Утилизация металлургических отходов

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Трудность использования замасленной окалины в агломерационном производстве заключается в том, что масла при спекании шихты возгоняются и захватываются отходящими газами.

При очистке от пыли газы охлаждаются, а пары масел конденсируются на внутренних поверхностях мультициклонов и бункеров, образуя очаги интенсивного прилипания мелких частиц пыли.

Это приводит к снижению эффективности очистки газов от пыли, что резко снижает срок службы роторов эксгаустеров. Например, при залипании даже 15% отверстий срок службы ротора уменьшается с 1,5 лет до 20 дней.

Как правило, в аглошихте используют всю крупную окалину (< 1 мм), которую собирают в ямах первичной очистки сточных вод.

ГЛАВА 1. КЛАССИФИКАЦИЯ ТВЁРДЫХ ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИИ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Классификация отходов производства возможна по различным признакам, среди которых основными можно считать следующие:

а) по отраслям промышленности - черная и цветная металлургия, рудо- и угледобывающая промышленность, нефтяная и газовая и т.д.;

б) по фазовому составу - твердые (пыли, шламы, шлаки), жидкие (растворы, эмульсии, суспензии), газообразные (оксиды углерода, азота, соединение серы и др.);

в) по производственным циклам - при добыче сырья (вскрышные и овальные породы), при обогащении (хвосты, шламы, сливы), в пирометаллургии (шлаки, шламы, пыли, газы), в гидрометаллургии (растворы, осадки, газы).

Окалина прокатная - чешуйчатые частицы различном толщины, состоящие из окислов железа.

Окалина образуется на поверхности заготовок, слябов, слитков и других изделиях, подвергающихся нагреву.

По химическому составу она близка к.чистому магнетиту (65-72% Fe), а по гранулометрическому составу представлена в.основном фракцией менее 0,2 мм.

Однако в ней содержится значительное количество влаги и смазочных масел (автолы АК-15, АК-10, масло индустриальное 24, 30 и др.), что часто препятствует прямому возврату в производство, например, через фабрики окускования.

Трудность использования замасленной окалины в агломерационном производстве заключается в том, что масла при спекании шихты возгоняются и захватываются отходящими газами.

При очистке от пыли газы охлаждаются, а пары масел конденсируются на внутренних поверхностях мультициклонов и бункеров, образуя очаги интенсивного прилипания мелких частиц пыли.

Это приводит к снижению эффективности очистки газов от пыли, что резко снижает срок службы роторов эксгаустеров. Например, при залипании даже 15% отверстий срок службы ротора уменьшается с 1,5 лет до 20 дней.

Как правило, в аглошихте используют всю крупную окалину (< 1 мм), которую собирают в ямах первичной очистки сточных вод.

Мелкую окалину из вторичных отстойников из-за повышенного содержания масел предварительно обрабатывают или применяют разные способы их утилизации.

Одним из таких способов является её использование для приготовления железофлюсов, которые затем утилизируются в агломерационном или в сталеплавильном производствах.

Окалину используют как сырьё для производства железного порошка в процессах восстановления в кипящем слое, а также в несмешивающихся слоях шихты (процесс Хоганес).

Выход окалины составляет в среднем 1,0 - 3,0% от массы готового проката.

Разработка рационального способа использования железосодержащих отходов в металлургическом производстве диктует необходимость исследования, в первую очередь, их химического и минералогического составов.

Многообразие источников образования отходов - различные металлургические агрегаты - обусловливает различие их по физико-химическим свойствам. Вторичная окалина содержит ~14% масел, используемых в прокатных цехах (автол АК-10, АК-15, масло индустриальное 24 и 30, смазка густая ИП-1 и др.). Температура кипения масел в массе окалины ~ 400 К; температура воспламенения основной массы масел колеблется в пределах 830-870 К. При нагреве окалины в восстановительной или нейтральной атмосфере органические составляющие масел могут выступать в качестве восстановителей, способствуя ускоренному отнятию кислорода.

Петрографические исследования показали, что как первичная, так и вторичная окалины состоят, в основном, из оксидов железа пластинчатой формы. Оксидные составляющие - вюстит и частично магнетит - представляют собой крупные образования в виде конгломератов спекшихся кристаллов.

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ УТИЛИЗАЦИИ И РЕЦИКЛИНГА ПРОКАТНОЙ ОКАЛИНЫ ДЛЯ АГЛОДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

отход утилизация рециклинг металлургия

Расширить ресурсную базу железорудных компонентов возможно вовлечением в переработку железосодержащих отходов.

Одним из перспективных способов окускования мелких железосодержащих материалов является брикетирование под давлением, которое отличается от традиционных способов окускования экологической безопасностью.

В качестве основных задач с целью расширения сферы применения технологий брикетирования рассматриваются:

- разработка стратегии комплексной переработки металлургических отходов;

- создание оборудования с широким диапазоном технологических и энергосиловых параметров для переработки отходов с различными свойствами;

- совершенствование методов и средств обезвоживания отходов перед брикетированием;

- разработка новых связующих добавок;

- формирование заданных потребительских свойств брикетов.

К металлургическим отходам, утилизация которых традиционным способом (в составе аглошихты) экологически небезопасна и требует энергозатратных подготовительных операций, относится и замасленная прокатная окалина.

Применение ее в аглошихте даже после предварительного обезмасливания является, видимо, основной причиной выбросов диоксинов и фуранов в атмосферу с отходящими агломерационными газами.

Кроме того, масло окалины не полностью сгорает в зоне горения, что приводит к уменьшению срока службы эксгаустеров.

В этой связи замасленная прокатная окалина является по-прежнему притягательным объектом разработчиков технологий ее утилизации.

Рассмотрим результаты лабораторных исследований получения из смеси замасленной окалины с активированным торфом металлизованных материалов путем термообработки этой смеси в металлических контейнерах.

В качестве объекта исследований использовались техногенные отходы КГГМК «Криворожсталь» в виде шламов различных металлургических производств и окалины прокатных цехов (первичной и замасленной вторичной). Химический состав материалов определяли на базе действующих методик.

Исследование минералогического состава железосодержащих материалов проводили с помощью металлографического микроскопа «Neophot - 21» в отраженном свете. Для получения шлифов исходные дисперсные материалы брикетировались и проваривались в канифоли. Полировку шлифов выполняли на фетре пастой Гойя с величиной зерна 0,5-3,0 мкм.

Кинетические исследования процессов, протекающих при тепловой обработке железосодержащих отходов, проводили на термогравиметрической установке с автоматической регистрацией изменения массы образца и температуры в реакционной зоне. Контроль состава отходящих газообразных продуктов осуществлялся по привесу поглотителей на выходе из системы.

Для определения количества водяных паров в отходящих газах в качестве химического реагента использовался ангидрон (MgClО₄), для определения СО₂ - аскарит.

Преобразование массы образца в эквивалентный электрический сигнал, регистрируемый самопишущим потенциометром постоянного тока КСП - 4, осуществлялось с помощью механоэлектрического преобразователя Э2-Д1. Установка включала блок программированного нагрева и автоматического поддержания температурного режима с помощью ВРТ - 3, РУ - 5 и КСП - 2, управляющих напряжением, подаваемым на малоинерционную электропечь сопротивления. Наличие двух параллельных ветвей поглотителей позволяло осуществлять их периодическое взвешивание.

Система газоподводящих магистралей позволяла создавать в реакторе контролируемую газовую атмосферу, состав которой диктовался характером исследований. Изучение кинетики дегидратации шламов и окалины, а также углетермическое восстановление отходов проводили в инертной атмосфере (аргон). Установка позволяла работать в диапазоне температур до 1773 К. Порядок проведения экспериментов был следующим: взвешенный с точностью до 0,0001 г образец исследуемой шихты в тигле подвешивали на вольфрамовую цепочку подвески и помещали в холодную часть реактора; температуру рабочей зоны печи выводили на заданный уровень; герметизировали все соединения и создавали в системе необходимую газовую атмосферу; опускали образец в рабочую зону и включали систему автоматической регистрации изменения массы образца. По окончании опыта (или при прерывании его) образец поднимали в водоохлаждаемый холодильник. После остывания тигель с образцом взвешивали на аналитических весах для вспомогательного контроля.

Процессы жидкофазного восстановления технологических отходов изучали на большой печи сопротивления Таммана.

В качестве твердых углеродсодержащих восстановителей использовали торф активированный, газовый и древесный угли. Перечисленные материалы использовали как в исходном, так и предварительно пиролизованном состоянии. Пиролиз торфа и газового угля осуществляли в атмосфере инертного газа. Для определения количества углерода в исходных материалах и остаточного содержания его в металлизованных образцах использовали экспресс - анализатор АН - 7529 промышленного изготовления. Принцип его работы основан на методе автоматического кулонометрического титрования по величине рН. Количество электричества, затраченное на возвращение рН к исходному значению, однозначно связано с количеством поглощенного углекислого газа, образующегося при сжигании углерода анализируемой пробы в потоке чистого кислорода.

Брикетирование дисперсных шихт осуществляли на лабораторном гидравлическом прессе в цилиндрической прессформе с матрицей диаметром 0,018м(усилие прессования составляло 60кПа).

При содержании в смеси 6% углерода степень металлизации окалины составила соответственно 20-43% (в зависимости от температуры).

Степень металлизации повышалась с увеличением длительности термообработки.

В других экспериментах смесь замасленной окалины с активированным торфом подвергали термообработке на колосниковой решетке продуктами паровой конверсии природного газа.

При максимальном содержании торфа в смеси и температуре термообработки 1150°С достигали 100%-ной степени металлизации.

В аналогичных экспериментах с замасленной окалиной без торфа степень металлизации не превышала 15%.

Теперь рассмотрим результаты промышленных испытаний технологии утилизации замасленной окалины при производстве кокса на комбинате "Криворожсталь".

Смесь замасленной прокатной окалины из вторичных отстойников (окалина до 70%, масла - до 20%, вода - до 10%) с активированным торфом в соотношении окалина: активированный торф = (2-4): 1 вводили в шихту для коксования в количестве до 3% массы исходной шихты.

Ящичные коксования показали, что добавка 3% смеси ухудшает качество кокса, а при расходе ее в количестве 0,75% прочность кокса не изменяется.

С учетом этих результатов провели опытно-промышленные коксования с использованием в шихте смеси окалины и активированного торфа в соотношении 2:1.

Для получения удовлетворительных результатов смесь выдерживали не менее 24 ч, перемешивая ее при этом не менее 4-5 раз.

По сравнению с базовым периодом прочность полученного кокса снизилась (на 0,23% увеличился показатель М₁₀ и на 0,73% уменьшился показатель М₂₅), но в нем увеличилась доля класса 60-40 мм.

При использовании полученного кокса в доменной плавке негативных изменений в ходе процесса не наблюдали.

На комбинате "Криворожсталь" разработан также способ низкотемпературного крекинга замасленной окалины в специальном агрегате, позволяющий получать из нее очищенную от нефтепродуктов твердую фазу (металлическое железо, оксиды железа и аморфный углерод), крекинг-газ (углеводороды, СО и Н₂), рафинированное масло и водяной конденсат.

Доменная печь - высокоэффективный противоточный массо- и теплообменник с восстановительной газовой средой и высокотемпературной окислительной зоной ограниченных размеров в нижней части.

В связи с этим она может стать универсальным агрегатом для глобального рециклинга вторичных материалов, что подтверждает мировой и отечественный опыт.

На металлургическом заводе фирмы "DK Recycling" (Дуйсбург, Германия) более полувека две доменные печи работают на агломерате, спекаемом только из техногенного сырья, поступающего на это предприятие от различных заводов.

В зависимости от вида отходов в доменных печах выплавляют литейный, меднистый или фосфористый чугун, а побочной продукцией, кроме шлака, является цинковый концентрат, получаемый из шламов газоочистки доменных печей. Утилизация и переработка прокатной окалины для получения агломерата в условиях действующего металлургического комбината

В производственной сфере (на уровне промышленных компаний) устойчивое развитие может быть обеспечено повышением экологической эффективности, т.е. процессом изменений, в котором эксплуатация ресурсов, направление инвестиций, ориентация технологического развития и корпоративные изменения увеличивают прибавочную стоимость при сокращении потребления ресурсов, производства отходов и загрязнений.

На самом деле такой подход означает не что иное, как применение системных методов управления производством при обеспечении экологической безопасности.

Институтом Укргипромез (г. Днепропетровск) разработаны технические решения по комплексной переработке промышленных отходов металлургических предприятий, в их числе мелкофракционных отходов: металлургических шламов, шламов вторичных отстойников прокатных цехов (замасленная окалина), пылей, улавливаемых газоочистными агрегатами, шламов коксохимических заводов, пылей и шламов ферросплавного производства, в том числе обогащение этих отходов (повышение содержания в них полезных компонентов) и др.

Цель этих разработок - создать готовый продукт, отвечающий требованиям металлургической шихты, с меньшими производственными затратами и большей экономической эффективностью по сравнению с другими способами утилизации отходов.

Одно из таких предложений было рассмотрено на техническом совете металлургического комбината «Криворожсталь», в отстойниках которого накоплено более 5 млн. т металлургических шламов.

Переработке подлежат шламы, как текущего производства, так и накопленные в прудах - шламонакопителях:

· - шламы доменного производства;

· - шламы мартеновского производства;

- шламы конвертерного производства;

- шламы вторичных отстойников прокатных цехов (замасленная окалина).

Раздельного накапливания шламов по видам на комбинате не производится, они смешаны.

Химический состав смеси доменных, мартеновских и конверторных шламов определен расчетным путем из сложившегося в металлургическом комплексе соотношения их объемов в общей (сухой) массе:

В 1 т смеси:

780 кг доменного шлама

60 кг мартеновского шлама

160 кг конвертерного шлама

1000 кг смеси

Предполагается, что такие шламы как шламы вторичных отстойников прокатных цехов (замасленная окалина) подлежат обезмасливанию (термический метод - дорогой, затраты на очистку продуктов самого процесса требуют создания целого комплекса защитных сооружений, предполагается метод отмывки частиц окалины от масла).

Подготовленные материалы подлежат брикетированию (не прессование, а укладка частиц).

Предлагаемый состав смеси для производства брикетов:

- шламы металлургические - 76 %;

- окалина обезмасленная - 12 %;

- связующее - 12 %.

По данному соотношению материалов рассчитан состав брикетов.

Основную часть (70-80 %) шламов, используемых в качестве сырья для производства брикетов, составляют шламы доменного производства, в которых большая часть SiO₂ (60-70 %) находится в виде кварца (песка).

Предлагается извлечь из общей массы шламов минералы в виде кварца и др. не имеющие в своем составе железа, путем обработки шламовой пульпы на винтовом сепараторе. При движении минеральных зерен по винтовому желобу сепаратора происходит их расслоение по плотности и крупности.

В результате взаимодействия центробежных сил инерции, веса, трения и сил от гидродинамического давления водного потока, расслоившиеся минеральные зерна перераспределяются по ширине (сечению) желоба: зерна большой плотности, концентрируются у внутренней границы потока, а легкие зерна пустой породы - у внешнего борта.

Процесс обогащения на винтовых сепараторах протекает эффективно при плотности пульпы, содержащей 15-40 % твердого.

Использование в цепи механизмов винтовых сепараторов позволяет получить новые материалы с отличными от исходных материалов свойствами.

Работы, проведенные на ряде предприятий Украины (металлургический завод им. Петровского, г. Днепропетровск) и России, подтверждают целесообразность использования подготовленного по предлагаемой институтом «Укргипромез» схеме сырья при производстве чугуна.

Количество вносимых с брикетами примесей цинка и щелочей при этом остается в пределах допустимых значений.

Глава 3. ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ. ОБРАЗУЮЩИХСЯ НА ПРОКАТНЫХ СТАНАХ В ЦЕННЫЕ ПРОДУКТЫ

При подготовке сырья для получения агломерата к измельченной железной руде обычно добавляют небольшие количества окалины или металлической стружки. В связи со значительным увеличением в последнее время производства чугуна значительно возрастает потребность в агломерате, являющемся сырьем металлургической промышленности. Для этого проводится строительство крупных агломерационных установок. Это обстоятельство приводит к тому, что увеличивается использование окалины и металлических стружек как источников железа, при этом используется также и такой материал, который содержит значительные количества смазочных материалов. С другой стороны, для охраны окружающей среды стало общепринятым использование электрофильтров для улавливания пыли из отходящих газов агломерационных установок.

Однако в том случае, если сырье для получения агломерата содержит значительные количества смазок, в процессе горения может происходить испарение смазки и образующиеся пары вместе с выхлопными газами попадают в электрофильтр. В результате этого содержание смазок в пыли, осажденной в электрофильтре, может достигать 0,1 --10 %. Если большое количество смазки осаждается на электродах электрофильтра, то при появлении искры между электродами или под действием горячих отходящих газов может произойти загорание фильтра.

Шлам, осаждающийся в отстойнике для сточных вод прокатных станов, имеет влажность ~20--30 % и содержание смазок 2--3 % даже после удаления воды в фильтрпрессе. Содержание железа в шламе составляет 60--70 %, поэтому целесообразно использовать шлам в качестве железосодержащего сырья. Существуют следующие пути использования: 1) после удаления остатков смазки путем промывания химическими реагентами и 2) после выжигания имеющейся в нем смазки.

Малый размер частиц и высокая влажность (~20--30 %) даже после удаления влаги на фильтрпрессе обусловливают высокую вязкость шлама. Поэтому обработка шлама Сопряжена с рядом Трудностей. Кроме Того, Метод 1 ограничен в своем применении вследствие очень затруднительного отделения смазки. Метод 2 требует дорогостоящего оборудования, такого как печь с ожиженным слоем, вращающаяся обжиговая печь, печь для многостадийного сжигания и т. п. и связан с высокими эксплуатационными расходами. Обработка окалины прокатных станов во всех этих печах происходит при температурах 700--800 °С, при которых происходит агломерация шлама, что является недостатком данного метода. Кроме того, для улавливания пыли из отходящих газообразных продуктов сгорания требуется установка электрофильтра. В связи с этими причинами применение описанных методов до сих пор не приводило к удовлетворительным результатам.

Усовершенствованный процесс разработали Т. Изава, С. Кайшава и др. (патент США 4 091545, 30 мая 1978 г.; фирма «Ниппон Кокан Кабушики Кайша»,

Рис. Схема процесса удаления воды и смазки из шлама прокатных станов с целью выделения оксида железа

Япония). При использовании в качестве сырья для производства агломерата шлама прокатных станов, имеющего высокую влажность и содержащего смазочные материалы, снижают влажность шлама до ~ 1--10 % путем сушки при температуре 120--200°С, предпочтительно при 140--150 °С, для чего используется тепло, выделяемое в холодильнике агломерационного устройства, либо шлам смешивается с горячей прокатной окалиной.

Шлам с уменьшенным содержанием влаги непрерывно подается порциями в зону вывода продукта агломерационного устройства, откуда транспортером направляется на обогреваемое сито и затем в возвратный бункер агломерационного устройства. В результате этого процесса большая часть содержащейся в шламе смазки удаляется за счет испарения.

Аппарат для проведения процесса представлен на рис. 98. Сырье дл я производства агломерата 2 стандартного состава подается сырьевым питателем 3 на транспортер / агломерационного устройства А; проходя под зажигательным горном 4 шихта зажигается и по мере его прохождения по устройству А (на схеме -- справа налево) происходит ее спекание. Питатель для шлама 5 подает подсушенный как описано выше шлам 6 в зону вывода продукта В агломерационного устройства А, периодически направляя одинаковые порции шлама на транспортер /. Шлам нагревается за счет тепла агломерата, вместе с которым он направляется на подогреваемое сито 10, проходя через дробитель 9. В результате горения или испарения в ходе этих процессов содержание смазки в шламе значительно снижается.

Шлам 6, из которого удалено основное количество смазки, проходит через обогреваемое сито 10 и по транспортеру // поступает в возвратный бункер 12 для временного хранения. Часть агломерата, оставшаяся на сите 10, подается для охлаждения в холодильник 14.

ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЯ УТИЛИЗАЦИИ ЗАМАСЛЕННЫХ ОТХОДОВ

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для утилизации замасленных отходов, образующихся при эксплуатации прокатных станов большой производительности. Замасленные отходы образуются в результате предварительного сгущения шламов прокатных станов и представляют собой пастообразный продукт, состоящий из окислов железа (окалины), воды и отработанных смазочных масел и в среднем содержит: воды 14-17%, масел и смазочных материалов 12-17% и окалины 70-75% по массе. Однако, как правило, в связи с тем что замасленные отходы характеризуются непостоянством своего состава, массовая доля каждого из компонентов меняется в более широких пределах.

Окалина и отработанные масла являются ценными продуктами. Окалина, освобожденная от примесей масел, используется в агломерационном производстве, в порошковой металлургии, а отработанные масла, относящиеся к нефтяным продуктам отработанным, используются для регенерации смазочных масел.

Известен способ разделения побочных продуктов и отходов металлургической промышленности, содержащих воду, отработанные масла и окалину, включающий нагрев и разделение смеси на отдельные компоненты. Разделение компонентов происходит в результате отгонки воды под атмосферном давлении, а затем отгонки масла под вакуумом при температуре не выше 400^оС, при этом достигается степень извлечения масла 94%, содержание масла в окалине 2,3%.

К недостаткам данного способа можно отнести:

1. Невысокое качество окалины - содержание органических веществ (масел) в окалине не ниже 3%.

2. Незначительная степень извлечения масел - не более 94%.

3. Многоступенчатость каждой из стадий процесса разделения замасленных шламов. Так процесс отгонки воды (или процесс сушки) состоит из двух степеней - отгон основной массы воды (80-85%) при 100^оС и отгон остаточной воды (20-15%) при 120^оС. Отделение масла от окалины также состоит из двух степеней - отгон основной массы (до 80-85%) масла при 300-350^оС под вакуумом и отгон остаточного количества масла (14-9%) при температурах на 30-50^оС выше первой ступени, но не выше 400^оС (P?300 мм рт. ст.).

Целью изобретения является повышение качества целевых продуктов - масел и окалины и увеличение степени извлечения масла. Цель достигается тем, что при разделении замасленных отходов, образующихся при эксплуатации прокатных станов большой производительности (например, прокатный стан 2000, Череповецкого металлургического комбината им. 50-летия СССР) в отходы перед отделением воды добавляют органический растворитель, образующий с водой азеотропную смесь с температурой кипения ниже 100^оС. Органический растворитель добавляется при объемном соотношении растворитель: отходы от 0,5:1 до 1,5:1. В качестве органического растворителя используются толуол (температура кипения азеотропа 84,1^оС) или четыреххлористый углерод (температура кипения азеотропа 66,8^оС), или трихлорэтилен (температура кипения азеотропа 73,6^оС).

Способ разделения замасленных отходов осуществляют следующим образом: после добавления в отходы растворителя смесь нагревают до температуры кипения азеотропа - происходит отгонка воды совместно с растворителем. После конденсации паров происходит отделение воды от растворителя посредством отставания, растворитель вновь подают на стадию отгонки воды до полного извлечения последней, одновременно происходит удаление масел с поверхности окалины путем их растворения. Масла, растворимые в органическом растворителе, отстаивают от окалины, декантируют и подают на стадию отгонки растворителя. Пастообразную окалину, содержащую незначительные количества масел и растворителя промывают новой порцией растворителя в объемном соотношении растворителя к окалине от 0,5:1 до 1:1. После отстаивания окалины растворитель с остатками растворенного масла вновь декантируют и направляют на отгонку растворителя вместе с ранее полученным масляным раствором. Промытую окалину сушат от растворителя. Мелкую окалину из раствора масла отделяют на фильтре, промывают и вместе с основной массой окалины отмытой направляют на сушку. Растворитель из раствора масел регенерируют путем отгонки и отпарки.

В процессе образуются умягченная вода, чистый растворитель, отработанные масла и окалина. Растворитель возвращается повторно на стадии выделения воды и промывки окалины, окалина используется в агломерации или порошковой металлургии, а умягченная вода используется в металлургическом производстве.

По предложенному способу количество масел в окалине снижается до 0,1-0,5%, степень извлечения масел достигает 97-99%.

Пример. В замасленные отходы массой 1000 кг, содержащие мас.%) воды 15, масел 15, окалины 70, добавляют толуол в соотношении, исходя из расчета на отходы по объему 1:1 (500 дм³). Смесь при перемешивании нагревают до температуры кипения азеотропа толуол-вода (84,1^оС) и проводят отгонку воды до тех пор, пока температура отгоняющих паров не достигнет 110^оС. При этом происходит отгонка воды из замасленных отходов и промывка окалины толуолом. После завершения процесса отгонки воды из реактора-смешения после отстаивания удаляется раствор масла в толуоле, а окалина промывается новой порцией растворителя (толуола). После удаления из реактора-смешения вновь образовавшегося раствора масла в толуоле он объединяется с первичным раствором масла и подается на фильтрацию для удаления небольших количеств мелкодисперсной окалины (мелкая окалина). После фильтрации из масляного раствора отгоняется толуол, который возвращается на стадию отгонки воды. Мелкая окалина со стадии фильтрации и окалина со стадии промывка объединяются и направляются на сушку для удаления остатков растворителя (толуола). В результате образуется 701 кг окалины с содержанием 0,2 мас.% масел и 148,6 кг отработанных масел с содержанием механических примесей 0,07%. При этом степень извлечения масел составляет 99% мас. Нижеследующие примеры, приведенные в табл. 1, характеризуют технические параметры и характеристики способа разделения замасленных отходов с использованием толуола, четыреххлористого углерода и трихлорэтилена. Как видно из табл. 1 увеличение соотношения растворитель: замасленные отходы свыше 1,5: 1 не приводит к увеличению степени извлечения масел и к значительному улучшению качества продуктов, т. е. оптимальным следует считать соотношение растворитель: отходы от 0,5:1 до 1,5:1. Таким образом, по предложенному способу при сохранении качества масел значительно увеличивается степень их извлечения и улучшается качество целевых продуктов - содержание масел в окалине снижается до (0,05-1,0) мас.% (табл. 2). Увеличение вязкости масел и температуры вспышки по предложенному способу в отличие от известного свидетельствует о том, что они не подвергались жестким термическим воздействиям и в большей степени сохранили свою основу. В то же время масла, полученные по известному способу, под влиянием высоких температур (350-420^оС) пиролизуются (разлагаются) на более легкие фракции, что приводит к уменьшению их вязкости.

Реализация способа разделения замасленных отходов позволяет возвратить для повторного использования дополнительное количество с лучшим качеством смазочных масел, получить окалину, содержащую незначительные количества масел и умягченную воду. Умягченная вода, выделенная из замасленных отходов посредством испарения, является ценным сырьем для тепловых (электрических) станций для производства пара, так как в ней содержание органического растворителя соответствует или ниже ПДК, а также характеризуется отсутствием нефтепродуктов (масел), механических примесей и солевых компонентов.

Утилизация по предложенному методу замасленных отходов, которые на металлургических комбинатах вывозятся в основном для захоронения, позволит ежегодно экономить средства, необходимые для восстановления ущерба, нанесенного окружающей среде при их нерациональном использовании.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Исследование процесса получения металлизованного окускованного сырья из железосодержащих отходов/Кекух А.В., Набока В.И., Савьюк А.Н. и др. // Сб. тр. межд. науч.-техн. конф. . -Кривой Рог., 24-27 мая 2004 г. . -С. 584-587.

2. Лисин B.C., Юсфин Ю.С. Ресурсо-экологические проблемы ХXI века и металлургия. - М.: Высшая школа, 1998.

3. Носков В.А. Роль брикетирования в проблеме утилизации металлургических отходов //Теория и практика производства чугуна: Сб. тр. межд. науч.-техн. конф. . - Кривой Рог., 24-27 мая 2004 г.. - С. 591-594.

4. Обжиговая машина нового поколения для производства окатышей с высокими металлургическими свойствами /Брагин В.В., Солодухин А.А., Швыдкий B.C. и др. //Доклад на конф.. - Кривой Рог., 24-27 мая 2004 г.

5. Переработка обмасленной окалины прокатного производства методом низкотемпературного крекинга /Шеремет В.А., Кекух А.В., Крипак С.Н. и др. //Сб. тр. межд. науч.-техн. конф.. - Кривой Рог., 24-27 мая 2004 г.. -С. 590- 591.

6. Технология утилизации замасленной окалины при производстве кокса /КекухА.В., Линецкий Б.М., Крипак С.Н. и др. //Сб. тр. межд. науч.-техн. конф.. - Кривой Рог., 24-27 мая 2004 г..- С. 587-590.

7. Экологически чистая технологическая схема аглодоменного производства /Курунов И.Ф., Чижикова В.М., Ганчев.А.В. и др. //Сталь. - 1992.- № 9. - С. 22.

Размещено на Allbest.ru