Способ утилизации железосодержащих шламов Советский патент 1982 года по МПК C22B1/00 

I

Изобретение относится к подготовке сырья для преимущественного использования в черной металлургии.

Известен способ утилизации железосодержащих отходов из систем мокрой очистки газов кислородно-конвертерного производства, включающий их сгущение и последующее распыление. Сущность известного способа заключается в том, что железосодержащие щламы мокрых газоочисток подвергают отстаиванию, сгущению до содержания влаги около 40-50%, используют сгущенный продукт Для увлажнения и окомковаг ния мелкозернистого сьфья при производстве агломерата и окатышей. Сгущенные шламы специальными насосами подаются во вторичные смесители, оборудованные эвольвентными форсунками. Последние обеспечивают распыление сгущенной суспензии и равномерное увлажнение щихты. Забивающиеся трубопроводы промывают чистой водой.

подаваемой под давлением. После промывки загрязненная вода подается в сгуститель. Известный способ позволяет утилизировать железосодержащие отходы без их предварительной сушки flj. .

Недостатками известного способа являются применение грунтовых насосов, загрязнение трубопроводов и необходамость их периодической промыв10ки, невозможность организации автоклавной системы подачи шлама и его . предварительного подогрева, низкое {Качество: подготовки шихты вследствие невозможности повышения ее темпераISтуры в процессе окомкования.

Цель изобретения - организация автоклавной системы подачи шлама и улучшение качества подготовки шихты.

70

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем сгущение шламов и их распыление, шлам нагревают и вводят в шихту в виде

паровзвешенной смеси, давление которой поддерживают в пределах 5-7 атм при содержании взвеси в смеси в количестве 15-24 об.%.

Сущность способа заключается в том, что шламы перед их использованием в качестве увлажняющей добавки подвергают высокотемпературному нагреву в герметичном реакторе, оборудованном двумя клапанами для подвода шламовой суспензии и отвода паровзвешенной смеси. Высокотемпературный нагрев обеспечивает испарение влаги шлама, повышение парциального НИИ водяного пара в реакторе и авто-; клавную транспортировку паровзвешен-: ной смеси в барабанные или чашечные окомкователи. Высокое давление (сжатие) паровзвешенной смеси на выходе из трубопровода в смесительные устройства обеспечивает резкое шоковое увеличение объема пара, снижение давления паровзвешенной смеси до атмосферного и диспергирование последней. Объемную концентрацию твердой взвеси в паровзвешенной смеси определяют опытным путем. Для этого в реактор загружают определеное объемное количество шлама с заданной концентра1 |ией твердого в шламе.

Наилучшие показатели транспортабельности, распьшения и процесса окомкования и спекания шихты получают при заполнении реактора шламом (влажность 40-50%) на 30-40% его объема, т.е. при испарении всей влаги шлама и увеличении объема паровзвешенной смеси до 10%, концентрация взвес в смеси составляет: , 30x0,6 18; 40x0,5 20; 40x0,6 24, или 15-24%, где 0,5 и 0,6 - доля взвеси в шламе.

Уменьше1ше концентрации взвеси в смеси приводит к ухудшешйо качеств окомкования шихты и снижению КПД реактора, поскольку уменьшается количество дисперсных и коллоидных составляющих в смеси, оказывающих решающее влияние на качество окомкования шихты. При этом эффект достигается только за счет подогрева шихты, как и в случае использования пара из магистрали.

Увеличение концентрации взвеси сверх оптимальных значений сопровождается ухудшением условий транспортирования шлама по труболроводам и гидродинамики процесса за счет умень

шения объема пара в паровзвешенной смеси. Кроме того, возврастают энергозатраты на нагрев твердой взвеси, что выражается увеличением давления

. паровзвешенной смеси.

Пределы значений давления паровзвешенной смеси определяют также экспериментальным путем. Нижняя величина избыточного давления в реакторе относится к паровзвешенной смеси, содержащей 15% взвеси.

Большие значения избыточного давления соответствуют большей концентрации взвеси в паровзвешенной смеси

5 (24 об.%). Это обстоятельство связано с увеличением давления, времени прогрева взвеси и гидродинамическими УСЛОВИЯ ее транспортировки и распыления .

Отклонение давления паровзвешенной смеси, от оптимальных значений приводит, с одной стороны, к оседанию крупных частиц шлама на поверхности трубопроводов и уменьшению их проходного сечения, а с другой стороны, к чрезмерно высоким скоростям паровзвешенной смеси на выходе, уменьшению времени контакта теплоносителя с 1ЕМхтой за счет выброса пара и тонкой вдвеси в аспирационные устройства, что недопустимо с экологической точки зрения.

Реализацию предлагаемого способа осуществляют путем установки двух герметичных футерованных реакторов

5 в нагревательные колодца, температуру в которых целесообразно поддерживать в пределах 500-800 0. Бесперебойная работа реакторов достигается за счет последовательной загрузки одного и разгрузки другого реактора по принципу работы воздухонагревателей доменных пе«ей. Температура в колодце оказывает влияние только на производительность реакторов. При этом в зависимости от

мощности агломерационных фабрик илифабрик по производству окатышей, а также оптимальной влажности шихты, температуру нагревательных колодцев необходимо корректировать в каждом конкретном случае в соответствии с указанными параметрами.

Пример. Для исследований 5 используют смесь пшамов аглодоменного производства,взятых в соотношении 1:1. Влажность шламовIB парколлекторах доводят до 40-50% путем 5 изменения.продолжительностн отстаивания. Шламовую суспензию нагревают в герметичном реакторе объемом 6л, приготовленном из нержавеющей ста .лн и футерованным снаружи смесью огнеупорной глины с шамотом. Све ху и снизу цилиндрическая часть реактора выполнена в виде усеченного конуса, к меньшему диаметру которого приварены патрубки с вентилями высокого давления. На одном из патрубков (перед вен тилем) устанавливают образцовый манометр. Реактор помещают в муфельную печьтаким образом, что вентили и манометр находятся вне зоны нагрева. Давление паровзвешенной смеси изменяют в пределах 3-10 атм. Степень заполнения реактора шламово суспензией изменяют от 20 до 60 об. Смешивание и окомкование шихты осуществляют в барабанном окомкователе .риаметром 500 и длиной 1200 мм при скорости вращения барабана 10 об/мин. . Увлажнение шихты осуществляют паровзвешенной смесью до влажности ,7%. Рабпыление осуществляют через 7 коническую насадку, установленную -на выходе гибкого шланга, которая обеспечивает гашение скорости паровзвешенной смеси. Для сопоставления полученных результатов проводят спекания по известному способу. Для этого в реактор подают сжатый воздух и увлажняют огахту холодной шламовой суспензией. Высота слоя ,на всех опытах составляет 400 мм. Результаты исследований представлены в таблице. Анализ данных таблицы показывает, что в овгамальных условиях процесса при даалешш 5-7 атм. и концентраций твердого в паровзвешенной смеси и 15-24 о6.% соответственно получают наивысшие показатели агломерации. Температура шихты возросла с 21 до 38-39с, выход фракции 1,6 мм после окомкования уменьшился с 23 до 1314%, а удельная производительность возросла на . Отклонение процесса от оптимальных параметров при-г ВОДИТ к значительному ухудшению показателей агломерации. 990 Формула изобретения Способ утилизации железосодержацих пшамов, включающий их сгущение и последующее распыление, о т л и чающийся тем, что, с целью организации автоклавной системы подачи шлама и повышения качества подготовки шихты, шпам нагревают и вводят в шихту в виде паровзвешенной 710 смеси, давление (которой поддерживают в пределах 5-7 атм при содержании взвеси в смеси в количестве 1524 о6.%. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 9 4052195, кл. 75/25, (С 21 В 3/04, В 01 F 5/02), 27.01.70.