SU692789A1 - Способ переработки металлургических шлаков - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ИШАКОВ

Изббретение относитс  к перерабоke шлаков в металлургическом производстве .

Известны спсЬсобы первичной перерботки (например, гранул ции) металлургических шлаков путем обработки шлакового расплава водой, последующей сепарации твердой фазы (продукт талакопереработки) от воды, а вода повторно используетс  дл  переработки шлакового расплава l.

Недостатком этих способов  вл етс  то, что из продуктов шлакопереработки при их хранении в атмосферу выдел етс  сероводород,  вл ющийс  весьма токсичным веществом, предельно допустима  максимально разова  концентраци  которого в воздухе населенных пунктов составл ет О,008 мг/м. Поскольку выделение сероводорода из влажных продуктов первичной переработки шлака происходит в приземном слое воздуха , то концентраци  HjS во многих случа х превышает допустимые санитарные . Кроме того, большие количества сероводорода выдел ютс  в атмосферу с парогазовой смесью, образующейс  при переработке шлакового расплава.

Последний недостаток в некоторой степени устранен в способе припечной.гранул ции доменных шлаков , при котором парогазовую смесь пропускают через полый скруббер, где орошают циркулирующей жидкостью, содержащей известь Са(ОН)2 . При этом из парогазовой смеси отмываетс  сероводород, переход щий в ви0 де сульфида и гидросульфида кальци  в состав гранулированного шлаКа 2.

Недостатком этого способа  вл етс  то, что в результате улавливани  сернистых соединений из парога5 зовой смеси снижаетс  водородный показатель (рН) и щелочность циркулирующей жидкости, что ухудшает поглотительную способность жидкости . Кроме того, продукт переработки

0 расплава - гранулированный шлак обогащаетс  сульфидом и гидросульфидом кальци ,что увеличивает количество сероводорода, выдел ющегос  в атмосферу при хранении влаж5 ного шлака или при увлажнении (например, атмосферными осадками) сухого продукта по следующим реакци м

CaS + 2Н2О--Са(ОН) + HgSI

0

Ca(H5)j+ HjO-«-Ca(OH)j +

.3

Рапновосие привеленнр Х реакций посто нно сдвинуто вправо в реэуль тате нейтрализации Са(ОН)2 углекислотой , содержащейс  в воздухе. Наиболее близким по технической

сущности к изобретению  вл етс  способ переработки металлургических шлаков путем обработки шлакового .расплава водой, продувки водно-шлаковой смеси, отход щей при обрабэтке парогазовой смесью, и последующей сепарации твердых продуктов от воды с возвращением отделенной воды на повторное исползование 3 .

. Однако при этом способе может быть достигнуто только предотвращение выделени  сероводорода в атмосферу .с парогазовой смесью. Выделение сероводорода в атмосферу из продуктов шлакопереработки при этом не предотвращаетс  по той причине , что сульфид кальци  полностью и без превращени  в другие химические соединени  остаетс  в составе переработанного шлака, что объ сн етс  отсутствием кислорода в парогазовой смеси, которой продувают водно-шлаковую пульпу, и замкнутостью цикла по воде в системе гранул ции, в св зи с чем устанавливаетс  равновесное состо ние реакции гидролиза CaS с образованием Са(Н5)2 Са(ОН)2.

После выгрузки шлака из емкости-гранул тора - это равновесие сразу же нарушаетс , поскольку Са(ОН)2 , содержащийс  в граншлаке , нейтрализуетс  углекислотой воздуха, в св зи с чем во влажном (остаточна  влажность шлака или влага атмосферных осадков) граншлаке равновесие реакции гид .: ролиза CaS сдвигаетс  в сторону образовани  сероводорода.

Целью изобретени   вл етс  снижение выделени  сернистых соединений в атмосферу.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе переработки металлургических шлаков путем обработки шлакового расплава водой, продувки водно-шлаковой смеси и последующей сепарации твердых продуктов от воды с .возвращением отделенной воды .на повторное использование , продувку водно-шлаковой смеси осуществл ют при температуре 50-90с стру ми воздуха со скоростью 0,3-1 в расчете на 1 смеси при высоте его 1-2 м.

В результате продувки водношлаковой ПУЛЬПЫ, имеющей температуру 50-90 С, воздухом происходит окисление раствореннбго в воде гиросульфида кальци  с образованием

/B

тиосульфата кальци  (СаВуО : Ca(HS)2 + ЛОз--CaSgOj

Ь°

В результате уменьшени  концентрации гидросульфида кальци  Са(Н5), в воде повышаетс  растворимость сульфида кальци  по реакции, равновесие которой сдвинуто вправо:

2Са5 + (HS)2 +Са(ОН)2

Образующийс  гидросульфид также окисл етс  кислородом продуваемого воздуха, а в циркулирующей воде возрастает концентраци  щелочи Са(ОН)2 , что повьйаает ее водородный показатель (рН) и поглотительную емкость по отношению к соеди- нени м серы, улавливаемым из отход щей парогазовой смеси. Образующа с  при гидролизе известь частично нейтрализуетс  углекислотой, содержащейс  в воздухе, продуваемом через слой водно-шлаковой пульпы. Однако сравнительно простые эксперменты показали, что при скорости подачи воздуха на продувку в пределах 0,3-1 нм в минуту в расчете на 1 м горизонтального сечени  емкости при высоте барботируемого сло  жидкости соответственно 2-1 м (за вычетом высоты сло  пены), при гидролизе Са5 образуетс  значительн больше Са(ОН)2 , 4ем нейтрализуетс  углекислотой продуваемого воздуха (при содержании частиц шлака 100150 г в литре пульпы).

При скорости подачи воздуха менее 0,3 .м пульпа перемешиваетс  слабо, что ухудшает степень десульфурации шлака.. При общеприн том весовом соотношении воды и перерабатываемого шлака в пределах вода-шлак- 6-10 увеличение расхода воздуха свыше 1 нмVмин м 2 незначительно увеличивает количество кислорода, раствор ющегос  в воде и принимающего участие в реакции окислени  гидросульфида кальци . Поэтому увеличение расхода воздуха более 1 нм /мин-м можно считать нецелесообразным. Высота сло  жидкости (без учета сло  пены) должна составл ть примерно 1-2 метра, в зависимости от расхода воздуха (увеличива сь при уменьшении расхода воздуха). При этом обеспечиваетс  поверхность контакта газовой и жидкой фаз. Достаточна , чтобы не. лимитировать скорость диффузии кислорода из воздуха в жидкость , а также создаетс  достаточное врем  пребывани  водно-шлаковой пульпы в продуваемом слое (не менее 5-10 мин).

Тиосульфат кальци , накапливающийс  в циркулирующей жидкости, постепенно разлагаетс  в присутствии окислителей с образованием элементарной серы и сульфата кальци .