ОБЕЗВОЖИВАНИЕ  ШЛАМОВ

Ряполов  Вадим  Владимирович

студент  3  курса,  кафедра  металлургии,  факультет  ММТ,  СТИ  НИТУ  МИСиС,  РФ,  г.  Старый  Оскол

E -mail:  vadimysrip@gmail.com

Скрипченко  Виталий  Владимирович

студент  3  курса,  кафедра  металлургии,  факультет  ММТ,  СТИ  НИТУ  МИСиС,  РФ,  г.  Старый  Оскол

E -mail:  ZYSS2@yandex.ru

Тимофеева  Анна  Стефановна

научный  руководитель,  канд.  техн.  наук,  доцент  СТИ  НИТУ  МИСиС,

РФ,  г.  Старый  Оскол

Введение

На  сегодняшнее  время,  актуальной  проблемой  является  «рациональное  использование  природных  ресурсов».  В  частности,  металлургический  шлам,  который  образуется  в  процессе  производства. 

Металлургический  шлам  образовавшийся  после  производства  и  осевший  на  оборудовании  смывают  и  помешают  так  называемые  отвалах,  который  находится  в  них  с  присутствием  воды.  Для  дальнейшего  его  использовании  в  металлургии,  его  необходимо  обезвожить.  Если  этого  не  сделать  то  при  подаче  шлама  в  печь  произойдет  взрыв.

В  данной  работе  предлагается  обезвоживать  шлам  с  помощью  гранул  силикагеля,  которые  впитывают  в  себя  влагу.  Силикагель  был  выбран  из-за  того,  что  после  завершения  обезвоживания  гранулы  находятся  на  поверхности  шлама  и  их  достаточно  легко  убрать.

1.  Основная  часть

На  металлургических  предприятиях  образуются  миллионы  тонн  шламов.  Основная  масса  шлама  образуется  в  процессе  улавливания  и  осаждения  технических  и  аспирационных  выбросов  пыли.  В  шламе  содержатся  ценные  компоненты  (прежде  всего  железо),  утилизация  которых  экономически  оправданна  [1].  Кроме  этого,  при  полном  цикле  использовании  шламов  решаются  вопросы  охраны  окружающей  среды,  так  как  хранение  шламов  в  отвалах  наносит  вред  природе.  Отвалы  занимают  земельные  площади,  происходит  выветривание  пыли,  загрязняются  атмосфера,  почва,  реки  и  водоемы.

Химический  состав  шламов  по  основным  компонентам,  %:  Fe_общ  30—50  %;  CaO  5,0—8,5  %;  SiO₂  6,0—11  %;  Al₂O₃  1,2—3,5  %;  MgO  1,5—2,1  %;  P  0,015—0,05  %;  S_общ  0,2—0,9  %;  C_общ  2,5—30,0  %;  Zn  0,05—5,3  %  [2].

Плотность  их  шлама  колеблется  в  пределах  2,7—3,8  г/см,  удельный  выход  в  среднем  составляет  2,75—84  %.  Коэффициент  использования  этих  шламов  изменяется  (для  разных  предприятий)  довольно  значительно  —  от  0,1  до  0,8.  Это  довольно  тонкодисперсный  материал:  фракции  >0,063  мм  до  10—13  %,  0,016—0,032  мм  от  16  до  50  %  и  <  0,008  мм  от  10  до  18  %.  В  настоящее  время  эти  шламы  используются  как  добавка  к  агломерационной  шихте.  Сравнительно  низкий  уровень  их  использования  объясняется  относительно  невысокой  долей  железа  в  них  (Fe_общ<50  %),  а  также  повышенным  содержанием  цинка  (>1  %),  что  требует  предварительного  обесцинкования  шламов  [2].

Пыли  металлургического  производства  обычно  не  требуют  какой-либо  предварительной  подготовки  перед  утилизацией.  Шламы,  прежде  чем  их  использовать  (например  в  качестве  компонента  шихты),  необходимо  подвергнуть  обезвоживанию  (сгущению,  фильтрованию,  сушке).

Рисунок  1.  Шламоотстойник

В  данном  исследовании  было  предложено  обезвоживать  шлам  гранулами  силикагеля,  который  очень  хорошо  впитывает  воду.  Так  же  была  задана  цель  по  уборке  силикагеля  из  шлама  после  его  обезвоживать.  В  ходе  нескольких  экспериментов  было  обнаружено,  что  после  обезвоживания  силикагель  находится  на  шламе,  из-за  разности  плотностей.

Рисунок  2.  Образование  гранул  на  шламе  после  обезвоживания

Было  принято  решение  рассчитать  рациональное  использование  силикагеля  т.  е.  соотношение  массы  воды  и  соотношение  массы  шариков  силикагеля  для  проведения  последующих  экспериментов.  Результаты  представлены  в  таблице:

Таблица  1. 

Результаты  эксперимента  №1

Получаемое  соотношение:

Х  = 

Примерно  столько  воды  впитывает  один  грамм  силикагеля.

Время  необходимое  для  проведения  обезвоживания  составляет  в  среднем  9  часов.  Данное  время  было  рассчитано  из  эксперимента.

Были  взяты  4  емкости,  в  которые  был  насыпан  шлам  одинаковых  порциях  и  налита  вода,  масса  которой  была  различна  в  каждой  емкости,  было  засечено  время  которое  гранулы  впитывали  определенное  количество  воды.  Данные  результаты  представлены  в  таблице:

Таблица  2. 

Результаты  эксперимента  №2

Рисунок  3.  Проведение  эксперимента

Список  литературы:

1.Воскобойников  В.Г.  и  др.  Общая  металлургия  6-изд.,  перераб.  и  доп.  М.:  ИКЦ  «Академкнига»,  2005  —  768  с.

2.Кудрин  В.А.  Теория  и  технология  производства  стали:  Учебник  для  вузов.  М.:  «Мир»,  ООО  «Издательство  ACT»,  2003.  —  528  с.