RO129647B1

RO129647B1 - Method for using sludges from waste water purification in cast iron preparation process

Info

Publication number: RO129647B1
Application number: ROA201400214A
Authority: RO
Inventors: Gheorghe Gurău; Puiu Lucian Georgescu; Nicolae Cănănău; Cătălina Iticescu; Marlen Carmela Gurău
Original assignee: Gheorghe Gurău; Puiu Lucian Georgescu; Nicolae Cănănău; Cătălina Iticescu; Marlen Carmela Gurău
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2017-08-30
Also published as: RO129647A0

Abstract

The invention relates to a method for introducing sludge from a waste water purification plant into the primary flow sheet of integrated iron and steel works, the sludge being used as both auxiliary fuel and starting material. According to the invention, the method consists in converting the sludge into powder through thermal and mechanical processing, introducing the powder into the sintering process together with the coke powder in the batcher bunker (1), mixing it along with the other components of the agglomerate charge within the homogenizing apparatus (2), transferring the charge to the agglomeration belt (4) where, by heat application and mineral content, it takes part in the sintering process, is embedded into the agglomerate reaching further the bunker scaffold (6) and then the blast furnace (7).

Description

Invenția se referă la o metodă pentru utilizarea nămolurilor provenind de la o stație de epurare a apelor uzate, în fluxul primar al unui combinat siderurgic, pentru producerea fontei.The invention relates to a method for the use of sludge from a wastewater treatment plant, in the primary flow of a steel mill, for the production of cast iron.

Sunt cunoscute procedee de utilizare a nămolurilor de epurare pentru producerea de materiale de construcție (GR 20110100296 (A)), sau pentru obținerea, alături de etilen-glicol, a unor combustibili pentru furnal (KR 20020080650 (A)). în siderurgie este cunoscută, de asemenea, metoda prin care nămolul de epurare este folosit ca materie primă, respectiv, combustibil în furnal (JP 2004105835 (A)), cu dezavantajul că nămolul de epurare este introdus în furnal prin aparatul de insuflare a prafului de cărbune la nivelul gurilor de vânt. Acesta este un inconvenient major, deoarece conduce la răcirea creuzetului, fenomen ce trebuie contracarat printr-un consum energetic suplimentar (creșterea temperaturii aerului insuflat) sau prin creșterea conținutului de oxigen în aerul insuflat, ceea ce conduce la costuri suplimentare. O metodă similară este prezentată și în documentul DE 19512560, care prezintă o metodă de valorificare a prafului și nămolului conținând metale, care, după o fază de procesare a nămolului pentru transformare în material pulverulent, este amestecat cu var nestins, fracția fină fiind amestecată cu aglomerat conținând calcar, cu granulația de 1...6 mm, și cu praf de cărbune, amestecul fiind insuflat în furnal.Methods of using the sewage sludge for the production of construction materials (GR 20110100296 (A)), or for obtaining, along with ethylene glycol, furnace fuels (KR 20020080650 (A)) are known. In the steel industry, the method by which the sewage sludge is used as feedstock, respectively, fuel in the furnace (JP 2004105835 (A)) is also known, with the disadvantage that the sewage sludge is introduced into the furnace by the dust blower. coal in the mouth of the wind. This is a major drawback, as it leads to the cooling of the crucible, a phenomenon that must be counteracted by an additional energy consumption (increased air temperature) or by increasing the oxygen content in the blown air, which leads to additional costs. A similar method is also presented in the document DE 19512560, which presents a method of recovering the dust and the sludge containing metals, which, after a processing phase of the sludge for transformation into a powdered material, is mixed with lime, the fine fraction being mixed with agglomerate containing limestone, with granulation of 1 ... 6 mm, and with coal dust, the mixture being blown into the furnace.

De asemenea, documentul GB 2337257 A prezintă o metodă de valorificare a nămolului metalifer prin amestecare cu praf de cocs sau de cărbune, și o substanță hidratabilă, precum varul nestins, pentru formarea unui aglomerat care este uscat cu jet de aer într-un vas rotativ, pentru formare de particule uscate care se injectează în furnal împreună cu praf de ardere, prin insuflare, iar documentul JPS 60159130 (A) prezintă o metodă de utilizare a nămolului metalifer prin amestecare cu agent de reducere, constând în praf de cocs, și cu carbonat al unui metal alcalin, amestecul fiind brichetat, iar brichetele fiind uscate și preîncălzite și utilizate ca agent de reducere în procesul de obținere a feroaliajelor, pentru recuperarea metalelor conținute.Also, GB 2337257 A discloses a method of using metalliferous sludge by mixing with coke or coal dust, and a hydrating substance, such as lime, to form an agglomerate that is air-dried in a rotating vessel. , for the formation of dry particles which are injected into the furnace together with combustion dust, by insufflation, and JPS 60159130 (A) presents a method of using the metalliferous sludge by mixing with a reducing agent, consisting of coke dust, and with carbonate of an alkali metal, the mixture being lighted, and the lighters being dried and preheated and used as a reducing agent in the process of obtaining ferroalloys, for the recovery of the contained metals.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în realizarea unei metode care să permită valorificarea potențialului energetic al nămolurilor de epurare a apelor uzate conținând metale și minerale, în fluxul siderurgic primar de producere a fontei, cu evitarea răcirii creuzetului de topire prin insuflare direct în furnal a nămolului pulverulent.The technical problem solved by the invention consists in developing a method that allows the energy potential of wastewater treatment sludge containing metals and minerals to be used, in the primary iron and steel production of cast iron, avoiding the melting crucible cooling by blowing directly into the furnace. of the dusty sludge.

Metoda de utilizare a nămolurilor de epurare a apelor uzate în procesul de obținere a fontei, conform invenției, rezolvă această problemă prin aceea că, după o fază de uscare termică a nămolului, urmată de sfărâmarea acestuia, pentru aducerea în stare de pulbere, și amestecarea nămolului pulverulent cu praf de cocs, amestecul de nămol pulverulent și praf de cocs este adus într-un buncăr de dozare și apoi este amestecat într-un aparat de omogenizare, cu minereu de fier, calcar și dolomită, formând o încărcătură de aglomerare în care nămolul metaliferînlocuiește circa 25% din praful de cocs, încărcătura de aglomerare fiind apoi trecută pe banda de aglomerare, pentru sinterizare și formarea aglomeratului de obținere a fontei.The method of using the sludge for sewage treatment in the process of obtaining the castings, according to the invention, solves this problem by the fact that, after a phase of thermal drying of the sludge, followed by its crushing, for bringing it to powder, and mixing. powdered sludge with coke dust, the mixture of powdered sludge and coke dust is brought into a metering bunker and then mixed in a homogenizing apparatus, with iron ore, limestone and dolomite, forming a congestion load in which the metaliferous sludge replaces about 25% of the coke dust, the loading of agglomeration being then passed on the agglomeration band, for sintering and forming the agglomerate to obtain the cast iron.

Metoda conform invenției prezintă următoarele avantaje:The method of the invention has the following advantages:

- permite valorificarea potențialului energetic al nămolurilor de epurare a apelor uzate conținând metale și minerale, în fluxul siderurgic primar de producere a fontei, cu evitarea răcirii creuzetului prin insuflarea direct în furnal a nămolului pulverulent;- allows the exploitation of the energy potential of sewage sludge containing metals and minerals, in the primary iron and steel production of cast iron, avoiding the cooling of the crucible by directly blowing the sludge into the furnace;

- permite rezolvarea unei probleme de mediu în legătură cu depozitarea controlată a acestui material care, fiind contaminat cu metale grele și alte substanțe chimice toxice, presupune cheltuieli suplimentare, fiind impropriu pentru agricultură.- allows to solve an environmental problem related to the controlled storage of this material which, being contaminated with heavy metals and other toxic chemicals, implies additional expenses, being unfit for agriculture.

Invenția este prezentată pe larg în continuare, în legătură și cu figura ce prezintă fluxul primar asociat fabricii de aglomerare din cadrul unui combinat siderurgic.The invention is presented in detail below, in relation to the figure showing the primary flow associated with the agglomeration plant within a steel mill.

RO 129647 Β1RO 129647 Β1

Metoda conform invenției se caracterizează prin aceea că nămolul provenind de la 1 stațiile de epurare a apelor uzate, procesat termic și mecanic în prealabil, este introdus în fluxul siderurgic primar la nivelul fabricii de aglomerare. Acest lucru permite folosirea 3 potențialului energetic al nămolurilor (tabel), respectiv, rezerva de metale și minerale pe care acestea le conțin (C - 450 g/kg, N - 35 g/kg, O - 290 g/kg, Si - 40 g/kg, Al -18 g/kg, Ca - 5 g/kg, Fe - 25 g/kg, K -13 g/kg, Zn - 6 g/kg, Na - 5 g/kg, Mg - 5 g/kg, P - 7 g/kg, S - 8 g/kg,The method according to the invention is characterized by the fact that the sludge from 1 wastewater treatment plants, previously heat-treated and mechanically processed, is introduced into the primary steelworks at the level of the agglomeration plant. This allows the use of 3 sludge energy potential (table), respectively, the reserve of metals and minerals they contain (C - 450 g / kg, N - 35 g / kg, O - 290 g / kg, Si - 40 g / kg, Al -18 g / kg, Ca - 5 g / kg, Fe - 25 g / kg, K -13 g / kg, Zn - 6 g / kg, Na - 5 g / kg, Mg - 5 g / kg, P - 7 g / kg, S - 8 g / kg,

Ce - 6 g kg, Co - 4,43 g/kg, Ni 3 g/kg, Cr - 2,5 g/kg, Ti - 3,2 g/kg). 7Ce - 6 g kg, Co - 4.43 g / kg, Ni 3 g / kg, Cr - 2.5 g / kg, Ti - 3.2 g / kg). 7

Nămolul uscat și în stare pulverulentă va fi introdus în procesul de aglomerare la nivelul buncărului de cocs mărunt. 9The dry, powdered sludge will be introduced into the agglomeration process at the level of the small coke bunker. 9

Ideea inovatoare este pusă în evidență prin aceea că permite debarasarea unui material contaminat cu metale grele, în condiții de eficiență economică pentru producătorul 11 de fontă, care poate integra acest material cu mare ușurință în fluxul de producere a fontei, cu beneficii energetice și de materii prime. 13The innovative idea is highlighted by the fact that it allows the disposal of a material contaminated with heavy metals, in conditions of economic efficiency for the producer of cast iron 11, which can integrate this material with great ease in the flow of cast iron production, with energy and material benefits. raw. 13

Puterea calorică a câtorva probe de nămol 15The caloric power of some sludge samples 15

Cod probă Sample code 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 m g m g 0,202 0.202 0,205 0.205 0,208 0.208 0,195 0.195 0,204 0.204 ΔΤ °K ΔΤ ° K 0,7105 .7105 0,7362 .7362 0,8384 .8384 0,7937 .7937 0,672 0.672 ΔΤ °C ΔΤ ° C 273,711 273.711 273,7362 273.7362 273,838 273.838 273,794 273.794 273,672 273.672 ΔΟ MJ-kg ΔΟ MJ-kg 7,26607 7.26607 7,540224 7.540224 8,384 8384 8,45885 8.45885 6,784 6784 ΔΟ kJ/kg ΔΟ kJ / kg 7266,1 7266.1 7540,224 7540.224 8384 8384 8458,9 8458.9 6784 6784 ΔΟ kcal/kg ΔΟ kcal / kg 1738,3 1738.3 1803,8813 1803.8813 2005,7 2005.7 2023,6 2023.6 1623 1623

Un exemplu de realizare a invenției este prezentat în figură, respectiv, fluxul primar asociat fabricii de aglomerare din cadrul unui combinat siderurgic. 25An embodiment of the invention is shown in the figure, respectively, the primary flow associated with the agglomeration plant within a steel mill. 25

Nămolul de epurare, prelucrat termic și mecanic, este adus în zona buncărului de cocs mărunt 1. Acesta este de altfel și punctul de introducere al acestui material în fluxul 27 siderurgic. Mai departe, amestecul de cocs mărunt și nămol de epurare, la care se adaugă calcar, minereu de fier și dolomită, este supus unui proces de omogenizare într-un aparat 29 de omogenizare 2, și ajunge apoi în buncărul de dozare al mașinii de aglomerare 3 și, de aici, pe banda de aglomerare 4. 31The sewage sludge, thermally and mechanically processed, is brought to the area of the small coke bunker 1. This is also the point of introduction of this material in the iron and steel 27. Further, the mixture of small coke and sewage sludge, to which limestone, iron ore and dolomite are added, is subjected to a homogenization process in a homogenization apparatus 29, and then reaches the metering bunker of the agglomeration machine. 3 and from here on the agglomeration band 4. 31

Din analiza compoziției chimice rezultă că aceste nămoluri au un conținut important de carbon în substanțe componente combustibile (acizi humici, uleiuri etc.), precum și sub 33 formă de carbonați. Substanțele combustibile, aflate într-o proporție relativ mare în nămolurile de epurare a apelor uzate, furnizează în acest punct o cantitate de căldură utilă 35 pentru încălzirea încărcăturii de pe banda de aglomerare. Amestecul de oxizi de siliciu, aluminiu, calciu, magneziu, sodiu, potasiu, prezenți în nămolul de epurare, favorizează 37 procesele de vitrificare, respectiv, de aglomerare, și se constituie în rezervă de minerale pentru procesul de extracție a fontei. După parcurgerea zonei de răcire 5, aglomeratul ajunge 39 în estacada unor buncăre 6 și, de aici, în furnalul 7.From the analysis of the chemical composition it follows that these sludges have an important carbon content in combustible components (humic acids, oils, etc.), as well as under 33 carbonates. The combustible substances, which are relatively large in the wastewater treatment sludge, provide at this point a useful amount of heat 35 for heating the load on the agglomeration belt. The mixture of silica, aluminum, calcium, magnesium, sodium, potassium oxides, present in the sewage sludge, favors 37 vitrification and agglomeration processes, and is a mineral reserve for the extraction process of cast iron. After passing the cooling zone 5, the agglomerate reaches 39 in the bunker 6 and then from here in the furnace 7.

Metoda conform invenției conduce la înlocuirea a circa 25% din cocsul necesar 41 pentru prepararea amestecului de sintetizare pe banda de aglomerare, și determină o reducere a costului de producție cu 1,134 euro/tonă de amestec de sinterizare. 43The method according to the invention results in the replacement of about 25% of the coke required 41 for the preparation of the synthesis mixture on the agglomeration band, and results in a reduction of the production cost by 1,134 euros / tonne of the sintering mixture. 43

Introducerea nămolului uscat și în stare pulverulentă în zona de dozare a materiei prime, pe banda de aglomerare, permite integrarea acestuia ca materie primă în aglomeratul 45 solid, respectiv, o introducere eficientă a acestui tip de material în furnal.The introduction of the dry and powdered sludge in the dosing area of the raw material, on the agglomeration band, allows its integration as a raw material into the solid agglomerate 45, respectively, an efficient introduction of this type of material into the furnace.

Metoda conform invenției permite rezolvarea unei probleme de mediu în legătură cu 47 depozitarea controlată a acestui material care, fiind contaminat cu metale grele și alte substanțe chimice toxice, presupune cheltuieli suplimentare, fiind impropriu pentru 49 agricultură.The method according to the invention allows an environmental problem to be solved in connection with the controlled storage of this material which, being contaminated with heavy metals and other toxic chemicals, implies additional expenses, being inappropriate for 49 agriculture.

Claims

1 Claim

3 Method of using the sludge for sewage treatment in the process of obtaining the castings, which includes a phase of thermal drying of the sludge, followed by its crushing,

5 for bringing into the powder state, and mixing the powdery sludge with coke dust, characterized in that, after being brought into a dosing hopper (1), the mixture of

7 powdered sludge and coke dust is mixed, in a homogenizing apparatus (2), with iron ore, limestone and dolomite, forming a congestion load in which the sludge

9 metalifer replaces about 25% of the coke dust, the loading of agglomeration being then passed on the agglomeration band (4), for sintering and forming the agglomerate of obtaining

11 the source.