Технологія збагачення та комплексного використання відходів сталеплавильного виробництва

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Криворізький технічний університет

Драчов Віктор Іванович

УДК 622.73/74.002.5/075.8/

ТЕХНОЛОГІЯ ЗБАГАЧЕННЯ ТА КОМПЛЕКСНОГО ВИКОРИСТАННЯ ВІДХОДІВ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ВИРОБНИЦТВА

Спеціальність - 05.15.08 - Збагачення корисних копалин

Автореферат дисертації на здобуття наукового

ступеня кандидата технічних наук

Кривий Ріг - 2000 р.

Дисертація є рукописом

Робота виконана у Криворізькому технічному університеті, на гірничо-металургійному комбінаті “Криворіжсталь” та спільному підприємстві "Орбіта".

Науковий керівник: доктор технічних наук, старший науковий співробітник Бережний Микола Миколайович, Криворізький технічний університет, Міністерство освіти і науки України, професор кафедри.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, Полулях Олександр Данилович, Придніпровська лабораторія удосконалення технологій збагачення вугілля Донбасу та Львівсько-Волинського басейну “УкрНДІвуглезбагачення”, Міністерство палива і енергетики м. Дніпропетровськ, завідувач лабораторії;

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, Малий Борис Мойсеєвич, Криворізький підрозділ Європейського університету фінансів, інформаційних систем, менеджменту і бізнесу, Міністерство освіти і науки України, м. Кривий Ріг, завідувач кафедри менеджменту.

Провідна установа:

Національна гірнича Академія України, Міністерство освіти і науки України, м.Дніпропетровськ.

Захист відбудеться “29” червня 2000 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 09.052.03 у Криворізькому технічному університеті за адресою: ауд. 301, вул. Пушкіна, 37, м. Кривий Ріг, 50099, Україна.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці університету вул. Пушкіна, 37, м. Кривий Ріг, 50099.

Автореферат розісланий “26” травня 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради М.П. Тиханський

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи. Наявність великих запасів залізних руд у Кривбасі та вугілля у Донбасі зробила Україну державою з високорозвиненою металургійною промисловістю. Але виробництво чавуну та сталі у нас зможе тепер успішно розвиватись, якщо стане конкурентноздатним порівняно з закордонним їх виробництвом. Для цього необхідно, крім удосконалення та розробки нових основних плавильних процесів, підвищити ступінь використання відходів металургії, особливо шлаків, та зменшити екологічне навантаження, обумовлене розміщенням та зберіганням шлакових відвалів.

Загальна кількість сталеплавильних шлаків складає близько 30% відходів чорної металургії, а це десятки мільйонів тонн на рік. У зв'язку з цим підвищення ступеня використання відходів чорної металургії, особливо сталеплавильних шлаків, є актуальна екологічна та економічна необхідність.

Метою роботи є розробка та наукове обгрунтування розширення використання сталеплавильних шлаків як вторинної сировини при виробництві будівельних матеріалів та для заміни природного вапняку при офлюсуванні агломерату та окатишів.

Ідея роботи полягає в тому, що сталеплавильні шлаки мають флюсуючу здатність і вміст корисних елементів - заліза та марганцю і не містять летючих, що утворюють додаткову пористість, і на видалення яких у випадку використання вапняку як флюсу, витрачається тепло при окускуванні сировини. Також можливе максимальне використання тонкодисперсних сталеплавильних шлаків як в'яжучої для виготовлення будівельних матеріалів та як металодомішки при виробництві клінкеру,а також розробка технології очищення металічного скрапу для підвищення його якості.

Наукові положення, розроблені особисто дисертантом, які виносяться на захист:

1. Вперше визначені технологічні показники грануляції шихт при різних домішках сталеплавильних шлаків показують можливість заміни звязуючих речовин - вапняку в агломераційних і бентоніту в огрудкувальних шихтах.

2. Вперше визначені режимні параметри процесів спікання та випалу і показники металургійних властивостей агломерату і окатишів при різних добавках в шихту сталеплавильних шлаків.Ці показники доводять можливість використання сталеплавильних шлаків як флюсів.

Найбільш суттєві наукові результати, одержані особисто здобувачем; ступінь їх новизни. Вперше одержані експериментально залежності та закономірності:

- властивостей сталеплавильних шламів і шлаків: сипучості, подрібнюваності та грудкування від вологості та крупності, що дозволяє виконувати проекти машин для переробки шламів і шлаків та підготовки їх до використання;

- зміни вологості шламів залежно від напруги на електродах при електроосмотичному вакуумному фільтруванні, питомих продуктивності та витрат електроенергії, від необхідної крупності шлаків при їх здрібненні у кульовому млині та електрокінетичного дзета-потенціалу від жорсткості води, що відповідно дозволяє зробити шлами сипучими та здатними до дозування, порівняти міцність шлаків як флюсів з вапняком, який пропонується замінити шлаками, та як вяжучу речовину з бентонітом, використовуваним при виробництві окатишів;

- міцності магнітних флокул шлаків та зміни вмісту заліза у скрапі від водопоглинання та попереднього заморожування шлаків, що дозволяє пояснити, чому шлаковий пил не розділяється у магнітному полі, та як підвищити якість скрапу на 3-4% за вмістом заліза;

- якості сирих та висушених окатишів за міцністю і гранулометричним складом від добавки у шихту шлаків замість вапна, вапняку та бентоніту, яка показує можливість відмови від названих природних компонентів шихт;

- питомої продуктивності виходу готового продукту та міцності його в холодному стані та під час відновлення - від добавки у шихти шлаків замість вапняку при спіканні агломерату та випалі окатишів, що дозволяє розширити утилізацію шлаків як флюсуючої добавки при окускуванні залізорудної сировини.

Обґрунтованість та достовірність наукових результатів, висновків та рекомендацій забезпечена застосуванням стандартних методик для досліджень та визначення хімічних, мінеральних і механічних характеристик матеріалів, їх металургійних та будівельних властивостей, застосуванням загально відомих статистичних методів математичної обробки дослідних результатів та методів планування експериментів.

Наукове значення роботи полягає в одержанні нових даних про металургійні та будівельні властивості шлаків до і після їх підготовки до подальшого використання, у достовірних результатах випробування оптимальних домішок сталеплавильних шлаків до окускованої металургійної сировини та будівельних матеріалів і визначення режимних параметрів технологічних операцій підготовки шлаків до утилізації.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що їх використання при проектуванні та освоєнні установок по підготовці сталеплавильних шлаків до утилізації, а також під час експлуатації дозволяє зменшити застосування вихідних природних матеріалів, підвищити ступінь очищення скрапу як сталеплавильного металобрухту, розширити комплексність використання сировини, знизити витрати та зменшити шкоду навколишньому середовищу.

Реалізація результатів роботи здійснена шляхом впровадження на підприємстві з іноземними інвестиціями / СП "Орбіта" / та передачі їх науково-дослідним і проектним інститутам "Механобрчормет", НДГРІ та "Кривбаспроект", а також Криворізькому технічному університету для використання при проектуванні та навчанні студентів спеціальності 7.09003.03 - Прикладна екологія. Робота передана також Криворізькому державному гірничо-металургійному комбінату "Криворіжсталь" та підприємству "Орбіта", яке займається розробкою шлакових відвалів названого комбінату. У результаті впровадження у промислове виробництво одержано значний економічний ефект: фактичний - 347 тис. грн. на рік та очікуваний - 525,6 тис. грн.

Апробація роботи. Основні наукові та практичні результати роботи викладені у формі доповідей та обговорені на наукових семінарах, конференціях, в тім числі на регіональній конференції "Сучасні проблеми геології та мінералогії залізо-кремнистих формацій та їх обрамлення” / м. Кривий Ріг, 1996, 1998 рр /. Окремі данні досліджень обговорювались на технічних радах НДГРІ, "Механобрчормету", " Кривбаспроекту", кафедри збагачення корисних копалин КТУ / 1995 - 1998 рр/ та на Міжнародній науково-практичній конференції доменщиків /червень 1999 р., Дніпропетровськ - Кривий Ріг /.

Публікації. За темою дисертації опубліковано 7 наукових статей та одержано пріоритетну довідку на передбачуваний винахід. Всі теоретичні та експериментальні дослідження виконані автором самостійно чи при його особистій участі.

Опубліковані наукові праці написані автором самостійно або в співавторстві.

Обсяг та структура дисертації. Робота складається зі вступу, шести розділів, висновків, списку використаних джерел (104 найменування) та одного додатку. Дисертація включає 120 стор. машинописного тексту, 20 табл., 12 рисунків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі показано, що у колишньому СРСР перероблялось 70-72% доменних та 27-30% сталеплавильних шлаків, у США, ФРН та Франції відповідно - 90-100% та 60-100%.

Сталеплавильні відходи відрізняються більшою несталістю хімічного складу та механічних властивостей - крупності та міцності. Це призвело до труднощів використання шламів в агломерації та шлаків у доменному виробництві. Успішному використанню шламів заважає також їх висока дисперсність та вологість. Зараз сталеплавильні шлаки дроблять, класифікують по крупності, вилучають з них розкритий метал магнітною сепарацією. Розсіяні на фракції шлаки використовуються як будівельні матеріали при прокладанні шляхів та будівництві бетонних споруд. Внаслідок недостатнього розкриття металу його вилучення складає менше 70%, а розсіяні на фракції шлаки не мають широкого збуту.

Критичний аналіз стану переробки та використання твердих відходів виплавки сталі, опублікованих наукових праць з питань утилізації названих матеріалів доводить, що їх властивості, необхідні для проектування бункерів, живильників конвеєрів, не вивчено.

До цього часу вивчалась можливість заміни сталеплавильними шлаками бентоніту при виготовленні залізорудних окатишів. Для заміни вапняку при виробництві офлюсованих агломерату та окатишів сталеплавильні шлаки не пропонувались. Не було раніше також пропозицій щодо використання уловленого аспіраційними пристроями фабрики переробки шлаків пилу та щодо підвищенню використання металу шлаків і якості вилученого скрапу.

У другому розділі розглянуті вихідні матеріали для спікання агломерату і випалу окатишів у лабораторних умовах.

Матеріали відбирались у підготовленому вигляді відповідно на аглофабриці ПівдГЗК та огрудкувальній фабриці ПівнГЗК.Сталеплавильні шлаки відбирались на відвалах, а шлами - при випуску їх з газоочисних апаратів через кожну годину у денні зміни по 10 кг. Змінні проби з'єднувались, усереднювались та накопичувались до 500 кг і після старанного перемішування використовувались у дослідах.

Розмір проби сталеплавильних шлаків з відвалу визначався відповідно до діючих ДОСТ 14180-80, ДОСТ 15054-80, ДОСТ І0742-71. Проба шлаків вагою 20-25 т (за розрахунком повинно бути не менше 18 т) була відібрана однокубовим екскаватором при русі ковша знизу вверх через 5 м забою і цим же екскаватором усереднена. Після цього пробу шлаків була розділена на класи крупності на діючий установці з виділенням металічного скрапу на стрічкових конвейєрах електромагнітами. Таким чином визначили, що загальне вилучення заліза без дроблення, а тільки при розсіванні на фракції складає 67,4%, при здрібненні до -3+0мм - 79,3% і при помелі до 0,1 мм - 96,2%.

При використанні шлаків замість вапняку для офлюсування агломерату та окатишів залізо можна не вилучати, бо воно стає частиною доменної шихти.

Опір руху сипучого матеріалу відносно твердої поверхні, динамічне ущільнення шламів та шлаків визначались за методиками та на приладах, застосовуваних для вивчення властивостей гірничих порід та будівельних матеріалів. Визначено насипні маси шламів та шлаків різної крупності, коефіцієнти внутрішнього та зовнішнього тертя по сталі, полістиролу та карбіду кремнію, коефіцієнти динамічного ущільнення та висоти вертикальної вільностоячої стінки.

Властивості шлаків, які характеризують їх огрудкувальну здатність, такі як електрокінетичний дзета-потенціал поверхні, колоїдність та набухання визначались за методиками і на приладах, розроблених галузевими НДІ для бентоніту. Допустиму заміну вапняку сталеплавильними шлаками у доменній, агломераційній шихтах та шихті для виготовлення окатишів визначали розрахунками з урахуванням границь, обмежуючих цю заміну - вапнякову, фосфорну та коксову.

Дослідження спікання агломерату та випалу окатишів проводились у квадратній чаші 400 х 400 мм висотою 500 мм при підтримці постійного вакууму під спікним шаром висотою 300 мм. Шихти перед спіканням змішувались і гранулювались. Міцність сирих окатишів, готового агломерату та випалених окатишів визначалась за відомими методиками та на приладах за ДОСТ 15137-77 та ДОСТ 19575 - 74.

Всі дослідження проводились з використанням методик планування експериментів, а результати дослідів оброблялись з застосуванням методів математичної статистики.

У третьому розділі показано, що при вологості 13,5 - 15% сталеплавильні шлами не відрізняються по сипучості від залізорудних концентратів, використовуваних для виробництва окатишів у промислових умовах. Вакуумною фільтрацією можна знизити вологість шламів до 17,4 - 18,7%, а накладенням напруги постійного струму до 100 В на шар, який фільтрується, можна знизити вологість шламів до 13,3 - 13,6% при практично постійній питомій продуктивності вакуум-фільтра та незмінному вакуумі під шаром в межах 0,62 - 0,65 атмосферного тиску (табл.1). Зараз сталеплавильні шлами обмежено використовуються в аглошихті внаслідок поганого дозування, обумовленого підвищеною вологістю.

Міцність сталеплавильних шлаків змінюється залежно від хімічного складу - основності та вмісту вапна, заліза й інших складових, а також від фізичного стану - розміру кусків, пористості та вологості зберігання. Об'ємна насипна маса шлаків залежить від розміру кусків, знижуючись із їх збільшенням, що пояснюється підвищенням пористості.

За здатністю подрібнюватися та стиранням сталеплавильні шлаки подібні до високоосновного агломерату. У шлаках закритих пор 21,5-56,2%, що підтверджується величиною водопоглинання та її залежністю від розміру кусків, - великі куски мають більшу величину водопоглинання та більше руйнуються при циклічних заморожуваннях.

Таблиця 1. Результати застосування електроосмосу при вакуумній фільтрації сталеплавильних шламів

Дробимість сталеплавильних шлаків більша, ніж у щільних кристалічних вапняків Оленівського та Каракубського родовищ, / відповідно 96 - 97,5% та 97,95 - 98,35% /. Це підтверджується також більшою здрібнюваністю шлаків при випробуваннях у однотонному кульовому млині діаметром 1,5 м та довжиною 3,5м (табл.2).

Результати досліджень сипучості сталеплавильних відходів показують, що шлаки за властивостями подібні до вапняку, а шлами близькі до залізорудного концентрату. Відповідно - для малосипучих матеріалів кути нахилу стін бункерів повинні бути не менші ніж 70° і їх треба футерувати гідрофобними матеріалами. Для сипучих матеріалів стінки бункерів повинні мати кут нахилу не менший ніж 50°. Ці рекомендації відносяться також до живильних та перевантажувальних пристроїв.

При збільшенні жорсткості води по Са+2 електрокінетичний потенціал бентоніту зменшується, а магнетитового концентрату та шлаків - збільшується (табл. З).

Це свідчить про можливість використання сталеплавильних відходів не тільки, як флюсів, але як і зміцнюючих домішок типу вапна: міцність сирих окатишів підвищується пропорційно до збільшення вмісту у шихті шлаків, а у агломераті росте вихід гранул +3 мм.

Таблиця 2. Результати випробування сухого здрібнення сталеплавильних шлаків та вапняків у кульовому млині

*П - на помел, ПТ - на пневмотранспорт

** Чисельник - при здрібненні вапняку, знаменник - при здрібненні сталеплавильних шлаків

На підставі вивчення властивостей сталеплавильних шлаків та окремих операцій їх переробки розроблена технологічна схема та рекомендоване устаткування для схеми ланцюга апаратів установки переробки та використання шлаків і уловлених шламів газоочисток аспіраційних апаратів цієї установки. Освоєння технологічної схеми та схеми ланцюга апаратів (рис.1) підвищить комплексність використання шлаків і дасть економічний ефект за рахунок транспортних витрат на вапняк і шлаки.

Таблиця 3. Зміна електрокінетичного потенціалу матеріалів при зміні жорсткості води по Са+2 , мВ

Розрахунковим шляхом визначено, що флюсуюча здатність використовуваних вапняків складає біля 93,3%, а сталеплавильних шлаків, всього 55,4%, але один кілограм вапняку у доменній печі утворює 0,995 кг шлаку, а один кілограм сталеплавильного шлаку - 0,967 кг доменного шлаку, бо сталеплавильний шлак замінює 3,22% марганцевої руди і 0,499% залізної і не має летючих, яких у вапняку 42 - 44%. Тому максимальну заміну вапняку 36,5% сталеплавильними шлаками можна здійснити у аглошихті, але втрати від збільшення виходу доменного шлаку необхідно компенсувати підвищенням міцності агломерату та продуктивності агломашин. Застосування сталеплавильних шлаків замість вапняку для офлюсування окатишів дозволяє підвищити їх основність більше ніж до 1,0 без зниження продуктивності випалювальних машин та витрати палива на випал. Це підтверджено спеціальними дослідами.

В четвертому розділі визначені границі можливої заміни вапняку сталеплавильними шлаками та досліджені варіанти шихт для випробувань по спіканню агломерату та випалу окатишів (табл. 4). Сирі окатиші з сталеплавильними шлаками у шихті за міцністю не гірші від окатишів з бентонітом, а за виходом готових класів високоофлюсовані окатиші кращі від низькоосновних окатишів.

Підвищення питомої продуктивності на 9,5%, незважаючи на деяке збільшення температури у шарі та відхідних газів, пояснюється збільшенням виходу придатного з шихти та кращою її газопроникливістю, бо в ній більше зернистої частини крупністю +3мм. Агломерат з шихти, у якої вапняк частково замінено сталеплавильними шлаками має кращу міцність, але дещо гіршу відновлюваність. Зменшення вмісту вільного оксиду кальцію свідчить про меншу здатність до руйнування при тривалому зберіганні (табл. 5).

Офлюсування сталеплавильними шлаками замість вапняку позитивно впливає на якісні та кількісні показники процесу випалу та готової продукції (табл. 6).

Це пояснюється тим, що усунення тривалого та енергоємного процесу декарбонізації вапняку з окатишів при офлюсуванні сталеплавильними шлаками, основними мінералами яких є двокальцієвий силікат та високоосновне скло, призводить до скорочення тривалості періоду випалу та поліпшення мінеральної структури готових окатишів.

Таблиця 4

Компонентний склад дослідних шихт ( % ) та властивостей окатишів

Тому витрати тепла на випал високоосновних окатишів, офлюсованих шлаками, будуть такими ж, як і при випалі низькоосновних окатишів. Затрати на підготовку шлаків - тонкий їх помел- не збільшаться порівняно з підготовкою кристалічного вапняку, бо шлаки на 1-2 одиниці за шкалою Протодьяконова мають меншу міцність, особливо після декількох заморожувань у мокрому стані. Основна ж економічна ефективність заміни вапняку сталеплавильними шлаками при виробництві окатишів повинна бути за рахунок скорочення транспортних витрат: вапняк постачається на ЦГЗК та ПівнГЗК з Донбасу за 400 км, а шлаки можна брати за З0 - 45 км з відвалів комбінату "Криворіжсталь”.

агломерат сталеплавильний шлак сировина

Таблиця 5. Режимні параметри та якість агломерату дослідних спікань

Вміст класів +5-15 мм у сирих окатишах дорівнював відповідно шихтам, % : 1 - 75,8, II - 73,2, III - 72,3, ІV - 74,3, V - 81,9, VІ - 79,9.

У пятому розділі наведені результати досліджень підвищення якості скрапу, збагачення тонкодисперсних шлаків та розширення галузі їх використання. Для підвищення якості скрапу вивчено водопоглинання шлаків та вплив заморожування на ступінь очистки вилученого з шлаку металу, добавка до операцій подрібнення та магнітної сепарації попереднього змочування водою та заморожування шлаків дозволила у напівпромислових умовах підвищити вміст заліза на 12 % і у промислових умовах на 3-4%.

При грохотінні та дробленні шлаків утворюється значна кількість пилу, уловленого аспіраційними пристроями. Цей пил, який має питому поверхню 280-500 м2/ кг і вміст 27-30% оксидів заліза, магнітний, але не розділяється у магнітному полі.

Таблиця 6. Режимні параметри процесу випаду окатишів та їх міцність

Дослідженнями встановлено, що відходи аспіраційних установок можна використовувати для виготовлення теплоізоляційних виробів.

Цегла, виготовлена з піску сталеплавильних шлаків (45%), відходів аспіраційних установок (44%) та портландцементу (11% ) за технології виготовлення силікатної цегли при автоклавному пропарюванні не поступається за всіма показниками, крім маси, яка на 1-1,5 кг більша, що однак позитивно для тротуарних плит та фундаментних блоків.

На підставі досліджень розроблені дві технологічні схеми розділення аспіраційних відходів - мокра магнітна з пептизацією шлаків рідким склом та механічним зруйнуванням магнітних флокул та закритим водообігом та суха з повітряною класифікацією пилу.

В обох схемах одержуються по два продукти - бідний будівельний матеріал та багатий залізомісткий - для випалу цементного клінкеру.

У шостому розділі викладені економічні розрахунки заміни вапняку сталеплавильними шлаками. Щодо умов комбінату "Криворіжсталь" визначено, що найдоцільніше заміняти вапняк сталеплавильними шлаками у аглошихті, причому у кількостях 150 та 216 кг/т чавуну відповідно 38,5%, як уже згадувалось, по коксовій (шлаковій) границі з компенсацією збільшення доменного шлаку поліпшенням міцності агломерату і на перспективу (до 50%) з урахуванням підвищення вмісту заліза у концентратах. Розрахунки економічного ефекту здійснювались на 1 млн. тонн чавуну. При цьому затрати на підготовку вапняну та шлаку приймались однаковими, бо шлаки необхідно усереднювати, але не потрібно дробити до 3-0 мм, їх дроблення здійснюється для вилучення скрапу.

Визначено, що сумарний економічний ефект за рахунок збільшення вилучення металу та зменшення транспортних витрат на флюси по двох варіантах дорівнює 1,547 та 2,177 млн. грн. на 1 млн тонн чавуну, фактичний - 347 тис. грн.

ВИСНОВКИ

І. Для розширення використання сталеплавильних шламів та шлаків запропоновано і обгрунтовано результатами дослідів по удосконаленню їх підготовки та переробки, таких, як інтенсифікація зневоднення шламів застосуванням електроосмосу для надання їм сипучості, зруйнування та послаблення зв'язків на межі шлак-метал для зниження витрат на подрібнення відвальних шлаків заморожуванням та відтаюванням для підвищення ступеня очистки скрапу, магнітне збагачення пептизованих пульпи та пилу аспіраційних пристроїв фабрики переробки шлаків, заміна на скільки це можливо шлаками вапняку як флюсу, при виробництві агломерату та окатишів для зменшення транспортних витрат і підвищення використання металу шлаків.

2. Відібрані, вивчені та застосовані в дослідженнях представницькі проби шламів, шлаків, вапняку, концентрату, палива на діючих промислових підприємствах з використанням сучасних методик та приладів згідно з державними стандартами, плануванням експериментів та математичної статистики.

3. Визначені показники сипучості шламів і шлаків залежно від вологості та крупності при русі по сталі, полістиролу, карбіду кремнію. Показана можливість застосування сталеплавильних твердих відходів для заміни бентоніту та вапна при огрудкуванні спікних та огрудкувальних шихт.

4. Застосування електроосмосу для інтенсифікації зневоднення шламів дозволяє знизити їх вологість з 18 до 15% при накладенні на шар напруги постійного струму 60-80 В, що робить шлами сипучими та придатними для добавки у шихту.

5. Скрап, вилучений з сталеплавильних шлаків, виходить на 3-12% чистішим від шлакових включень, коли відвальні шлаки зволожуються під час їх усереднення, подальшого заморожування, відтаювання та магнітного збагачення.

6. Пил, уловлений аспіраційними пристроями шлакопереробної фабрики, придатний для виготовлення будівельних в'яжучих, застосовуваних для виробництва силікатної цегли, теплоізоляційних виробів, тротуарної плитки та ін. Якість будівельних виробів з тонкодисперсних шлаків можна підвищити, якщо виділити з них магнітною сепарацією пептизованих пульп чи повітряною класифікацією залізо.

7. Аналіз існуючого стану офлюсування агломерату та окатишів дозволив обгрунтувати склад випробуваних шихт при заміні вапняку сталеплавильними шлаками. Щодо умов комбінату "Криворіжсталь" розрахунками визначено, що зараз можна замінити до 36,5% вапняку сталеплавильними шлаками у аглошихтах з урахуванням підвищення міцності агломерату та збільшення виходу доменного шлаку. У перспективі при поліпшенні підготовки залізорудної сировини можна замінити до 50% вапняку шлаком.

8. Заміна вапняку сталеплавильними шлаками дозволяє підвищити основність окатишів до 1 /зараз вона 0,6-0,7/, застосувати тверде паливо у шихті для економії дефіцитного імпортного природного газу та поліпшити металургійні властивості окатишів.

Список опублікованих наукових праць

1. Драчев В.И. Особенности технологии переработки отходов горно-металлургического производства. Сборник научн. тр. Научно - исследовательского горнорудного института. - Кривой Рог, - 1998. - С. 96-101 .

2. Драчев В.И., Вовк Н.Е. Пути использования отходов аспирационных установок фабрики по переработке сталеплавильных шлаков. - Сборник научн. тр. Научно-исследовательского горнорудного института. - Кривой Рог, 1998. - С. 93-95.

З. Вовк Н.Е., Драчев В.И. Разработка технологии переработки и утилизации тонкодисперсных сталеплавильных шлаков. // Научн. - техн. и производств. журнал "Металлургическая и горнорудная промышленность". - 1998. - № 4. - С. 99 - 101.

4. Драчев В.И. Офлюсование железорудных окатышей сталеплавильными шлаками // Разработка рудных месторождений. - 1998.- Вып. 66. - С. 66 - 68.

5. Драчов В.І. Офлюсування залізорудного агломерату сталеплавильними шлаками. Науково - технічний журнал "Вісник Українського будинку економічних та науково-технічних знань". - 1999. - С. 73 - 75.

Драчев В.И., Вовк Н.Е. Технология очистки скрапа извлекаемого из отвалов сталеплавильных шлаков. // Научн. - техн. и производств. журнал "Металлургическая и горнорудная промышленность". - 1999. - № 4. - С. 101 - 104.

Бережной Н.Н., Драчев В.И. Исследования по офлюсованию железорудных окатышей сталеплавильными шлаками Сборник научных трудов института Механобрчермет. - Кривой Рог, - 1999. - С 107 - 108.

8. Рішення науково-дослідного Центру патентної експертизи України № 835 від І8.03.1999 р. про видачу патенту на винахід "Спосіб витягнення металів із шлаків" № 981 05 237. Винахідники Драчов В.І., Вовк М.Є.

У зазначених наукових працях основні результати дисертаційної роботи висвітлені в достатньо повній мірі.

У працях, виконаних з співавторами, дисертанту належить такий внесок: розробка рекомендацій щодо використанню відходів аспіраційних установок фабрики по переробці сталеплавильних шлаків та дослідження збагачення тонкодисперсних шлаків 2,3; розробка та дослідження технології підвищення якості металевого скрапу, вилученого із сталеплавильних шлаків 6,8; розробка методики та проведення досліджень по виготовленню сирих окатишів та їх випалу, обробка результатів досліджень 7;

Анотація

Драчов В.І. Технологія збагачення та комплексного використання відходів сталеплавильного виробництва. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.08.- "Збагачення корисних копалин". - Криворізький технічний університет. - Кривий Ріг. - 2000.

Визначені властивості шламів та шлаків при різній вологості під час їх руху по футеровочних матеріалах. Електрокінетичні дзета-потенціали свідчать про можливість заміни вапна та бентоніту шлаками як в'яжучих при огрудкуванні шихт. Електроосмосом можна знизити вологість шламів з 18 до 15% і зробити їх придатними для офлюсовання аглошихти. В агломераті можна замінити до 36,5% вапняку сталеплавильними шлаками і в перспективі на 50%, а в окатишах підвищити основність до 1 і вище. Розроблена технологія переробки шлаків, яка забезпечує повніше вилучення скрапу і вищу його якість. При впровадженні технології фактичний економічний ефект дорівнює 347 тис. грн/рік.

Ключові слова: сталеплавильні шлаки, шлами, агломерат, окатиші, офлюсування, утилізація, технологія.

Аннотация

Драчев В.И. Технология обогащения и комплексного использования отходов сталеплавильного производства. - Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.15.08.- "Обогащение полезных ископаемых" - Криворожский технический университет. - Кривой Рог. - 2000.

Анализом существующего состояния и ранее проведенных исследований по переработке и использованию сталеплавильных шламов и шлаков установлена необходимость и возможность расширения утилизации названных отходов с повышением качества получаемых продуктов - металлического скрапа, строительных материалов и расширения их номенклатуры. Для этого определили свойства шламов и шлаков разной крупности и влажности, как сыпучих материалов - коэффициенты внутреннего трения и трения по стали, полистиролу и карбиду кремния. Измеренные электрокинетические дзета-потенциалы поверхности шламов и шлаков в воде различной жесткости показали возможность их применения, как связующих для улучшения окомкования шихт, то есть для замены извести и бентонита, а сопоставление шлаков с известняком и железофлюсом позволило рекомендовать их для офлюсования агломерата и окатышей. Применением электроосмоса можно снизить влажность шламов с 18 до 15% и сделать их сыпучими и пригодными для ввода в аглошихту. Расчетами и опытами показано, что заменить сталеплавильными шлаками можно до 36,5% и на перспективу до 50% известняка в аглошихте и в окатышах. Применяя шлаки вместо известняка можно повысить основность окатышей до 1 и выше без снижения производительности обжиговых машин и увеличения расхода топлива на обжиг окатышей.

Повысить на 3-12% качество металлического скрапа можно, применяя увлажнение шлаков во время их усреднения и последующего замораживания, оттаивания и обогащения. Тонкодисперсные шлаки и пыли, уловленные аспирационными устройствами шлакоперерабатывающей фабрики, можно разделить в магнитном поле, применяя пептизацию пульпы жидким стеклом или воздушной классификацией на богатый продукт - добавку в аглошихту и бедный - для изготовления строительных вяжущих.

Разработана технологическая схема и схема цепи аппаратов установки для переработки шлаков, которая обеспечит более полное извлечение скрапа и более высокое его качество.

Суммарный экономический эффект в 1,547 и 2,177 млн. грн. на один миллион тонн чугуна достигается при замене 36,5 и 50% соответственно известняка шлаками в агломерате за счет уменьшения транспортных расходов на флюсы и при компенсации потерь от увеличения выхода доменного шлака повышением прочности агломерата.

Ключевые слова: сталеплавильные шлаки, шламы, агломерат, окатыши, офлюсование, утилизация, технология.

Annotation

Drachjov V.I. The enrichment technology and package employment of back track of steel fornace manufacture. - Manuscript. This is for a candidate of technical sciences degree on speciality 05.15.08. - "Mineral dressing". - Krivoy Rog technical university, Krivoj Rog, 2000.

There are determined properties of slimes and slags with different moisture content at the period of their movement through lining materials. Electrokinetic zetapotentials testify about possibility of replacing lime and bentonite by slag's as binders in blend pelletizing. Electroosmosis can reduce slag's moisture from 18 to 15% and make them suitable for addition to aggloblend. In agglomerate it is possible to replace limestone by steelsmelting slag's to 36,5% and to 50% in perspective, in pellets basicity is raised to 1 and more. There is developed technology of slags retreatment that provides more complete and qualitative scrap extraction. When introducing the technology actual economic effect forms 347 thousand griven/grv, grn//year.

Key words: steelmaking slag's, slimes, agglomerate, pellets, fluxing, utilization, technology.

Размещено на Allbest.ur