RU2531498C1 - Способ переработки шламов металлургического производства - Google Patents
Способ переработки шламов металлургического производства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2531498C1 RU2531498C1 RU2013141895/03A RU2013141895A RU2531498C1 RU 2531498 C1 RU2531498 C1 RU 2531498C1 RU 2013141895/03 A RU2013141895/03 A RU 2013141895/03A RU 2013141895 A RU2013141895 A RU 2013141895A RU 2531498 C1 RU2531498 C1 RU 2531498C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- processing
- atm
- zinc
- field
- suspension
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области промышленной экологии, а именно к технологиям переработки и рециклинга железосодержащих шламовых отходов, содержащих повышенные концентрации тяжелых металлов (цинк, свинец и др.), металлургического и других производств с использованием высокоинтенсивных кавитационных воздействий с получением коммерчески рентабельных продуктов. Способ переработки железосодержащих шламовых отходов металлургических и других производств включает обработку пульпы шлама в акустическом поле. Обработку проводят в ультразвуковом поле, создаваемом с использованием пьезокерамического генератора мощностью не менее 800 Вт, при объемной плотности вводимой энергии в пределах от 180 Дж/см3 до 200 Дж/см3, гидростатическом давлении обрабатываемой суспензии более 1,0 атм и температуре более 25°C. Технический результат - повышение эффективности и рентабельности переработки шламовых отходов промышленных производств. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области промышленной экологии, а именно к технологиям переработки и рециклинга железосодержащих шламовых отходов, содержащих повышенные концентрации тяжелых металлов (цинк, свинец и др.), металлургического и других производств гидрометаллургическим методом с использованием высокоинтенсивных кавитационных воздействий с получением коммерчески рентабельных продуктов.
Интерес к выбранной тематике исследования вызван отсутствием в настоящее время на рынке эффективных промышленных технологий по переработке шламовых и зольных отходов электрометаллургического и доменного производства. По предварительным данным на территории Российской Федерации накоплено около 2 млрд тонн отвалов, и с каждым годом их количество увеличивается на десятки млн тонн. При существующих условиях складирования отходов в золошламохранилищах наблюдается постоянное увеличение давления на экологию прилегающих территорий.
Из области техники известны методы переработки шламов металлургических производств.
Авторы патента RU 2091341 разработали технологическую линию процесса переработки цинксодержащего сырья пирометаллургическим методом, позволяющую реализовать безотходную схему переработки повышенной эффективности. В технологии используется добавка в виде кремнеземсодержащих и щелочносодержащих компонент определенного количества, а технологическая линия включает участок подготовки сырья и печь с системой удаления жидкого шлака.
Исследователи из Уральского отделения Российской Академии Наук предлагают усовершенствование пирометаллургической переработки цинксодержащих шламов аглодоменного производства (RU 2280087). Преимуществом технологии является получение на выходе металлического цинка и железа, а также увеличение скорости процесса. Технический результат достигается путем использования вращающейся с определенной скоростью, а также находящейся под оптимальным углом трубчатой печи.
К недостаткам пирометаллургического способа переработки цинксодержащих отходов следует отнести следующее: повторное образование настылей в термических печах при возгоне цинка, большие капитальные затраты на энергоносители, необходимые для проведения пирометаллургического процесса. При высоких технологических температурах возрастает производительность процесса, однако он становится экологически вредным.
Эти недостатки могут быть разрешены путем использования гидрометаллургической обработки отходов.
Авторы патентов RU 2265068 и RU 2339708 предлагают использовать процесс гидрометаллургической обработки металлсодержащего сырья разбавленной кислотой в присутствии ионов Fe3+ с использованием активного кислорода для повышения окислительного потенциала и ультразвука для интенсификации процесса. Данные патенты отличаются природой обрабатываемого материала и значениями оптимальных параметров обработки. Данная разработка позволяет эффективно извлекать полезные металлы только из сульфидных руд, что, конечно же, ограничивает применение этого метода.
Наиболее близким к предлагаемому в данной НИР способом переработки шламов по совокупности признаков и назначению, который можно принять за прототип, является разработка, предложенная авторами патента RU 2340403. В разработке предлагается использовать на стадии деградации исходного сырья ротационно-пульсационно-кавитационный аппарат непрерывного действия (РПКАНД). Данный аппарат обеспечивает воздействие на пульпу гидродинамических пульсаций, акустических волн, резонанса, а также кавитации, в результате чего возможно протекание таких процессов, как гидратация, изменение фазового и гранулометрического составов смеси, а также морфологии частиц.
Недостатком технологии является использование устройства гидродинамического типа, который несет в себе ряд существенных недостатков: ограниченность времени пребывания обрабатываемой суспензии в рабочей зоне ввиду большой скорости потока; недостаточность амплитуды колебаний кавитационных пузырьков в связи с малой интенсивностью акустических колебаний (менее 0,3·104 Вт/м2); засорение сопла суспензией и эрозия зубцов ротора [Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах. / Новицкий Б.Г. - Москва: Химия, 1983. - 192 с.]. В ходе обработки пульпы на РПКАНД происходит изменение гранулометрического состава твердых частиц суспензии. Разделение на компоненты, обогащенные железом и цинком, происходит после обработки в комбинированной флотомашине.
Техническим результатом данного изобретения является повышение эффективности и рентабельности переработки шламовых отходов промышленных производств за счет использования высокоинтенсивной кавитационной обработки суспензии.
Технический результат достигается благодаря обработке циркулирующей суспензии шламовых отходов в ультразвуковом поле мощностью не менее 800 Вт, создаваемом с использованием пьезокерамического генератора при объемной плотности вводимой энергии в пределах от 180 Дж/см3 до 200 Дж/см3, гидростатическом давлении обрабатываемой суспензии в пределах от 2,0 атм до 2,5 атм и температуре в пределах от 25°C до 29°C. Цинкосодержащие пыли и шламы поступают в контур циркуляции суспензии, в котором происходит обработка шламов в ультразвуковом поле при соблюдении вышеуказанных давлении и температуры до достижения заданных значений вводимой энергии ультразвука. В ходе обработки пульпы в высокоинтенсивном ультразвуковом поле происходит выщелачивание тяжелых металлов за счет эффекта кавитации, возникающего в результате схлопывания пузырьков газа под действием давления звуковой волны. Частицы, оказавшиеся в поле ударной волны, возникшей в результате схлопывания, развивают высокие скорости за счет реактивной силы и после сталкивания с другими частицами и со стенками реактора разрушаются. Полученную смесь разделяют на твердую железосодержащую и жидкую цинксодержащую фазы, которые направляют на дальнейшую переработку.
Способ обработки шламовых отходов заключается в следующем.
Пример.
Условия эксперимента: дистиллированная вода, пульпа шлама доменного цеха, температура - 25°C, уровень вводимой мощности ультразвука - 800 Вт.
Заданные параметры эксперимента приведены в Табл. 1.
Таблица 1 | ||||||
Заданные параметры эксперимента по обработке пульпы шлама газоочистки доменных печей высокоинтенсивной ультразвуковой кавитацией под давлением | ||||||
№ | T, °C | t, мин | W, Вт | Ev, Дж/см3 | V, см3 | P, атм |
0 | 25 | 0 | - | - | ||
1 | 25,34 | 1 | 800 | 48 | ||
5 | 25-26 | 5 | 800 | 192 | ||
10 | 25-28,5 | 10 | 800 | 240 | 1000 | 2,0-2,5 |
15 | 25-28,8 | 15 | 800 | 240 | ||
20 | 25-28,8 | 20 | 800 | 240 |
Обозначение Ev в Табл.1 обозначает удельную вводимую энергию, которая вычисляется по следующей формуле:
После обработки кеки шлама был определен элементный состав образцов. Результаты элементного анализа приведены в Табл. 2
Из полученных результатов была вычислена макимальная степень выщелачивания цинка, которая составила ~30%. Зависимость степени выщелачивания экстремальная, т.е. сначала преобладает протекающий процесс выщелачивания цинка в раствор, а затем - сонохимического осаждения цинка из раствора. Оптимальными параметрами обработки являются: объемная плотность вводимой энергии - 192 Дж/см3; гидростатическое давление - 2,0-2,5 атм; температура обрабатываемой среды - 25-29°C.
Таким образом, обработка пульпы шлама газоочистки доменных печей высокоэнергетической ультразвуковой кавитацией под давлением позволяет без введения дополнительных выщелачивающих реагентов проводить удаление цинка из шлама со степенью выщелачивания около 30% при комнатной температуре. При этом заметного выщелачивания железа в раствор не происходит, т.к. содержание железа в шламе относительно общего количества цинка остается практически неизменным.
Claims (3)
1. Способ переработки железосодержащих шламовых отходов металлургических и других производств, включающий обработку пульпы шлама в акустическом поле, отличающийся тем, что обработку проводят в ультразвуковом поле, создаваемом с использованием пьезокерамического генератора мощностью не менее 800 Вт, при объемной плотности вводимой энергии в пределах от 180 Дж/см3 до 200 Дж/см3, гидростатическом давлении обрабатываемой суспензии более 1,0 атм и температуре более 25°C.
2. Способ по п.1, заключающийся в том, что обработку в ультразвуковом поле проводят при гидростатическом давлении обрабатываемой суспензии в пределах от 2,0 атм до 2,5 атм.
3. Способ по п.1, заключающийся в том, что обработку в ультразвуковом поле проводят при температуре обрабатываемой суспензии в пределах от 25°C до 29°C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013141895/03A RU2531498C1 (ru) | 2013-09-13 | 2013-09-13 | Способ переработки шламов металлургического производства |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013141895/03A RU2531498C1 (ru) | 2013-09-13 | 2013-09-13 | Способ переработки шламов металлургического производства |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2531498C1 true RU2531498C1 (ru) | 2014-10-20 |
Family
ID=53382024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013141895/03A RU2531498C1 (ru) | 2013-09-13 | 2013-09-13 | Способ переработки шламов металлургического производства |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2531498C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2737115C1 (ru) * | 2017-12-22 | 2020-11-24 | Арселормиттал | Способ обработки железосодержащего шлама |
CN114918038A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-08-19 | 北京蒂本斯工程技术有限公司 | 高炉布袋除尘灰无废处理方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2184145C2 (ru) * | 2000-03-01 | 2002-06-27 | Шестаков Сергей Дмитриевич | Способ активации хлебопекарных дрожжей |
WO2005017217A2 (en) * | 2003-08-14 | 2005-02-24 | K & K Tecnologias Industrias S.A. | Recycling process for steel works coarse sludge or dusts using gravimetric concentration |
RU2340403C2 (ru) * | 2006-02-08 | 2008-12-10 | Валерий Хакимзянович Валеев | Способ переработки цинксодержащих пылей и шламов металлургического и горного производства |
RU2350666C2 (ru) * | 2007-04-06 | 2009-03-27 | Татьяна Викторовна Башлыкова | Комплексный метод переработки шлаков |
WO2009145833A2 (en) * | 2008-04-02 | 2009-12-03 | Fengchun Xie | Ultrasound assisted heavy metal recovery |
RU2387721C1 (ru) * | 2008-12-30 | 2010-04-27 | Татьяна Викторовна Башлыкова | Способ переработки техногенных железосодержащих шламов с ценными компонентами |
RU2418870C2 (ru) * | 2009-05-12 | 2011-05-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный технологический университет "Московский институт стали и сплавов" | Способ переработки сульфидных минеральных продуктов с применением бактерий для извлечения металлов |
UA76541U (ru) * | 2012-06-05 | 2013-01-10 | Институт Биоорганической Химии И Нефтехимии Нан Украины | Способ адсорбционной очистки нефтяных масел |
-
2013
- 2013-09-13 RU RU2013141895/03A patent/RU2531498C1/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2184145C2 (ru) * | 2000-03-01 | 2002-06-27 | Шестаков Сергей Дмитриевич | Способ активации хлебопекарных дрожжей |
WO2005017217A2 (en) * | 2003-08-14 | 2005-02-24 | K & K Tecnologias Industrias S.A. | Recycling process for steel works coarse sludge or dusts using gravimetric concentration |
RU2340403C2 (ru) * | 2006-02-08 | 2008-12-10 | Валерий Хакимзянович Валеев | Способ переработки цинксодержащих пылей и шламов металлургического и горного производства |
RU2350666C2 (ru) * | 2007-04-06 | 2009-03-27 | Татьяна Викторовна Башлыкова | Комплексный метод переработки шлаков |
WO2009145833A2 (en) * | 2008-04-02 | 2009-12-03 | Fengchun Xie | Ultrasound assisted heavy metal recovery |
RU2387721C1 (ru) * | 2008-12-30 | 2010-04-27 | Татьяна Викторовна Башлыкова | Способ переработки техногенных железосодержащих шламов с ценными компонентами |
RU2418870C2 (ru) * | 2009-05-12 | 2011-05-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный технологический университет "Московский институт стали и сплавов" | Способ переработки сульфидных минеральных продуктов с применением бактерий для извлечения металлов |
UA76541U (ru) * | 2012-06-05 | 2013-01-10 | Институт Биоорганической Химии И Нефтехимии Нан Украины | Способ адсорбционной очистки нефтяных масел |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"Акустическая технология в обогащении полезных ископаемых", под ред В.С.ЯМЩИКОВА, Москва, "Недра", 1987, с. 6-29 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2737115C1 (ru) * | 2017-12-22 | 2020-11-24 | Арселормиттал | Способ обработки железосодержащего шлама |
CN114918038A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-08-19 | 北京蒂本斯工程技术有限公司 | 高炉布袋除尘灰无废处理方法 |
CN114918038B (zh) * | 2022-07-22 | 2022-09-27 | 北京蒂本斯工程技术有限公司 | 高炉布袋除尘灰无废处理方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2531498C1 (ru) | Способ переработки шламов металлургического производства | |
Yang et al. | Comparative kinetic analysis of conventional and ultrasound-assisted leaching of scheelite by sodium carbonate | |
Di et al. | Research on the purification of germanium residue by outfield enhancement | |
Zou et al. | Extraction of indium from by-products of zinc metallurgy by ultrasonic waves | |
Wang et al. | A comparison of the conventional and ultrasound-augmented leaching of zinc residue using sulphuric acid | |
CN107460336A (zh) | 一种金氰化渣的处理方法 | |
CN103276221A (zh) | 一种从氰化提金尾矿选铜系统液中回收铜的方法 | |
Zhang et al. | Experimental research in leaching of copper-bearing tailings enhanced by ultrasonic treatment | |
WO2015105472A1 (ru) | Способ комплексной переработки шламов металлургических и горно-обогатительных предприятий | |
CN101914686B (zh) | 电解锌厂铅银渣超声波处理浮选回收金银方法 | |
WO2009127018A1 (en) | Method for metal leaching | |
Liu et al. | Removal of iron from solar grade silicon (SoG-Si) cutting slurry waste by ultrasound-assisted leaching with dilute sulfuric acid | |
Pandey et al. | Reducing alumina, silica and phosphorous in iron ore by high intensity power ultrasound | |
RU2716345C1 (ru) | Способ переработки техногенного полиметаллического сырья для извлечения стратегических металлов | |
WO2019203778A1 (ru) | Способ обезвреживания техногенных отходов и хвостов | |
RU2569007C1 (ru) | Способ и установка для селективной дезинтеграции твердых материалов | |
CN112028418A (zh) | 磨削污泥资源化利用的方法 | |
RU103497U1 (ru) | Устройство для разрушения структуры сапонитовой суспензии, входящей в состав пульпы рудного тела, при разработке алмазоносных месторождений | |
Cerchier et al. | Gold recovery from PCBs with thiosulfate as complexing agent | |
RU2465351C1 (ru) | Способ очистки марганцевого сырья от фосфора | |
RU2496891C1 (ru) | Способ извлечения золота из глинистого рудного и техногенного сырья | |
UA146604U (uk) | Спосіб губіна видалення фосфору, сірки та миш'яку при збагаченні руд і шламів | |
CN110791653B (zh) | 一种利用含羟基磷灰石废物提铜的方法 | |
RU2468099C2 (ru) | Способ извлечения металлов из хвостов обогащения | |
Luo et al. | Extracting Alumina from Coal Fly Ash with Concentrated Sulfuric Acid Sintering and Ultrasound Aided Leaching |