|
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:
|
