RU2213153C2

RU2213153C2 - Method for processing of industrial water-and-oil containing wastes

Info

Publication number: RU2213153C2
Application number: RU2000113968/02A
Authority: RU
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Экоросс"
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2003-09-27

Abstract

FIELD: metal working and metallurgy. SUBSTANCE: method involves using slime containing 17-20 wt% of water and oil; drying slime in straight-line rotating furnace equipped with rotoclone at temperature of 300-350 C for 20-30 min; obtaining dry magnetic metal concentrate and mixing it with liquid glass; briquetting said mixture; drying briquettes at temperature below 100 C. During processing of rolled out abrasive-free slime, magnetic concentrate is obtained immediately after drying in drum-type furnace, and during processing of polishing slime, magnetic concentrate is obtained by magnetic separation of dry slime after drying in drum-type furnace. Briquettes are dried at ambient temperature for 2.5-3.0 hours or at temperature of 75-100 C for 20-30 min. When drying in drum-type furnace, volatile compounds are separated and deposited in rotoclone with the use of solution of milk of lime, with following regeneration of said solution by means of floater. Method allows briquettes to be obtained, which are sufficiently strong to be transported for remelting. EFFECT: reduced material, power and labor consumption for manufacture of briquettes and ecological safety. 6 cl

Description

Изобретение относится к области переработки стальных шлифовальных, обкатных и др. шламов и может быть использовано в металлообрабатывающем и металлургическом производствах. The invention relates to the field of processing of steel grinding, rolling and other sludges and can be used in metalworking and metallurgical industries.

Известен способ получения стального порошка, по авт. св. 1510982, В 22 F 9/04, опубл. 1989 г., из шлама, в соответствии с которым исходный влажный шлам с содержанием свободной воды и масла, входящих в состав СОЖ в количестве 20-30%, сушат в закрытых коробах с отверстиями в проходной конвейерной печи в атмосфере продуктов разложения СОЖ до достижения остаточной влажности 0,1-0,2 мас.%. В процессе термообработки внутри короба возникает избыточное давление безокислительного газа, что способствует созданию защитной атмосферы в процессе сушки шлама. A known method of producing steel powder, according to ed. St. 1510982, B 22 F 9/04, publ. 1989, from sludge, according to which the initial wet sludge with free water and oil content in the amount of coolant in the amount of 20-30%, is dried in closed boxes with holes in the continuous conveyor furnace in the atmosphere of coolant decomposition products to achieve residual humidity 0.1-0.2 wt.%. In the heat treatment process, an overpressure of non-oxidizing gas occurs inside the box, which contributes to the creation of a protective atmosphere during the drying of sludge.

Недостатками описанного аналога являются: значительная трудоемкость процесса переработки, процесс сушки в закрытых коробах - длительный и продолжается в течение 3-4 часов; сушка шлама без принудительного ворошения с большим содержанием жидкости (20-30 мас.%) требует значительных энергозатрат. Продукт переработки включает в себя и металлические, и абразивные составляющие шлама, что снижает качество продукта и ограничивает возможности его переплава, например, при массовой доле абразивного составляющего ≥3 мас.% данный продукт можно использовать только для чугунов; транспортирование порошкового (не брикетированного) материала увеличивает эксплуатационные расходы на операциях загрузки и выгрузки. Процесс экологически небезопасен, т. к. не предусмотрена система газоочистки в процессе сушки шлама и разложения СОЖ. The disadvantages of the described analogue are: the significant complexity of the processing process, the drying process in closed boxes is lengthy and lasts for 3-4 hours; drying sludge without forced tedding with a high liquid content (20-30 wt.%) requires significant energy consumption. The processing product includes both metal and abrasive components of the sludge, which reduces the quality of the product and limits the possibility of its remelting, for example, with a mass fraction of abrasive component ≥3 wt.%, This product can be used only for cast irons; transportation of powder (not briquetted) material increases operating costs for loading and unloading operations. The process is environmentally unsafe, because there is no gas cleaning system in the process of drying sludge and decomposition of coolant.

Известен также способ переработки металлосодержащих шламов по патенту 2097166, ⁶B 22 F 8/00, опубл. 1997 г., при котором шлам смешивают с моющим раствором, осуществляют магнитную сепарацию суспензии, проводят очистку и разделение моющего раствора и абразива с дальнейшим возвратом раствора к началу процесса; загружают влажный магнитный концентрат в накопительную емкость (остаточная влажность концентрата составляет 17-20 мас.% воды и 1-2 мас. % масла) и далее в прямоточную печь с вращающимся барабаном, затем брикетируют сухой магнитный порошок на прессе и транспортируют брикеты на переплав.There is also known a method of processing metal-containing sludge according to patent 2097166, ⁶ B 22 F 8/00, publ. 1997, in which the sludge is mixed with a washing solution, the magnetic separation of the suspension is carried out, cleaning and separation of the washing solution and abrasive are carried out with a further return of the solution to the beginning of the process; load the wet magnetic concentrate into the storage tank (the residual moisture content of the concentrate is 17-20 wt.% water and 1-2 wt.% oil) and then into the direct-flow furnace with a rotating drum, then dry magnetic powder is briquetted on a press and briquettes are transported for remelting.

К недостаткам описанного аналога относятся: использование вспомогательного материала для осуществления магнитной сепарации; применение активно моющего содового раствора приводит к снижению экологической безопасности производства; большой расход технической воды для приготовления суспензии. В технологическом процессе используется дополнительное оборудование: мешалки для смешивания шлама и моющего раствора; отстойники для периодического сливания суспензии, флотаторы для выделения масла (1 мас.%) из жидкой фазы суспензии. Процесс переработки - многозвенный, что в сочетании с транспортными операциями существенно увеличивает трудоемкость переработки промышленных отходов и потребные энергозатраты. При реализации данного способа переработки металлосодержащих шламов для получения прочных транспортабельных брикетов требуется мощное оборудование. The disadvantages of the described analogue include: the use of auxiliary material for the implementation of magnetic separation; the use of actively washing soda solution reduces the environmental safety of production; high consumption of process water for suspension preparation. In the technological process, additional equipment is used: mixers for mixing sludge and washing solution; sedimentation tanks for periodically draining the suspension, flotators for oil separation (1 wt.%) from the liquid phase of the suspension. The recycling process is multi-tier, which in combination with transport operations significantly increases the complexity of industrial waste processing and the required energy consumption. When implementing this method of processing metal-containing sludge, powerful equipment is required to obtain durable transportable briquettes.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ переработки металлосодержащих отходов по патенту 2083694, С 22 В 1/243, опубл. 1997 г., при котором исходный влажный шлам (20-30 мас.% водомасляной фракции) перемешивают с сухим порошкообразным силикатом натрия в количестве 3-10% массы шлама, брикетируют полученную смесь на прессе и далее сушат плотноупакованную механическую водомаслосодержащую смесь в виде брикетов при температуре 300-350^oС в течение 30-40 минут.The closest in technical essence to the claimed invention is a method of processing metal-containing waste according to patent 2083694, C 22 V 1/243, publ. 1997, in which the initial wet sludge (20-30 wt.% Water-oil fraction) is mixed with dry powdered sodium silicate in an amount of 3-10% of the mass of sludge, the resulting mixture is briquetted in a press, and then the close-packed mechanical water-oil-containing mixture in the form of briquettes is dried a temperature of 300-350 ^o C for 30-40 minutes.

Недостатками прототипа являются: в процессе сушки отпрессованных брикетов при наличии в брикете достаточно большой (5-15 мас.%) остаточной массы адсорбированных нефтепродуктов СОЖ происходит выпаривание воды и разложение масла, что ухудшает экологию среды; необходимость утилизации жидкой свободной фазы шлама (вода и масло) после прессования брикетов; необходимость утилизации воды и масла после сушки, что приводит к дополнительным энерго- и трудозатратам; излишний расход силиката натрия, т.к. часть его используется для достижения основной цели - остекловывания брикета, а другая значительная часть - на связывание воды, т.е. для целей утилизации; в составе брикета доля абразивного ингредиента составляет 2-7 мас.%, что снижает качество брикета в металлургии стали; для брикетирования шлама (и смесей) с содержанием водомасляных отходов 20-30 мас.% требуется более мощное прессовое оборудование, чем для сухих смесей ввиду несжимаемости жидкой составляющей шлама. The disadvantages of the prototype are: in the process of drying pressed briquettes in the presence of a sufficiently large (5-15 wt.%) Residual mass of adsorbed coolant in the briquette, evaporation of water and decomposition of oil occurs, which affects the environment; the need for disposal of the liquid free phase of the sludge (water and oil) after pressing briquettes; the need to dispose of water and oil after drying, which leads to additional energy and labor costs; excessive consumption of sodium silicate, because part of it is used to achieve the main goal - vitrification of the briquette, and another significant part - to bind water, i.e. for disposal purposes; in the composition of the briquette, the proportion of the abrasive ingredient is 2-7 wt.%, which reduces the quality of the briquette in the metallurgy of steel; Briquetting of sludge (and mixtures) with a water-oil waste content of 20-30 wt.% requires more powerful press equipment than for dry mixtures due to the incompressibility of the liquid component of the sludge.

Техническая задача изобретения состоит в том, чтобы уменьшить материальные расходы, энерго- и трудозатраты процесса брикетирования, повысить показатели экологической безопасности, использовать менее мощное прессовое оборудование. The technical task of the invention is to reduce material costs, energy and labor costs of the briquetting process, to increase environmental safety indicators, to use less powerful press equipment.

Поставленная техническая задача решена заявляемым способом переработки промышленных водомаслосодержащих отходов. В соответствии с предлагаемым способом шлам с содержанием 17-20 мас.% промышленных водомаслосодержащих отходов сушат в прямоточной вращающейся печи, снабженной ротоклоном, при температуре 300-350^oС в течение 20-30 минут, выделяют сухой металлический магнитный концентрат либо путем сбора сухого металлического концентрата непосредственно после сушки безабразивного шлама, либо путем магнитной сепарации сухого концентрата после сушки шлифовального шлама (или другой лезвийной обработки). Далее сухой магнитный концентрат смешивают с жидким стеклом, смесь брикетируют на прессе, а затем брикеты сушат или на воздухе при температуре ≈20^oС продолжительностью до трех часов с целью образования прочного геля, или, как вариант, с целью уменьшения трудоемкости допускается принудительная сушка брикетов при температуре 75-100^oС в течение 20-30 минут, и транспортируют на переплав.The stated technical problem is solved by the claimed method of processing industrial water-oil-containing waste. In accordance with the proposed method, the sludge containing 17-20 wt.% Industrial water-oil-containing waste is dried in a once-through rotary kiln equipped with a rotoclone at a temperature of 300-350 ^o C for 20-30 minutes, dry metal magnetic concentrate is isolated or by collecting dry metal concentrate immediately after drying non-abrasive sludge, or by magnetic separation of dry concentrate after drying grinding sludge (or other blade processing). Next, the dry magnetic concentrate is mixed with liquid glass, the mixture is briquetted on a press, and then the briquettes are dried or in air at a temperature of ≈20 ^o With a duration of up to three hours in order to form a strong gel, or, as an option, to reduce the complexity, forced drying of briquettes is allowed at a temperature of 75-100 ^o C for 20-30 minutes, and transported to remelting.

Предложенный способ осуществляется следующим образом. Шлам после металлообработки исходной влажностью до 30 мас.% загружают в накопительную приемную емкость, где происходит свободное удаление несвязанной жидкой фазы и крупных посторонних фрагментов. Из приемной емкости скребковым конвейером влажный шлам с остаточным содержанием водомаслосодержащих отходов 17-20 мас. % загружают в сушильную прямоточную вращающуюся барабанную печь. Свободно насыпанный и непрерывно перемешиваемый шлам имеет значительную испарительную способность. Температура рабочей зоны печи 300-350^oС, что обеспечивает разложение масляного остатка, входящего в состав СОЖ. Температурный режим рабочей зоны менее 300^oС не обеспечит разложение масла на газообразные продукты, при превышении температуры 350^oС наблюдается интенсивное окисление дискретных металлических частиц шлама и воспламенение в зоне печи масляного остатка.The proposed method is as follows. Sludge after metal working with an initial moisture content of up to 30 wt.% Is loaded into a collecting tank, where free removal of an unbound liquid phase and large foreign fragments takes place. From the receiving tank with a scraper conveyor, wet sludge with a residual content of water-oil-containing waste 17-20 wt. % loaded into a drying direct-flow rotary rotary kiln. Loosely poured and continuously mixed sludge has a significant evaporative capacity. The temperature of the working zone of the furnace 300-350 ^o With that provides the decomposition of the oil residue, which is part of the coolant. The temperature of the working zone of less than 300 ^o With will not ensure the decomposition of oil into gaseous products, when the temperature is above 350 ^o With intense oxidation of discrete metal particles of sludge and ignition in the furnace zone of the oil residue.

Полный цикл сушки определяется скоростью вращения барабанной печи (n) при n=1,5-2,0 об/мин составляет 20-30 мин. При уменьшении продолжительности сушки не обеспечивается полное удаление адсорбированного масла, увеличение продолжительности сушки - нецелесообразно из-за увеличения трудоемкости процесса. The full drying cycle is determined by the rotational speed of the drum furnace (n) at n = 1.5-2.0 rpm is 20-30 minutes With a decrease in the drying time, the complete removal of adsorbed oil is not ensured, an increase in the drying time is impractical due to the increase in the complexity of the process.

Газы, выделяемые при сушке, улавливают и осаждают в ротоклоне, рабочая жидкая среда которого (известковое молоко) обладает адсорбирующими свойствами для выносимых из печи газообразных продуктов, а очистку и регенерацию жидкой рабочей среды ротоклона осуществляют флотатором. The gases emitted during drying are trapped and precipitated in a rotoclone, the working fluid of which (milk of lime) has adsorbing properties for gaseous products carried out from the furnace, and the flotator carries out cleaning and regeneration of the liquid working fluid of the rotoclone.

Перемещение маслосодержащего шлама по винтовой поверхности барабанной печи приводит к получению гранулированных шаровидных частиц сухого шлама, что повышает его технологические свойства, в частности текучесть. The movement of oil-containing sludge along the helical surface of a drum furnace results in granular spherical particles of dry sludge, which increases its technological properties, in particular fluidity.

По окончании сушки содержание масла в обработанном шламе менее 0,03-0,05 мас. %; вода отсутствует; остальное - сухая твердая фаза шлама: металл и абразив или металл (безабразивный шлам от переработки обкатного шлама). After drying, the oil content in the treated sludge is less than 0.03-0.05 wt. %; no water; the rest is the dry solid phase of the sludge: metal and abrasive or metal (non-abrasive sludge from processing of slurry).

Высушенный шлам подвергается сухой магнитной сепарации, причем при переработке безабразивного обкатного шлама магнитная сепарация не применяется. The dried sludge is subjected to dry magnetic separation, and magnetic separation is not used in the processing of non-abrasive rolling sludge.

Выделенный магнитный металлический концентрат (97-98 мас.%) смешивают с жидким стеклом (2-5 мас.% от массы сухого металлического остатка шлама) и затем брикетируют на прессе с последующей сушкой. Увеличение доли (более 5 мас. %) жидкого стекла нецелесообразно ввиду возрастания как общих материальных затрат на переработку шлама, так и неметаллических примесей в шихте, подвергаемой переплаву в виде брикета. Уменьшение доли жидкого стекла (менее 2 мас. %) не обеспечивает полечение прочности брикета, достаточной для его транспортирования на последующие технологические позиции. The isolated magnetic metal concentrate (97-98 wt.%) Is mixed with liquid glass (2-5 wt.% By weight of the dry metal residue of the sludge) and then briquetted in a press, followed by drying. An increase in the proportion (more than 5 wt.%) Of liquid glass is impractical due to an increase in both the total material cost of processing the sludge and non-metallic impurities in the mixture subjected to remelting in the form of a briquette. A decrease in the proportion of liquid glass (less than 2 wt.%) Does not provide treatment for the strength of the briquette sufficient for its transportation to subsequent technological positions.

Сушку брикетов осуществляют как свободную при температуре окружающей среды (≈20^oС) в течение трех часов; либо принудительная 75-100^oС продолжительностью до 30 минут. Данный температурный режим сушки обеспечивает образование прочного геля и остекловывание брикета. Полученные брикеты обладают достаточной прочностью, что позволяет транспортировать их на переплав.The drying of the briquettes is carried out as free at ambient temperature (≈20 ^o C) for three hours; or forced 75-100 ^o With a duration of up to 30 minutes. This temperature regime of drying provides the formation of a durable gel and vitrification of the briquette. The resulting briquettes have sufficient strength, which allows them to be transported for remelting.

Claims

1. A method of processing industrial water-oil-containing waste, including mixing waste, which use sludge, with a binder, briquetting and drying, characterized in that the use of sludge with a content of 17-20 wt. % of water and oil, carry out its drying in a once-through rotary kiln with rotoclone at 300-350 ^o C for 20-30 minutes, get a dry magnetic metal concentrate, which is mixed with liquid glass, the mixture is briquetted, and the briquettes are dried at a temperature not exceeding 100 ^o C.

2. The method according to p. 1, characterized in that the non-abrasive slurry is subjected to processing and dry magnetic metal concentrate is obtained directly after drying in a drum furnace.

3. The method according to p. 1, characterized in that the grinding sludge is subjected to processing and dry magnetic metal concentrate is obtained by magnetic separation of dry sludge after drying in a drum furnace.

4. The method according to p. 1, characterized in that the drying of the briquettes is carried out at ambient temperature for 2.5-3.0 hours

5. The method according to p. 1, characterized in that the drying of the briquettes is carried out at 75-100 ^o C for 20-30 minutes

6. The method according to p. 1, characterized in that when drying in a drum oven, volatile compounds are isolated and precipitated in a rotoclone using a solution of milk of lime, followed by regeneration of the solution by a flotator.