УДК 669.054.83
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕЙ ДОБАВКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕМЕНТА ИЗ ОТХОДОВ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
© Топоров Владимир Александрович, технический директор, e-mail: ToporovVA@stv.ru; Осетров Владимир Дмитриевич; Мурзин Александр Владимирович, e-mail: Murzin@stv.ru; Жилин Александр Михайлович, e-mail: vip.zhilin@inbox.ru; Микурова М.И., e-mail: MikurovaMI@stv.ru
ОАО «Северский трубный завод». Россия, г. Полевской Свердловской обл. Константинов К.С., ООО «АГРОЦВЕТ». Россия, г. Полевской Свердловской обл. Статья поступила 15.04.2014
СЕВЕРСКИЙ
ТРУБНЫЙ ЗАВОД
Описан способ утилизации пыли, оседающей в газоочистных фильтрах электросталеплавильной печи ОАО «СТЗ». Представлена технология изготовления железосодержащих гранул на основе этой пыли с добавлением рафинировочного шлака установки ковш-печь. Показано направление использования гранул при производстве портландцементного клинкера в качестве железосодержащей добавки. Показаны результаты испытаний гранул.
Ключевые слова: техногенные отходы; переработка и утилизация пыли дуговой сталеплавильной печи; использование рафинировочного шлака из установки ковш-печь; железосодержащий материал.
Проблема утилизации отходов предприятий особенно актуальна в горно-металлургической промышленности. Техногенные отходы, кроме их негативного влияния на природную и социальную среду, все в большей степени влияют на экономику самих предприятий.
В течение последних нескольких лет специалисты Северского трубного завода осуществляют поиск решений для снижения влияния сталеплавильных отходов на окружающую среду. Одним из приоритетных направлений для завода стала утилизация пыли дуговой сталеплавильной печи (ДСП), уловленной газоочистными сооружениями. Сегодня очистка отходящих газов ДСП на заводе осуществляется с помощью рукавных фильтров. Уловленная пыль перевозится в закрытом контейнере автотранспортом в места временного хранения.
Было установлено, что пыль печи может быть использована как железосодержащий материал при производстве портландцементного клинкера. Потребность цементной промышленности в такой добавке обусловлена недостатком железа в глинах региона. В пыли же содержание закиси железа достигает 60% и более, т.е. она может быть использована разными региональными производителями указанного продукта.
Дальнейшие работы проводились совместно со специалистами завода «Невьянский цемент-ник». Были определены основные требования к новому железосодержащему материалу. Недостатками исходной пыли являются ее затрудненное открытое хранение, транспортировка и погру-зочно-разгрузочные работы, особенно в зимний период, так как она легко разносится ветром, слеживается и размывается. Для исключения этих недостатков был опробован способ окомкования сыпучих материалов - грануляция. Выбор этого способа был обусловлен легкостью его осуществления, так как пыль имеет высокую удельную площадь поверхности, в ее составе присутствуют оксиды кальция и комплексные соединения, которые при добавлении воды связываются. И, кроме того, грануляция является одним из самых малозатратных технологических процессов.
Опыты по гранулированию проводили в бетономешалке объемом 2 м3, в которой пыль, орошаемая водой, окомковывалась в гранулы. В качестве дополнительного связующего материала был использован рафинировочный шлак установки ковш-печь в количестве до 8-10 об.%. Особенностью высокоосновного шлака является его самораспад при остывании до мелкодисперсного
Гранулы шлакопылевые
состояния. Такое свойство шлака обусловлено высоким содержанием двухкальциевого силиката - 2(СаО)-(8Ю2), при остывании претерпевающего полиморфные превращения, что приводит к увеличению объема примерно на 10-12%. Другой особенностью рафинировочного шлака установки ковш-печь является близость его химического и минералогического состава ко составу портлан-дцементного клинкера, что в комплексе с его мелкодисперсным состоянием придает шлаку некоторые вяжущие свойства.
В результате лабораторных работ были подобраны соотношение и гранулометрический состав исходных материалов, оптимизированы расход воды и размещение точек ее подвода, а также определены другие технологические параметры, необходимые для получения гранул необходимого качества. Полученные гранулы (см. рисунок) были достаточно прочными, что дало возможность снизить трудозатраты на загрузочные работы, осуществлять транспортировку навалом, а также обеспечить хранение гранул в течение длительного времени. При попадании в воду полученные гранулы не только не размягчаются, но еще более упрочняются.
Свойства гранул были определены по методике ГОСТ 8269.0-97 для фракции 5-20 мм в лабо-
ратории по испытанию строительных материалов ООО «Ремонтно-строительный центр».
Результаты испытания гранул приведены ниже:
Наименьший номинальный размер зерен, полный
остаток на сите й, мм 75,44
Содержание пылевидных и глинистых частиц, % 1,6 Насыпная плотность, кг/м3 1387
Дробимость, % 14,33
Истираемость в полочном барабане, % 44,48
Устойчивость структуры против силикатного,
сульфидного и известкового распада, % 5,3
Морозостойкость, цикл 50
Образцы гранул разного химического состава, полученные в разное время, неоднократно подвергались лабораторным испытаниям на предприятии ОАО «Невьянский цементник». После серий испытаний были получены оптимальный химический состав, размер, механические характеристики гранул железосодержащей добавки, которые отвечают требованиям потребителя. Результаты химического анализа проб железосодержащих гранул, полученные ЗАО «Невьянский цементник», приведены ниже, %: ППП - 6,8; БЮ2 - 5,12; А12О3 - 1,81; Бе2О3 - 53,31; СаО - 16,43; МgO - 5,10; БО3 - 1,44.
Заключение. Полученные гранулы успешно прошли экспертизу «Центра гигиены и эпидемиологии в Свердловской области» о соответствии продукции гигиеническим нормам (экспертное заключение № 18-1-07-176 II от 06.08.2012 г.).
В настоящее время одно из реструктурированных предприятий «Северского трубного завода» ООО «Агроцвет» приобрело гранулятор для изготовления первых 60 т гранул. Этот объем необходим для проведения промышленных испытаний. После проведения испытаний на цементном заводе и при получении положительных результатов планируется промышленное внедрение разработанной технологии.
PREPARATION OF IRON-BEARING ADDITIVE FROM WASTES OF STEELMAKING FOR CEMENT PRODUCTION
©Toporov V.A.; Osetrov V.D.; Murzin A.V.; Zhilin A.M.; Mikurova M.I.; Konstantinov K.S.
-
The problem of processing of dust from electric arc furnace JSC "Seversky Tube Works" is described. The technology of S production of iron-bearing pellets based on of gas-cleaning dust with the ladle furnace refining slag addition is presented. The direction of pellets usage in the production of portland cement clinker as iron-bearing additive is shown. The results g of pellets tests are given.
Keywords: industrial waste; recycling and recovery of electric arc furnace dust; the use of refining slag from ladle furnace; £ the iron-bearing material. |
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.