|
Шлаки чорної металургії: загальна характеристика, основні напрямки переробки та Утилізації
Шлаки черной металлургии. В зависимости от характера процесса и типа печей шлаки черной металлургии разделяют на доменные, сталеплавильные (мартеновские, конвертерные, электроплавильные), ферросплавные, вагранкові). Выход доменных шлаков на 1 т чугуна составляет 0,6-0,7 т; при выплавки 1 т стали - 0,1-0,3 т. Химический состав доменных шлаков: СаО 29-30%, МдО 0-18%, А12О3 5-23% и SiО2 30-40%. В небольшом количестве в них содержатся оксиды железа 0,2-0,6% и марганца 0,3-1%, а также сера 0,5-3,1%. Сталеплавильные шлаки характеризуются более высоким содержанием оксидов железа (до 20%) и марганца (до 10%). Также, как и топливные шлаки металлургические делят на кислые и основные - в зависимости от модуля основности. Большинство металлургических шлаков - основные. Оксиды, входящих в состав шлаков, образуют разнообразные минералы, такие как силикаты, алюмосиликаты, ферриты и др. Шлаки имеют высокую истинную плотность - среднее значение 2900-3000 кг/м 3 , плотность куска - 2200-2800 кг/м 3 большую пористость, высокую морозостойкость, низкое истиранию. Наиболее распространенным способом переработки доменных шлаков является грануляция - резкое охлаждение водой, паром или воздухом. Утилизация доменных шлаков в нашей стране составляет около 60%, сталеплавильных - около 30%. Основные направления утилизация шлаков: • Основным потребителем доменных гранулированных шлаков является цементная промышленность, в которой также возможно использование медленно охлажденных сталеплавильных шлаков, шлаков ферросплавов и шлаков цветной металлургии. Шлаковые вяжущие подразделяют на: безклінкерні (сульфатно-шлаковые и известково-шлаковые), шлакощелочные и шлакопортландцемент: 32 сульфатно-шлаковые вяжущие получают совместным помолом доменных гранулированных шлаков (75-85%), гипса (10-15%) и небольшой добавки извести (2%) или портландцементного клинкера. Такие вяжущие отличаются химической устойчивостью; их используют в агрессивной среде; известково-шлаковый цемент получают совместным помолом доменного гранулированного шлака, извести (10-30%) и гипса (5%). Этот цемент по прочности уступает сульфатно-шлаковом, имеет более низкую морозостойкость, но отличается высокой стойкостью в агрессивных водах; гранулированный доменный шлак используют в качестве добавки к сырью (до 20%) вместо глины при производстве портландцемента или как активные добавки к портландцементного клинкера, широкое распространение получил шлакопортландцемент - гидравлическое вяжущее, которое получают совместным тонким помолом доменного гранулированного шлака (20-80%), портландцементного клинкера и небольшого количества гипса. Себестоимость такого цемента снижается на 25-30% по сравнению с портландцементом. Шлакопортландцемент зависимости от содержания шлака используют как обычный цемент или как устойчив к воздействию агрессивных вод; шлаколужний цемент - это гидравлическое вяжущее, которое получают совместным помолом доменных гранулированных шлаков и щелочных компонентов - кальцинированной или каустической соды, жидкого стекла до 2-5% от массы шлака. Вместо щелочных компонентов можно использовать отходы их производства. Шлакощелочные вяжущие обладают высокой прочностью, водостойкостью, водонепроницаемостью, коррозионной стойкостью, биостойкостью и термостойкостью. Бетоны с такого цемента обладают перечисленными преимуществами, кроме того, они устойчивы к действию бензина и других нефтепродуктов и слабых растворов органических кислот. Они способны твердеть при отрицательных температурах. Шлаколужний цемент используют в строительстве, а также для обезвреживание радиоактивных и токсичных отходов, содержащих тяжелые металлы (шламы гальванического производства, шламы водоочистки, золошлаковые отходы термического обезвреживания). • Из металлургических шлаков получают шлаковый щебень путем дробления отвальных металлургических шлаков или по специальной технологии изготавливают литой щебень. При производстве этого материала огненно-жидкий шлаковый расплав с шлаковозних ковшей сливают слоями толщиной 250-500 мм на специальные литейные площадки или траншеи. Через 2-3 часа он кристаллизуется на открытом воздухе, потом его охлаждают водой, приводит к развитию трещин. Шлаковые массивы разрабатывают экскаваторами с последующим дроблением и грохотуванням. Необходимым условием получения щебня из отвальных металлургических шлаков есть устойчивость их к распаду. Шлаки, которые пролежали 3-5 месяцев в отвалах, как правило, имеют стабильный состав. Литой шлаковый щебень характерный высокой морозо - и жаростойкость, сопротивлением к истиранию. • Металлургические шлаки используют для производства шлаковой ваты и33 шлаковой пемзы, которые получают спучуванням шлакового расплава при быстром охлаждении водой, воздухом, а также при действии минеральных газообразователей. Применяют эти материалы изоляционные. Из шлаковой пемзы производят также легкий фракционный щебень путем дробления и грохотування. • В строительстве применяют различные типы бетонов с вяжущими и заполнителями на основе металлургических шлаков. Для особо тяжелых и тяжелых бетонов (плотностью 2600-1800 кг/м 3 ) как крупные заполнители используют литой или отвальный щебень, как мелкий заполнитель - гранулированный доменный шлак. При производстве легких шлаковых бетонов как крупный заполнитель используют щебень на основе шлаковой пемзы. Шлаковый щебень применяют также в дорожном строительстве основ для постройки дорог и асфальтобетонных покрытий. • Из расплавленных металлургических шлаков отливают камни для мощения дорог и полов промышленных зданий, бордюрный камень, противокоррозионные плитки, трубы и другие изделия. По износо - и жаростойкости, ряда других свойств шлаковое литье превышает железобетон и сталь. • Металлургические шлаки используют для производства шлакоситалів. Производство их заключается в варке шлакового стекла, формировании и последующей кристаллизации изделий. Шихта для получения ситаллов состоит из шлака, песка, лужновмісних и других примесей. Шлакоситали характеризуются высокими физико-механическими свойствами, поскольку они такие же крепкие, как, например, чугун или сталь, но шлакоситали в три раза легче. Их легко обрабатывать, шлифовать, резать, сверлить. Шлакоситали широко применяют в строительстве. Плитами из листового шлакоситалу облицовывают цоколи и фасады зданий, обрабатывают внутренние стены и перегородки, выполняют из них ограждения балконов, лестничные марши, подоконники, полы промышленных зданий, изготавливают трубы, высоковольтные изоляторы и другие изделия. • Крупнейшим потребителем шлаков является промышленная гидротехника, где шлаки можно использовать для сооружения дамб шламонакопителей, закрепления откосов дамб, каналов, сооружение морских причалов, противофильтрационных мероприятий и т.п. При производстве ферросплавов образуются шлаки, содержащие до 15-20% металла. Ферросплавы - сплавы железа с кремнием, марганцем, хромом и другими металлами. Их используют при выплавки стали для раскисления и легирования жидкостного металла (придания особых стали свойств), связывания вредных примесей. Ферросплавные шлаки используют для извлечения ценных металлов, как добавки при выплавки стали, ферросплавов, в цементной промышленности, в производстве шлакового литва, шлакоситалів, а также в производстве строительных материалов аналогично доменным сталеплавильным шлакам
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|