Способ получения шлакового сырья Советский патент 1978 года по МПК C04B5/00 C03B1/00 

(54) СИОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШЛАКОВОГО СЫРЬЯ Свободное железо + магнитный материал0,7 Для облегчения отбора шлаков, имеющих состав в указанных пределах, от оператора доменной печи необходимо получить шихтовую книгу, указывающую количество и тип железной руды, кокса, известняка и другого сырья, загружаемого в печь, а также паспорт, показьЕвающий режим работы печи во время образования шлака. Берется также суточный анализ шлака, определяемый металлургическим заводом, который помогает в отборе используемых шлаков и дает предварительное предунреждение о любых значительных ожидаемых изменениях в составе шлака. Информация, полученная из шихтовой книги и анализа шлака. даст возможность определить, являются ли любые изменения в составе щлака временны.ми или постоянными, следует ли принять или забраковать часть или весь щлак, полученный в любой доменной печи. Шлак также подвергается осмотру, чтобы предотвратить включение вредных примесей, например, огнеупорный кирпич, .металлический скрап, несгоревший кокс, известняк и т.п. Обычно обнаруживается, что от общего количества выгружаемого из доменной печи шлака, согласно настояще.му изобретению, на практике пригодны для исполь зования только 25%. Шлаки, приемлемые по составу для дальнейшего производства, удаляют из коллекторной ямы и подвергают дроблению и грохочению для получени.я щлака с размером частиц от 0,6 до 10 см. Большая часть частиц предпочтительно должна иметь 5 см. Приготовленный таким образом щлак в дальнейшем может пройти через магнитный сепаратор для удаления, по крайней мере, любой части свободного железа или магнитного материала, который содержится в шлаке. Отобранный и приготовленный шлак транспортируют на складскую площадку и, как показано на фиг. 1, последовательно разгружая, размещают порции щлака в расположенные на определенном расстоянии друг от друга места складской площадки. Таким образом, первая порция шлака может быть размещена на участке 1 складской площадки, вторая порция может быть размещена на участке 2, третья на участке 3 и так далее до тех пор, пока весь отобранный и приготовленный для использования за одни сутки или за одну выгрузку шлак из печи не разместится в расположенных друг от друга местах складской площадки. Согласно этому примеру другие порции отобранного шлака за другие сутки, или в другое вре.мя, или от других источников располагают в других расположенных друг от друга местах складской площадки, как показано, например, цифрами 4, 5, 6 и т.д. Порции шлака располагают на складской площадке в щахматном порядке так, что те порции щлака, которые получены за одни сутки или имеют тот же состав, располагают на складской площадке в местах, прилегаемых или окружаемых другими порциями различных, но составу щлаков. Чем больше складская площадка, тем больше потребуется порций шлака, чтобы покрыть площадь склада, но при обычной работе, где складская площадка составляет четыре акра, для того, чтобы занять эту площадь, может потребоваться 160 порций шлака. Для образования горизонтального слоя практически одинаковой толщины с плоской верхней поверхностью порции, разгружаемые в виде ,куч, разравнивают. Количество шлака, необходимого для образования слоя, затем регистрируют, а из слоя щлака с расположенных друг от друга многочисленных мест, например 50 или около этого, через порцию берут пробы, соблюдая при этом тщательность получения их одинакового веса. Затем эти пробы полностью перемешивают, с.месь подвергают анализу для установления среднего состава шлаков, которые образуют слой. После образования первого слоя 7 другие порции шлака размещают на первый слой и образуют накладывающиеся слои 8 и 9 и т.д. (см. фиг. 2). Для образования штабеля шлака, пригодного для получения однородного по составу щлакового сырья, по крайней мере, три и предпочтительно восе.мь или десять слоев шлака размещают друг над другом. Таким образом, в 11олученном щтабеле может содержаться в общем от 30000 до 50000 тонн шлака. Чем больше складская площадка, тем больше порций шлака необходимо для получения каждого слоя и тем больше потребуется времени для образования штабеля, состоящего из многочисленных слоев. Таким образом, чтобы подготовить такой штабель шлака потребуется три или четыре месяца. Однако в течение этого времени каждый слой шлака будет подвергаться воздействию климатических условий. В результате этого, по крайней мере часть сульфидов, содержащихся в щлаке, может превратиться в сульфаты и шлак, первоначально содержащий 0,9% сульфидов, может содержать 0,8/о сульфатов. Любое количество свободного железа во время погодных условий также имеет тенденцию к окислению. Полученный таким образом штабель шлака будет содержать множество отдельных его порций, отличающихся составом от любой другой порции (соседней к ней или в этом слое, или в любом другом слое над или под ним). Более того, каждая отдельная порция составляет только относительно небольщую часть общего количества, размещенного на складской площадке шлака. Находящийся на складе шлак при необходимости использования удаляют с места его отложения с помощью мощного экскаватора, ковшового погрузчика с опрокидывающимся назад ковшом или им подобным, которые работают с одной стороны щтабеля и удаляют щлак в направлении, перпендикулярном горизонтальным слоям заходками относительно горизо тальных слоев, вследствие чего удаляемый щлак будет содержать части многочисленрых порций шлака, которые были использованы для образования штабеля. Таким образом, любой ковш или проба, взятые из образованного 1нтабеля, фактически включают, десять, двадцать и, возможно , -тридцать различных составов шлаков.

Сырье далее обрабатывают для его применения при производстве стекла и с этой целью его нагревают предпочтительно до температуры 150-250-300° F для удаления влажности и истирают или измельчают до размера частицы так, что, согласно американскому стандарту единицы крупности отверстий сита, 95% частиц пройдут отверстие 16 и не более 50% частиц пройдут отверстие сита 100.

Затем материал подвергают интенсивной повторной магнитной сепарации для удаления свободного железа и других магнитных веществ до тех пор, пока сырье не будет содержать по весу не более 0,7% свободного железа и других магнитных веществ. Во время этой операции со шлака также могут быть удалены некоторые связанные с железом углероды.

На практике обычно создают второй, подобный первому, штабель шлака,во время удаления шлака из первого штабеля для обработки и его отгрузки, в результате чего будет иметь место непрерывная подача шлака для их последующего технологического процесса.

Обнаружено, что полученное шлаковое сырье обладает значительной однородностью состава. Н фиг. 4 содержание SiO в каждом слое десятислоевого штабеля по анализу каждого слоя в соответствии с указанной техникой отображено пунктирной линией А, в то время, как количество SiOa в полученном сырье согласно анализу при отгрузке отмечено .чинней В (см. фиг. 4). Количество AbOj в каждом слое представлено пунктирной линией А (фиг. 5),

SiOa

АЬОз + СаО

MgO

.,

МпО

NajO +

SOs

S

а содержание А12Оз в готовом сырье, определенное анализом при каждой отгрузке, отмечено линией В. Анализ содержания СаО в слоях и готовом продукте показаны таким же образом на фиг. 6, а содержание MgO в слоях и готово.м продукте отображены линиями А и В, соответственно, на фиг. 7.

Так как толщина каждого слоя и количество содержашегося шлака в каждом слое складируемого шлака известны (так же как и его

состав в каждом слое), то состав готового продукта быстро определяется, тем самым быстро давая стекольному заводу четкую картину пригодности его использования для того или иного стекла.

Состав любой отдельной пробы сырья, полу

ченный таким способом, конечно, будет зависеть от количес а и состава порций шлака. Однако, отбор шлака в каждом случае контролируют так, чтобы получить сырье, которое имеет такой определенный, известный и однородный состав, чтобы количество каждого из основных окислов (SiOj,-AbO.j, СаО и MgO) в любой взятой из шлакового сырья пробе не отклонялся, более, чем на ±0,3%, количество окисла железа (Ре2О.,) ±0,04%, количество окисла марганца ±0,05% количество второстепенных окислов (Na2O и КаО) не отклонялось более, чем на ±0,02%, в то время, как количество 5Оз и сульфида серы не изменя.чось более, чем на ±0,1%.

Полученные таким образом типовые соста вы шлакового сырья могут иметь следуюнию составы:

При изготовлении стекла таким образом, может быть использовано шлаковое сырье известного и однородного состава, которое можно подщихтовывать различны.ми окислителями перед тем, как оно помещается в стекловаренную печь. Заводу-изготовителю стекла не только дают ся определенные составы поставляемого отдель Вспененный SiO- 32,30 ±0,30% AbOj 18,80 ±0,30% Cao 41,00 ±0,30% MgO 4,15±0,20% 0,26 ±0,02% 1,05 ±0,5% + KoO 1,07 ±0,10% 1,15±0,10% S 0,55 ±0,05% НОГО шлакового сырья, но также представляются относительные характеристики его. Эта информация существенна и необходима, т. к. состав сырья, полученного из того же шлака при воздущнцм охлаждении, вспенивании и грануляПИИ изменяется, что видно из следующего типичного примера.

Количество любого шлакового сырья может быть использовано в любом производстве стекла, может изменяться в больших пределах.

Так, на основе используемого в шихте песка может быть использовано наименьшее количество шлакового сырья O., или может быть использовано в шихте наибольшее его количество - 40/о. Даже в случае, когда используется небольшое количество шлакового сырья свили в полученном стекле заметно уменьшаются, а необходимая для плавления и очистки стекла температура также уменьшается, при этом на стадии плавления присутствуюш,ие в расплавленном стекле сульфаты превраш,аются в SOz. При использовании большего количества шлакового сырья себестоимость производства стекла будет еше больше уменьшаться. Формула изобретения

Способ получения шлакового сырья, преимушественно для стекольной промышленности.

А/г.;

,l

путем послойной укладки шлака и отбора его из образованного штабеля, отличающийся тем, что, с целью обеспечения однородности состава сырья, горизонтальную и вертикальную укладку порций шлака с размером частиц от 0,6 до 10 см ведут в шахматном порядке,причем перед укладкой каждого последуюшего горизонтального слоя осушествляют выдержку в естественных условиях в течение не менее одной недели, а отбор шлака из штабеля производят в направлении, перпендикулярном горизонтальным слоям.

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе:

Издательство литературы по строительству, 1968, с. 31 и 42.

i-t-

#V. Z

±

с:5Н

11

it 567в9 О

Фи.В

fuz.S