PL179862B1

PL179862B1 - Method of obtaining synthetic basalt

Info

Publication number: PL179862B1
Application number: PL94304097A
Authority: PL
Inventors: Wieslaw Koszarowski
Original assignee: Koszarowski Wieseaw; Wieslaw Koszarowski
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 2000-11-30
Also published as: PL304097A1

Abstract

1. Sposób wytwarzania syntetycznego bazaltu, polegaj ący na przygotowaniu wsadu, svytopie, pozyskanie produktów płynnych i odpyleniu fazy gazowo-pyłowej, znamienny tym, że najpierw przygotowuje się mieszankę wsadową, skladającąsię z żużla pomiedziowego i stalowniczego w ilości od 10-60% wagowych, zgarów aluminiowych w ilości od 5-50% wagowych, piasku krzemowo-kwarcowego w ilości od 10-50% wagowych i koksiku w ilości 0,2-10% wagowych masy mieszanki, w drugiej fazie mieszankę wsadowąpoddaje się homogenizacji, a następnie suszy się do wilgotności poniżej 5% H2O, tak przygotowanąmieszankę wsadowąpoddaje się procesowi przetopu redukcyjnego w piecu o temperaturze od 1150° do 1650°C, po czym dokonuje się spustu ciekłego tworzywa żużlowego, stanowiącego syntetyczny bazalt z górnego poziomu pieca i stopu metalicznego z dolnego poziomu pieca.1. The method of producing synthetic basalt, which consists in preparing the charge, svytopa, obtaining liquid products and dedusting the gas-dust phase, characterized in that first a batch mixture is prepared, consisting of copper and steel slag in quantity from 10-60% by weight, aluminum skimmings in an amount from 5-50% by weight, silica-quartz sand in an amount of 10-50% by weight and coke breeze in an amount of 0.2-10% by weight of the mixture weight, in the second phase, the feed mixture is homogenized and then dried to a moisture content below 5% H2O, the thus prepared batch mixture is subjected to the reduction smelting process in the furnace at a temperature of 1150 ° to 1650 ° C, after which the liquid slag is tapped, synthetic basalt from the upper level of the furnace and metallic alloy from the lower level furnace.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania syntetycznego bazaltu na bazie utylizacji produktów związanych z procesami metalurgicznymi, a zwłaszcza utylizacji zgarów aluminiowych, a także utylizacji produktów odpadowych powstałych w stoczniach w związku ze stosowaną technologią konserwacyjno-malarskąjednostek pływających.The subject of the invention is a method for the production of synthetic basalt based on the utilization of products related to metallurgical processes, in particular the utilization of aluminum scrap, as well as the utilization of waste products generated in shipyards in connection with the applied maintenance and painting technology of floating units.

Znany jest z dotychczasowego stanu techniki podanej w publikacji książkowej H. Riessa iIt is known from the prior art given in the book by H. Riess i

E. Kierszyna pt. „Żużel i tworzywa żużlowe” Wyd. Arkady, Budownictwo - Sztuka - Architektura, W-wa 1960 r. str. 63-65 oraz W. Żenczykowskiego pt. „Budownictwo Ogólne” tom I, „Materiały i wyroby budowlane” Wyd. Arkady, W-wa 1964 r. str. 214 sposób wytwarzania z płynnego żużla, jednorodnego, zbitego bloku żużlowego. Przy powolnym stygnięciu bloku żużlowego w jego dolnej części powstaje jednorodny, zbity materiał o przełomie krystalicznym przypominającym bazalt. Dodanie miału koksowego sprawia intensywniejsze odgazowanie krzepnącego żużla.E. Kierszyna entitled "Speedway and slag materials" Wyd. Arkady, Construction - Art - Architecture, Warsaw 1960, pp. 63-65 and W. Żenczykowski entitled "General Construction" volume I, "Building materials and products" Ed. Arkady, W-wa 1964 pp. 214 method for producing a homogeneous, compacted slag block from liquid slag. When the slag block slowly cools down, a homogeneous, compact material with a basalt-like crystal fracture is formed in its lower part. The addition of coke fines results in a more intensive degassing of the solidifying slag.

Z polskiego opisu patentowego nr 139 123 i 137 369 znane są sposoby przerobu żużli i zgarów w jednym procesie przetopu redukcyjnego w piecu.Polish patent specification No. 139,123 and 137,369 disclose methods of processing slags and skimmings in one reduction smelting furnace process.

Z opisu patentowego nr 137 369 znany jest sposób przetapiania zgarów w celu odzyskania czystego metalu, który przebiega w dwóch etapach. W pierwszym etapie przetapia się wsad składający się ze zgarów cynowo-ołowiowych o wielkości ziam powyżej 5 mm z dodaniem sody, koksiku, piasku i węglanu wapnia. W drugim etapie procesu przetapia się wsad składający się ze zgarów cynowo-ołowiowych o wielkości ziam poniżej 5 mm z dodatkiem żużla i pyłów powstałych w pierwszym etapie przetapiania.From the patent specification No. 137 369 there is known a method of smelting skimmings in order to recover pure metal, which takes place in two stages. In the first stage, a charge consisting of tin-lead skimmings with a size of more than 5 mm is melted with the addition of soda, coke breeze, sand and calcium carbonate. In the second stage of the process, the charge consisting of tin-lead skimmings with a size of less than 5 mm with the addition of slag and dust formed in the first stage of smelting is melted.

Z opisu patentowego nr 139 123 znany jest sposób odzyskiwania mosiądzu w procesie przetapiania wsadu, składającego się ze zgarów mosiężnych i koksiku z dodaniem żużla wielkopiecowego.From the patent description No. 139,123 a method of recovering brass is known in the process of smelting a charge consisting of brass skimmings and coke breeze with the addition of blast furnace slag.

Celem wynalazku jest dalsze doskonalenie sposobu utylizacji zgarów metalurgicznych, a zwłaszcza niebezpiecznych dla środowiska odpadów w postaci zgarów aluminiowych w celuThe aim of the invention is to further improve the method of utilizing metallurgical scrap, and in particular the environmentally hazardous aluminum scrap waste, to

179 862 wytworzenia tworzywa o cechach syntetycznego bazaltu, którego twardość jest wyższa od otrzymanego z płynnego żużla przedstawiona w stanie techniki.179 862 for the production of a material with the characteristics of synthetic basalt, the hardness of which is higher than that obtained from the liquid slag presented in the prior art.

Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania syntetycznego bazaltu polegający na tym, że najpierw przygotowuje się mieszankę wsadową, składającą się z żużla pomiedziowego i żużla stalowniczego w ilości 10-60% wagowych, zgarów z wytopu aluminium w ilości od 5-50% wagowych, piasku krzemowo-kwarcowego lub zużytego ścierniwa piaskowego w ilości od 10-50% wagowych i koksiku w ilości 0,2-10% wagowych w stosunku do całej masy wsadu. Tak przygotowaną mieszankę wsadową poddaje się homogenizacji i w końcowej fazie suszeniu do wilgotności nie przekraczającej 5% H₂0. Następnie mieszankę wsadową poddaje się procesowi przetopu redukcyjnego w piecu o temperaturze od 1150° do 1650°C. Po dokonaniu przetopu z górnego poziomu pieca spuszcza się ciekłe tworzywo żużlowe, stanowiące syntetyczny bazalt, a z dolnego poziomu pieca spuszcza się stop metaliczny. Udział żużla pomiedziowego w stosunku do żużla stalowniczego wynosi korzystnie 7:1. Do wytopu stosuje się koksik, stanowiący drobną frakcję koksu o wielkości ziarna korzystnie do 10 mm.The essence of the invention is a method for the production of synthetic basalt consisting in the first preparation of a charge mixture consisting of copper slag and steel slag in the amount of 10-60% by weight, skimmings from aluminum smelting in the amount of 5-50% by weight, silicon sand quartz or spent sand abrasive in an amount of 10-50% by weight and coke breeze in an amount of 0.2-10% by weight, based on the total weight of the charge. The thus prepared batch mixture is subjected to homogenization and in the final stage of drying to a humidity not exceeding 5% H ₂ 0. Then the batch mixture is subjected to a reduction smelting process in a furnace at a temperature of 1150 ° to 1650 ° C. After melting, the liquid slag material, which is synthetic basalt, is tapped from the upper level of the furnace, and the metallic alloy is tapped from the lower level of the furnace. The proportion of copper slag to steel slag is preferably 7: 1. Coke breeze is used for smelting, it is a fine fraction of coke with a grain size preferably up to 10 mm.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest utylizacja połączona z przemysłowym wykorzystaniem żużla pomiedziowego, stalowniczego i zgarów aluminiowych, których składowanie jest niebezpieczne dla naturalnego środowiska i uzyskanie ekologicznie czystego tworzywa bazaltowego oraz neutralizacja stopu metalicznego, zawierającego domieszki metali ciężkich, które są przewidziane w normie do składowania, czyli bezpieczne dla naturalnego środowiska. Stop ten stanowi też cenny surowiec do produkcji metali w znanych technologiach. Wytworzony sposobem według wynalazku syntetyczny bazalt posiada twardość porównywalną z diamentem, która wynosi ok. 9 stopni w skali Mosh'a, co pozwala stosować go jako tworzywo ścierne w przemyśle, między innymi w przemyśle stoczniowym do czyszczenia burt statków. Tworzywo to jest bezpieczne pod względem ekologicznym i nadaje się do stosowania w budownictwie mieszkaniowym. Nie bez znaczenia jest fakt, że rozwiązanie według wynalazku zmierza do zapewnienia bezpieczeństwa ekologicznego.The advantage of the solution according to the invention is utilization combined with industrial use of copper slag, steel slag and aluminum scrap, the storage of which is dangerous for the natural environment, obtaining ecologically pure basalt material, and neutralization of a metallic alloy containing heavy metals admixtures, which are provided for in the standard for storage, i.e. safe for the natural environment. This alloy is also a valuable raw material for the production of metals in known technologies. The synthetic basalt produced by the method according to the invention has a hardness comparable to diamond, which is approx. 9 on the Mosh scale, which allows it to be used as an abrasive in industry, including in the shipbuilding industry for cleaning the sides of ships. This material is ecologically safe and suitable for use in housing construction. It is not without significance that the solution according to the invention aims at ensuring ecological safety.

Przedmiot wynalazku przedstawiono dokładniej na poniższym przykładzie wykonania.The subject of the invention is shown in more detail in the following embodiment.

P z z y k 1 a d:P z y k 1 a d:

Przystępując do procesu topienia w pierwszej fazie przygotowuje się mieszankę wsadową, składającą się ze składników:When starting the melting process, in the first phase, a batch mixture is prepared, consisting of the following ingredients:

35% wagowych;35% by weight;

5% wagowych;5% by weight;

20% wagowych;20% by weight;

39% wagowych;39% by weight;

1% wagowych.1% by weight.

W żużlu pomiedziowym występuje SiO2 w ilości 36,0-41%, Al w ilości ok. 5,0%, AKOw ilości od 11,^0-13,0%, CaO w ilości 22,0-24,0%, Ca w ilości ok. 16,7%, Mg w ilości 4,6-23,3%, MgO w ilości od 10,4-12,1%, Cu w ilości 0,4-1,0%, CuO w ilości 0,01-0,26%, Pb w ilości 0,13-1,44%, Zn w ilości 0,50-0,70%, Fe w ilości 4,50-10,0%, K w ilości 2,0-2,3%, Mn w ilości 0,24-5,10%, MnO w ilości 4,0-6,0%, inne pierwiastki i/lub tlenki w śladowych ilościach.In the copper slag there is SiO2 in the amount of 36.0-41%, Al in the amount of about 5.0%, AKO in the amount of 11, ^ 0-13.0%, CaO in the amount of 22.0-24.0%, Ca 16.7%, Mg 4.6-23.3%, MgO in the amount of 10.4-12.1%, Cu in the amount of 0.4-1.0%, CuO in the amount of 0 , 01-0.26%, Pb 0.13-1.44%, Zn 0.50-0.70%, Fe 4.50-10.0%, K 2.0 -2.3%, Mn 0.24-5.10%, MnO 4.0-6.0%, other elements and / or oxides in trace amounts.

W żużlu stalowniczym występuje SiO2 w ilości ok. 13,0%, A^CO w ilości ok. 4,5%, CaO w ilości ok. 38%, MgO w ilości ok. 9,0%, Fe w ilości ok. 22,0%, FeO w ilości ok. 17,0%, MnO w ilości ok. 5,0%, inne pierwiastki chemiczne i/lub tlenki w śladowych ilościach.In steelmaking slag there is SiO2 in the amount of about 13.0%, A ^ CO in the amount of about 4.5%, CaO in the amount of about 38%, MgO in the amount of about 9.0%, Fe in the amount of about 22 , 0%, FeO in the amount of about 17.0%, MnO in the amount of about 5.0%, other chemical elements and / or oxides in trace amounts.

W zgarach aluminiowych występuje S1O2 w ilości 5,0-20,0%, Al w ilości do 37,5%, A1₂0·; w ilości 60,0-80,0%, CaO w ilości 0,35-1,32%, Mg w ilości do 1,95%, MgO w ilości 1,0-3,0%, CuO w ilości 1,25-2,15%, PbO w ilości 0,48-0,65%, ZnO w ilości 0,59-1,30%, Fe2O3 w ilościIn the aluminum skimmings there is S1O2 in the amount of 5.0-20.0%, Al in the amount of up to 37.5%, A1 ₂ 0; in the amount of 60.0-80.0%, CaO in the amount of 0.35-1.32%, Mg in the amount of up to 1.95%, MgO in the amount of 1.0-3.0%, CuO in the amount of 1.25 -2.15%, PbO in the amount of 0.48-0.65%, ZnO in the amount of 0.59-1.30%, Fe2O3 in the amount of

1,6-2,25%, FI w ilości 1,5-2,0% inne pierwiastki i/lub tlenki w śladowych ilościach.1.6-2.25%, FI in the amount of 1.5-2.0% other elements and / or oxides in trace amounts.

W drugiej fazie mieszankę wsadowąpoddaje się homogenizacji i suszeniu aż do uzyskania wilgotności wynoszącej 4% H^O. Następnie mieszankę wsadową ładuje się do pieca elektrycznego i poddaje się procesowi topienia redukcyjnego w temperaturze ok. 1450°C. Po zakończeniu wytopu dokonuje się spustu płynnego tworzywa żużlowego z górnej części pieca. Z dolnej części pieca dokonuje się spustu stopu metalicznego. Wytworzone sposobem według wynalazku two- żużel pomiedziowyIn the second phase, the batch mixture is homogenized and dried until the moisture content is 4% H 2 O. Then, the batch mixture is charged to an electric furnace and subjected to the reduction melting process at a temperature of approx. 1450 ° C. After the smelting is finished, the liquid slag is drained from the upper part of the furnace. The metallic alloy is tapped from the bottom of the furnace. A copper slag produced by the method according to the invention

- żużel stalowniczy- steel slag

- zgary aluminiowe- aluminum skimmings

- piasek krzemowo-kwarcowy- silicon-quartz sand

- koksik- coke breeze

179 862 rzywo bazaltowe charakteryzuje się wysokątwardościąod 8,5 do 9,5 stopni w skali Mosh'a o gęstości ok. 3 g/cm³, radiacji poniżej 165 Bq/kg, barwie jasnoszarej do czarnej, i następującym składzie chemicznym:179 862 Basalt material is characterized by high hardness from 8.5 to 9.5 on the Mosh scale, with a density of approx. 3 g / cm ³ , radiation below 165 Bq / kg, light gray to black color, and the following chemical composition:

SiO₂ (dwutlenek krzemu)SiO ₂ (silicon dioxide) - 34,0 - 34.0 do down 40,0%; 40.0%; Ca (wapń) Ca (calcium) - 8,4 - 8.4 do down 20,0%; 20.0%; Al (glin) Al (al) - 6,2 - 6.2 do down 10,8%; 10.8%; Mg (magnez) Mg (magnesium) - 4,8 - 4.8 do down 12,6%; 12.6%; Fe (żelazo) Fe (iron) - 3,2 - 3.2 do down 5,4%; 5.4%; Pb (ołów) Pb (lead) - 0,02 - 0.02 do down 0,16%; 0.16%; Cu (miedź) Cu (copper) - 0,03 - 0.03 do down 0,34%; 0.34%; Zn (cynk) Zn (zinc) - 0,03 - 0.03 do down 0,34%; 0.34%; Na (sód) Na (sodium) - 0,76% do - 0.76% to 0,86%; 0.86%; K (potas) K (potassium) - 1,0 - 1.0 do down 2,6%; 2.6%; Cl (chlor) Cl (chlorine) - 0,05 - 0.05 do down 0,09%; 0.09%; FI (fluor) FI (fluorine) - 0,05 - 0.05 do down 0,2%. 0.2%.

Uzyskany w sposobie według wynalazku stop metaliczny posiada dopuszczalną do składowania zawartość metali ciężkich tj. Fe (żelazo) ok. 68,30%, Pb (ołów) ok. 3,07% oraz Cu (miedź) ok. 18,46%.The metallic alloy obtained in the method according to the invention has a storage-acceptable content of heavy metals, ie Fe (iron) approx. 68.30%, Pb (lead) approx. 3.07% and Cu (copper) approx. 18.46%.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 60 copies

Cena 2,00 zł.Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

1. Method for the production of synthetic basalt, consisting in the preparation of the charge, smelting, obtaining liquid products and de-dusting the gas-dust phase, characterized by first preparing a batch mix consisting of copper and steel slag in the amount of 10-60% by weight, aluminum skimmings in the amount of 5-50% by weight, silica-quartz sand in the amount of 10-50% by weight and coke breeze in the amount of 0.2-10% by weight of the mixture mass, in the second phase the batch mixture is homogenized and then dried until humidity below 5% H2C), the thus prepared batch mixture is subjected to a reduction smelting process in a furnace at a temperature of 1150 ° to 1650 ° C, and then the liquid slag material, which is synthetic basalt, is tapped from the upper level of the furnace and the metallic alloy from the lower level of the furnace .

2. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the feed mixture is prepared from copper and steel slag by preferably adding one part of the steel slag to seven parts of the copper slag.

3. The method according to p. The process of claim 1 or 2, characterized in that spent sand abrasive is used instead of silico-quartz sand.

4. The method according to p. The process of claim 1, characterized in that the smelt coke breeze is a fine coke fraction with a grain size preferably up to 10 mm.