Y., Chen H., Wang J. Research on red mud treatment by a circulating superconducting magnetic separator // Environmental Technology. 2014. Vol. 35. No. 10. P. 243 – 249.

15. Chun T.J., Zhu D.Q., Pan J. Preparation of metallic iron powder from red mud by sodium salt roasting and magnetic separation // Canadian Metallurgical Quarterly. 2014. Vol. 53. No. 2. P. 183 – 189.

16. Li G.H., Liu M.X., Rao M.J. Stepwise extraction of valuable components from red mud based on reductive roasting with sodium salts // Journal of Hazardous Materials. 2014. Vol. 280. P. 774 – 780.

17. Liu W.C., Yang J.K., Xiao B. Application of Bayer red mud for iron recovery and building material production from alumosilicate residues // Journal of Hazardous Materials. 2009. Vol. 161. No. 1. P. 474 – 478.

18. Liu W.C., Yang J.K., Xiao B. Recovering iron and preparing building material with residues from Bayer red mud // The Chinese Journal of Nonferrous Metals. 2008. Vol. 18. No. 1. P. 187 – 192.

19. Liu Y.J., Zuo K.S., Yang G. Recovery of ferric oxide from Bayer red mud by reduction roasting-magnetic separation process // Journal of Wuhan University of Technology Material Science Edition. 2016. Vol. 31. No. 2. P. 404 – 407.

20. Li X.B., Xiao W., Liu W. Recovery of alumina and ferric oxide from Bayer red mud rich in iron by reduction sintering // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2009. Vol. 19. No. 5. P. 1342 – 1347.

21. Liu W., Zhang L. Experimental and simulative study on phase transformation in Bayer red mud soda-lime roasting system and recovery of Al, Na and Fe // Minerals Engineering. 2012. Vol. 39. P. 213 – 218.

22. Иванов А.И., Кожевников Г.Н., Ситдиков Ф.Г., Иванова Л.П. Комплексная переработка бокситов. – Екатеринбург: УрО РАН, 2003. – 180 с.

23. Леонтьев Л.И. Комплексная переработка железоглиноземистого сырья // Ресурсы. Технологии. Экономика. 2005. № 7. С. 10 – 14.

24. Зиновеев Д.В., Грудинский П.И., Дюбанов В.Г. и др. Пирометаллургические способы переработки красных шламов. Часть 1 // Изв. вуз. Черная металлургия. 2018. Т. 61. № 11. С. 843 – 858.

25. Li L.Y., Rutherford G.K. Effect of bauxite properties on the settling of red mud // Int. Journal of Mineral Processing. 1996. Vol. 48. No. 3 – 4. P. 169 – 182.

26. Грудинский П.И., Дюбанов В.Г., Зиновеев Д.В., Железный М.В. Исследование процессов твердофазного восстановления и роста зерен железа в красном шламе в присутствии солей щелочных металлов // Металлы. 2018. № 6. C. 1 – 8.

27. Ning G., Zhang B., Liu C. Large-scale consumption and zero waste recycling method of red mud in steel making process // Minerals. 2018. Vol. 8. No. 102. P. 1 – 16.

28. Чесноков Ю.А., Леонтьев Л.И., Шешуков О.Ю. и др. Пирометаллургическая переработка отходов алюминиевого производства // Вестник Магнитогорского государственного технического университета. 2013. № 3 (43). С. 19 – 22.

29. Леонтьев Л.И., Шешуков О.Ю., Кожевников Г.Н. и др. Пирометаллургическая схема комплексной переработки красных шламов с получением сырья для черной металлургии // Черная металлургия. Бюл. ин-та «Черметинформация». 2013. № 7 (1363). С. 71 – 73.

30. Panagiotis M. Angelopoulos, Balomenos E., Taxiarchou M. Thinlayer modeling and determination of effective moisture diffusivity and activation energy for drying of red mud from filter presses // Journal of Sustainable Metallurgy. 2016. Vol. 2. No. 4. P. 344 – 352.

31. Kaussen F., Sofras I.A., Friedrich B. Carbothermic reduction of red mud in an EAF and subsequent recovery of aluminium from the slag by pressure leaching in caustic solution // Bauxite Residue Valorisation and Best Practices, 5 – 7 October, Leven, Belgium, 2015. P. 185 – 190.

32. Kaben F.M., Friedrich B. Phase characterization and thermochemical simulation of (landfilled) bauxite residue («red mud») in different alkaline processes optimized for aluminum recovery // Hydrometallurgy. 2018. Vol. 176. P. 49 – 61.

33. Ercag E., Apak R. Furnace smelting and extractive metallurgy of red mud: Recovery of TiO2 , Al2O3 and pig iron // Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 1997. Vol. 70. No. 3. P. 241 – 246.

34. Mukhejee P.S., Bhoi B., Mishra C.R. etc. Production of pig iron from NALCO red mud by application of plasma smelting technology. – In book: Light Metals. TMS. 2012. P. 99 – 103.

35. Singh М., Bjorkman В. Swelling behaviour of cement-bonded briquettes // 3rd Int. Conference on Science and Technology of Ironmaking, 16 – 20 June, Dusseldorf, Germany, 2003. P. 359 – 364.

36. Zhou X., Nassaralla C.L. New process for recycling iron and zinc units from BOP dust // Ironmaking Conference Proceedings, 6 – 9 March, Pennsylvania, Pittsburgh, USA, 2000. P. 233 – 240.

37. Peters M., Schmole P. Oxygen cupola for recycling waste oxides from an integrated steel plant // 3rd Int.Conference on Science and Technology of Ironmaking, 16 – 20 June, Dusseldorf, Germany, 2003. P. 349 – 352.

38. Hansmann T., Frieden R., Monai J. New process for recycling steelmaking wastes and pre-reduction of iron // MILLENNIUM STEEL. The leading review of advanced process technology world-wide. London. UK, 2001. P. 105 – 110.

39. Cartwright D., Clayton G. Recycling oily millscale and dust by injection into the EAF // Steel Times Int. 2000. Vol. 24. No. 2. P. 42 – 43.

40. Киряков С.И., Краснопольский С.Г., Маланичев Ю.А. и др. Создание установки утилизации мелкой замасленной окалины и очистки отработанного масла // Тр. Свердл. НИИ хим. машиностр. 1999. № 6. С. 70 – 76.

41. Добровольский И.П., Рымарев П.Н. Перспективная технология переработки шламов конвертерного производства стали и замасленной окалины // Вестник Челябинского ГУ. 2010. Вып. 4. С. 40 – 45.

42. Хайдуков В.П., Карпенко Е.В., Карпенко Р.А., Морозова Т.Г. К вопросу рециклинга замасленной окалины прокатных цехов // Вестн. ЛГТУ – ЛЭГИ. 2005. № 1. С. 6 – 10.

43. Корнеев В.П., Борзенков И.А., Дюбанов В.Г., Леонтьев Л.И. Рециклинг замасленной окалины с использованием микробной субстанции // Металлы. 2015. № 1. С. 8 – 13.

44. Гаврилова Т.О. Анализ методов переработки замасленных железосодержащих шламов // Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых. – М.: ИПКОН РАН, 2008. С. 257 – 260.

45. Курунов И.Ф., Петелин А.Л., Тихонов Д.Н., Ерохин С.Ф. Вдувание комбинированного топлива из маслоотходов и замасленной окалины в доменную печь // Металлург. 2004. № 7. С. 33 – 35.

46. Сомова Ю.В., Валеев В.Х. Переработка замасленных шламов донных отложений металлургического производства // Сталь. 2009. № 3. С. 86 – 87.

47. Remus M.A., Aguado M., Roudier L.D.S. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Iron and Steel Production. – Luxemburg: Publications office of the European Union, 2013. – 627 p.

48. Танутров И.Н., Свиридова М.Н. Направления совершенствования способов переработки техногенных отходов Уральского региона // Экология и промышленность России. 2015. Т. 19. № 8. С. 31 – 35.

49. Танутров И.Н., Свиридова М.Н., Савеня А.Н. Новая технология совместной переработки техногенных отходов // Изв. вуз. Цветная металлургия. 2013. №. 1. С. 21 – 26.

50. Sviridova M.N., Tanutrov I.N., Lyamkin S.A. etc. Research to develop a promising technology for the joint disposal of man-made wastes // TECHNOGEN-2019: IV Congress “Fundamental Research and Applied Developing of Recycling and Utilization Processes of Technogenic Formations”. KnE Social Sciences, 2020. P. 1 – 8.


Для цитирования:


Танутров И.Н., Свиридова М.Н., Чесноков Ю.А., Маршук Л.А. Технологическое моделирование совместного выщелачивания замасленной прокатной окалины и красного шлама. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2020;63(11-12):891-898. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-11-12-891-898

For citation:


Tanutrov I.N., Sviridova M.N., Chesnokov Yu.A., Marshuk L.A. Technological modeling of joint leaching of oily rolling scale and red mud. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2020;63(11-12):891-898. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-11-12-891-898

Просмотров: 33


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)