RU29530U1 - Технологическая линия для переработки металлургических отходов - Google Patents

Abstract

Технологическая линия для переработки металлургических отходов, включающая ванну гидроудаления, гидроотстойник, бак - сборник для получения исходного концентрированного раствора (пульпы), фильтр-пресс, отличающаяся тем, что дополнительно содержит бак - сборник ванадийсодержащих сточных вод, соединенный с баком - сборником исходных хлоридных растворов, реактор для осаждения гидроксидов металлов, верхние патрубки которого соединены с баками - дозаторами высокомолекулярного флокулянта, раствора хлорида бария, сульфатсодержащего неорганического реагента и магензиального молока, а сливной патрубок образует соединение с фильтр-прессом, вывод из "корыта" фильтр-пресса направлен в шнековый смеситель, вход которого соединен с бункером пыли от рудно-термической плавки титансодержащих концентратов и патрубком разгрузочного устройства гидроотстойника, а выход направлен во второй шнековый смеситель, соединенный с бункером исходных магнийсодержащих оксидных материалов, баком - дозатором раствора и/или пульпы хлорида магния и с блоком формования, термообработки и прессования композиционной смеси.

Description

2002132141

Технологическая линия для переработки металлургических отходов

Полезная модель относится к технологическим линиям для переработки металлургических отходов производства, содержащих токсичные металлы, в том числе радиоактивные вещества - естественные радионуклиды (торий и продукты его распада), концентратов, промпродуктов и минерального сырья, в частности к технологическим линиям для гидрометаллургической переработки солевых отходов процессов хлорирования минерального сырья и может быть использована на предприятиях цветной и черной металлургии, в производстве редких и рассеянных элементов, для обезвреживания и дезактивации растворов и локализации радиоактивных металлов - тория и продуктов его распада.

Известна технологическая линия для переработки отработанного расплава титановых хлораторов (Технология переработки расплавов титановых хлораторов с получением концентрированных растворов и пульп // Цветная металлургия, 1992, №1, с. 39-41), согласно которой отработанный расплав из хлораторов сливают в ванне гидроудаления в воду или циркулирующие растворы. Образующуюся пульпу, частично осветленную в гидроотстойнике от крупной фракции нерастворимого остатка, через бак-сборник системой насосов снова подают на гидроразмыв в ванну гидроудаления. Концентрированную пульпу сбрасывают в кислотную канализацию, а песочную фракцию вывозят в отвал.

к недостаткам известной технологической линии относятся образование

в процессе гидроразмыва трудноразделяемой пульпы, а также отсутствие оборудования, предназначенного для обезвреживания стоков от ванадия и дезактивации отходов производства от радиоактивных металлов, в том числе тория и продуктов его распада.

Наиболее близкой технологической линией того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является технологическая линия для переработки отработанного расплава титановых хлораторов (Опытно-промышленные испытания и освоение технологии избирательного извлечения хрома и редких элементов из отходов производства тетрахлорида титана // Цветная металлургия, 1994, № 10, с.20-22) - принятая за прототип.

Технологическая линия по прототипу (рис. 1) включает в себя ванну гидроудаления (1), гидроотстойник (2), насосы (3), (4), бак - сборник (5) для получения исходного концентрированного раствора (пульпы), фильтр - пресс (6), (8), реактор для осаждения чернового хромового концентрата (7).

Технологическая линия по прототипу работает следующим образом. Концентрированную пульпу от гидроразмыва расплава, частично осветленную в гидроотстойнике от крупной фракции нерастворимого остатка, подают на фильтр-пресс, где происходит отделение жидкой фазы пульпы от взвешенных в ней веществ, которые вместе с песочной фракцией вывозят в отвал. Фильтрат направляют на переработку с целью получения чернового хромового концентрата.

22

Технологическая линия - нрототип обеспечивает получение

концентрированных растворов и пульп и избирательное извлечение хрома из многокомпонентных растворов от гидроразмыва расплава титановых хлораторов. Недостатком известной технологической линии является то, что она не включает оборудования, предназначенного для дезактивации вторичных отходов производства от радиоактивных металлов, в том числе тория и продуктов его распада.

Заявляемая полезная модель направлена на решение задачи заключающейся в повышении качественных показателей работы аппаратурнотехнологической линии при переработке металлургических отходов производства, содержащих токсичные металлы, в том числе естественные радионуклиды.

Технический результат, который может быть получен при применении полезной модели, заключается в обеспечении локализации высокотоксичных металлов (торий, радий, хром, ванадий, марганец и др.) и перевода их в радиационно-безопасную форму - непылящее водонерастворимое отвержденное состояние, пригодное для дальнейшего складирования без нанесения экологического ущерба окружающей среде.

Указанный технический результат при применении полезной модели достигается тем, что известная технологическая линия, включающая ванну гидроудаления, гидроотстойник, бак - сборник для получения исходного концентрированного раствора (пульпы), фильтр - пресс, дополнительно содержит бак - сборник ванадийсодержащих сточных вод (промводы и

3Ъ.

маточные растворы метаванадата аммония), соединенный с баком - сборником

исходных хлоридных растворов, реактор для осаждения гидроксидов металлов, верхние патрубки которого соединены с баками - дозаторами магнезиального молока, раствора хлорида бария, сульфатсодержащего неорганического реагента (серная кислота или сульфат натрия) и высокомолекулярного флокулянта (например, полиакрил амид), а сливной патрубок образует соединение с фильтр - прессом, вывод из корыта фильтр - пресса направлен в шнековый смеситель, вход которого соединен с бункером - дозатором пыли от руднотермической плавки титансодержащих концентратов и патрубком разгрузочного устройства (выполненного, например, в виде шнекового питателя) гидроотстойника, а выход которого направлен во второй шнековый смеситель, соединенный с бункером исходных магнийсодержащих оксидных материалов (серпентинит, и/или брусит, и/или магнезит), баком - дозатором раствора и/или пульпы хлорида магния, например, сгущенной магнезиальной пульпы, образующейся при очистке отходящих газов от СЬ и/или НС1 магнезиальной суспензией, выход из шнекового смесителя соединен с блоком формования, термообработки и прессования композиционной смеси.

Анализ совокупности существенных признаков заявляемой полезной модели - наличие новых элементов, взаимного расположения узлов и форма их выполнения и достигаемого при этом технического результата указывает, что между ними существует причинно-следственная связь, выражающаяся в следующем.

44.

Экспериментально установлено, что дополнительное включение в состав

технологической линии реактора для осаждения гидроксидов металлов, верхние патрубки которого соединены с баками - дозаторами высокомолекулярного флокулянта, раствора хлорида бария, сульфатсодержащего неорганического реагента и магнезиального молока, а сливной патрубок образует соединение с фильтр - прессом, обеспечивает очистку жидких отходов и сточных вод от токсичных и радиоактивных веществ до установленных норм. Дополнительное включение в состав технологической линии бака - сборника ванадийсодержащих сточных вод (промводы и маточные растворы метаванадата аммония), соединенного с баком - сборником исходных хлоридных растворов, обеспечивает очистку сточных вод от соединений ванадия (V), железа (II) и марганца (II) в результате взаимного обезвреживания двух различных видов отходов. Дополнительное включение в состав технологической линии в шнекового смесителя, соединенного с бункером пыли от руднотермической плавки титансодержащих концентратов и патрубком разгрузочного устройства гидроотстойника и второго шнекового смесителя, соединенного с бункером исходных магнийсодержащих оксидных материалов, баком - дозатором раствора и/или пульпы хлорида магния и с блоком формования, термообработки и прессования композиционной смеси обеспечивает перевод высокотоксичных радиоактивных отходов в твердые блоки - непылящие, водонерастворимые, устойчивые к атмосферным осадкам, грунтовым и подпочвенным водам, не разрущаемых при изменении и колебании температуры. Таким образом, совокупность нового оборудования.

5S.

включенного в состав технологической линии для переработки, обезвреживания и дезактивации металлургических отходов производства позволяет дезактивировать жидкие радиоактивные отходы до установленных норм, локализировать токсичные металлы, радиоактивные вещества и перевести их в удобную, экологически безопасную для длительного складирования и хранения форму - без нанесения вредного радиационного воздействия на окружающую природную среду.

Проверка соответствия заявляемой полезной модели требованию изобретательского уровня в отношении совокупности существенных признаков свидетельствует о том, что предлагаемая конструкция технологической линии: дополнительно установленные бак - сборник ванадийсодержащих сточных вод (промводы и маточные растворы метаванадата аммония), соединенный с баком - сборником исходных хлоридных растворов, реактор для осаждения гидроксидов металлов, верхние патрубки которого соединены с баками - дозаторами высокомолекулярного флокулянта (например, полиакриламид), раствора хлорида бария, сульфатсодержащего неорганического реагента (серная кислота или сульфат натрия) и магнезиального молока, а сливной патрубок образует соединение с фильтр - прессом, вывод из корыта фильтр - пресса направлен в шнековый смеситель, вход которого соединен с бункером пыли от рудно-термической плавки и патрубком разгрузочного устройства (выполненного, например, в виде шнекового питателя) гидроотстойника, а выход направлен во второй шнековый смеситель, соединенный с бункером исходных магнийсодержащих оксидных

(g.

материалов (серпентинит, и/или брусит, и/или магнезит), баком - дозатором раствора и/или пульпы хлорида магния, например, сгущенной магнезиальной пульпы, образующейся при очистке отходящих газов от СЬ и/или НС1 магнезиальной суспензией, выход из шнекового смесителя соединен с блоком формования, термообработки и прессования композиционной смеси обеспечивает достижение вышеуказанного технического результата. Причем из книжной, журнальной и патентной литературы данный технический результат не следует и не вытекает.

На рис.2 показана модель технологической линии для переработки металлургических отходов.

Технологическая линия,согласно разработанному техническому решению включает в себя ванну гидроудаления (1), соединенную с гидроотстойником (2); бак - сборник исходных хлоридных растворов и пульп (3), непосредственно соединенный через насос (4) с ванной гидроудаления (1) и реактором осадителем (6); бак - сборник ванадийсодержащих сточных вод (5), соединенный с баком - сборником исходных хлоридных растворов и пульп (3); баки - дозаторы высокомолекулярного флокулянта (7), раствора хлорида бария (8), сульфатсодержащего неорганического реагента (9) и магнезиального молока (10), соединенные через сливные патрубки с реактором - осадителем (6); фильтр - пресс (11), соединенный с реактором - осадителем (6); шнековый смеситель (12), соединенный с выгружным сборником фильтр - пресса (11), бункером пыли от рудно-термической плавки титансодержащих концентратов (13) и патрубком разгрузочного устройства гидроотстойника (2); шнековый

/ ,

смеситель (14), соединенный с бункером исходных магнийсодержащих оксидных материалов (15), баком - дозатором раствора и/или пульпы хлорида магния (16) с блоком формования, термообработки и прессования композиционной смеси, причем выход из шнекового смесителя (15) соединен с блоком формования, термообработки и прессования композиционной смеси (17).

Реализация полезной модели

Технологическая линия для переработки металлургических отходов осуществляется следующим образом. Отработанный расплав хлораторов поступает в ванну гидроудаления 1, куда одновременно подают воду и циркулирующий раствор (пульпу). Образующаяся пульпа самотеком сливается в гидроотстойник 2, где оседает крупная фракция нерастворимого остатка, направляемого в щнековый смеситель 12. Осветленная пульпа из гидроотстойника 2 насосом 4 закачивается в бак - сборник исходных хлоридных растворов 3, куда одновременно из бака- сборника 5 подают ванадийсодержащие сточные воды (промводы и маточные растворы метаванадата аммония). Часть пульпы из бака - сборника 3 насосом 4 закачивается в ванну гидроудаления 1, остальная часть поступает в реактор осадитель 6, куда для нейтрализации, дезактивации и осаждения высокотоксичных и радиоактивных металлов из баков - сборников 7, 8, 9, 10 подают высокомолекулярный флокулянт (например, полиакрил амид), раствор

8.

хлорида бария, сульфатсодержащий неорганический реагент (серная кислота или сульфат натрия) и магнезиальное молоко. Для перемешивания пульпы и окисления кислородом воздуха соединений двухвалентного железа в реактор осадитель бив ванну гидроудаления 1 подают сжатый воздух. Пульпу из реактора - осадителя 6 направляют на фильтр - пресс 11, где предусмотрена промывка осадка водой от растворимых примесей (хлориды калия, натрия и магния). Очищенные от токсичных металлов и радиоактивных веществ растворы (фильтрат) сбрасывают с фильтр - пресса в канализацию. Влажный радиоактивный осадок собирают в корыте фильтр - пресса - в выгружном сборнике, откуда его направляют в шнековый смеситель 12, куда одновременно из бункера 13 подают пыль от руднотермической плавки, а из разгрузочного устройства гидроотстойника 2 - песочную фракцию нерастворимого остатка. Полученную смесь направляют в шнековый смеситель 14, куда из бункера дозатора 15 подают исходные магнийсодержащие оксидные материалы (серпентинит, и/или брусит, и/или магнезит), а из бака - дозатора 16 подают раствор и/или пульпу хлорида магния, например, сгущенную магнезиальную пульпу, образующуюся при очистке отходящих газов от СЬ и/или ПС1 магнезиальной суспензией. Полученную композиционную смесь затем подают в блок формования, термообработки и прессования 17.

В результате осуществления совокупности вышеуказанных операций отходы, содержащие токсичные металлы и радиоактивные вещества, превращаются в отвержденное состояние, т.е. в форму удобную для

ifoSil H-14/ 3.

водонерастворимое состояние, устойчивое к воздействию атмосферных

осадков, грунтовых и почвенных вод, не наносящее экологического ущерба окружающей среде и не оказывающего вредного влияния на здоровье населения и обслуживающего персонала.

Генеральный директор ООО Научно-производственной экологической фирмы//

«Эко-технология

I S А/ V-. -.

-..suoi- - jefel

w

1010.

Ю.П. Кудрявский

Claims (1)

1. Технологическая линия для переработки металлургических отходов, включающая ванну гидроудаления, гидроотстойник, бак - сборник для получения исходного концентрированного раствора (пульпы), фильтр-пресс, отличающаяся тем, что дополнительно содержит бак - сборник ванадийсодержащих сточных вод, соединенный с баком - сборником исходных хлоридных растворов, реактор для осаждения гидроксидов металлов, верхние патрубки которого соединены с баками - дозаторами высокомолекулярного флокулянта, раствора хлорида бария, сульфатсодержащего неорганического реагента и магензиального молока, а сливной патрубок образует соединение с фильтр-прессом, вывод из "корыта" фильтр-пресса направлен в шнековый смеситель, вход которого соединен с бункером пыли от рудно-термической плавки титансодержащих концентратов и патрубком разгрузочного устройства гидроотстойника, а выход направлен во второй шнековый смеситель, соединенный с бункером исходных магнийсодержащих оксидных материалов, баком - дозатором раствора и/или пульпы хлорида магния и с блоком формования, термообработки и прессования композиционной смеси.