Меню

Железосодержащая добавка при производстве цемента



научная статья по теме ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕЙ ДОБАВКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕМЕНТА ИЗ ОТХОДОВ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА Металлургия

Цена:

Авторы работы:

ЖИЛИН АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ

МУРЗИН АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ

ОСЕТРОВ ВЛАДИМИР ДМИТРИЕВИЧ

ТОПОРОВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ

Научный журнал:

Год выхода:

Текст научной статьи на тему «ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕЙ ДОБАВКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕМЕНТА ИЗ ОТХОДОВ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА»

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕЙ ДОБАВКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕМЕНТА ИЗ ОТХОДОВ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

© Топоров Владимир Александрович, технический директор, e-mail: ToporovVA@stv.ru; Осетров Владимир Дмитриевич; Мурзин Александр Владимирович, e-mail: Murzin@stv.ru; Жилин Александр Михайлович, e-mail: vip.zhilin@inbox.ru; Микурова М.И., e-mail: MikurovaMI@stv.ru

ОАО «Северский трубный завод». Россия, г. Полевской Свердловской обл. Константинов К.С., ООО «АГРОЦВЕТ». Россия, г. Полевской Свердловской обл. Статья поступила 15.04.2014

Описан способ утилизации пыли, оседающей в газоочистных фильтрах электросталеплавильной печи ОАО «СТЗ». Представлена технология изготовления железосодержащих гранул на основе этой пыли с добавлением рафинировочного шлака установки ковш-печь. Показано направление использования гранул при производстве портландцементного клинкера в качестве железосодержащей добавки. Показаны результаты испытаний гранул.

Ключевые слова: техногенные отходы; переработка и утилизация пыли дуговой сталеплавильной печи; использование рафинировочного шлака из установки ковш-печь; железосодержащий материал.

Проблема утилизации отходов предприятий особенно актуальна в горно-металлургической промышленности. Техногенные отходы, кроме их негативного влияния на природную и социальную среду, все в большей степени влияют на экономику самих предприятий.

В течение последних нескольких лет специалисты Северского трубного завода осуществляют поиск решений для снижения влияния сталеплавильных отходов на окружающую среду. Одним из приоритетных направлений для завода стала утилизация пыли дуговой сталеплавильной печи (ДСП), уловленной газоочистными сооружениями. Сегодня очистка отходящих газов ДСП на заводе осуществляется с помощью рукавных фильтров. Уловленная пыль перевозится в закрытом контейнере автотранспортом в места временного хранения.

Было установлено, что пыль печи может быть использована как железосодержащий материал при производстве портландцементного клинкера. Потребность цементной промышленности в такой добавке обусловлена недостатком железа в глинах региона. В пыли же содержание закиси железа достигает 60% и более, т.е. она может быть использована разными региональными производителями указанного продукта.

Дальнейшие работы проводились совместно со специалистами завода «Невьянский цемент-ник». Были определены основные требования к новому железосодержащему материалу. Недостатками исходной пыли являются ее затрудненное открытое хранение, транспортировка и погру-зочно-разгрузочные работы, особенно в зимний период, так как она легко разносится ветром, слеживается и размывается. Для исключения этих недостатков был опробован способ окомкования сыпучих материалов — грануляция. Выбор этого способа был обусловлен легкостью его осуществления, так как пыль имеет высокую удельную площадь поверхности, в ее составе присутствуют оксиды кальция и комплексные соединения, которые при добавлении воды связываются. И, кроме того, грануляция является одним из самых малозатратных технологических процессов.

Опыты по гранулированию проводили в бетономешалке объемом 2 м3, в которой пыль, орошаемая водой, окомковывалась в гранулы. В качестве дополнительного связующего материала был использован рафинировочный шлак установки ковш-печь в количестве до 8-10 об.%. Особенностью высокоосновного шлака является его самораспад при остывании до мелкодисперсного

состояния. Такое свойство шлака обусловлено высоким содержанием двухкальциевого силиката — 2(СаО)-(8Ю2), при остывании претерпевающего полиморфные превращения, что приводит к увеличению объема примерно на 10-12%. Другой особенностью рафинировочного шлака установки ковш-печь является близость его химического и минералогического состава ко составу портлан-дцементного клинкера, что в комплексе с его мелкодисперсным состоянием придает шлаку некоторые вяжущие свойства.

В результате лабораторных работ были подобраны соотношение и гранулометрический состав исходных материалов, оптимизированы расход воды и размещение точек ее подвода, а также определены другие технологические параметры, необходимые для получения гранул необходимого качества. Полученные гранулы (см. рисунок) были достаточно прочными, что дало возможность снизить трудозатраты на загрузочные работы, осуществлять транспортировку навалом, а также обеспечить хранение гранул в течение длительного времени. При попадании в воду полученные гранулы не только не размягчаются, но еще более упрочняются.

Читайте также:  Защитные средства для цементных швов

Свойства гранул были определены по методике ГОСТ 8269.0-97 для фракции 5-20 мм в лабо-

ратории по испытанию строительных материалов ООО «Ремонтно-строительный центр».

Результаты испытания гранул приведены ниже:

Наименьший номинальный размер зерен, полный

остаток на сите й, мм 75,44

Содержание пылевидных и глинистых частиц, % 1,6 Насыпная плотность, кг/м3 1387

Истираемость в полочном барабане, % 44,48

Устойчивость структуры против силикатного,

сульфидного и известкового распада, % 5,3

Морозостойкость, цикл 50

Образцы гранул разного химического состава, полученные в разное время, неоднократно подвергались лабораторным испытаниям на предприятии ОАО «Невьянский цементник». После серий испытаний были получены оптимальный химический состав, размер, механические характеристики гранул железосодержащей добавки, которые отвечают требованиям потребителя. Результаты химического анализа проб железосодержащих гранул, полученные ЗАО «Невьянский цементник», приведены ниже, %: ППП — 6,8; БЮ2 — 5,12; А12О3 — 1,81; Бе2О3 — 53,31; СаО — 16,43; МgO — 5,10; БО3 — 1,44.

Заключение. Полученные гранулы успешно прошли экспертизу «Центра гигиены и эпидемиологии в Свердловской области» о соответствии продукции гигиеническим нормам (экспертное заключение № 18-1-07-176 II от 06.08.2012 г.).

В настоящее время одно из реструктурированных предприятий «Северского трубного завода» ООО «Агроцвет» приобрело гранулятор для изготовления первых 60 т гранул. Этот объем необходим для проведения промышленных испытаний. После проведения испытаний на цементном заводе и при получении положительных результатов планируется промышленное внедрение разработанной технологии.

PREPARATION OF IRON-BEARING ADDITIVE FROM WASTES OF STEELMAKING FOR CEMENT PRODUCTION

©Toporov V.A.; Osetrov V.D.; Murzin A.V.; Zhilin A.M.; Mikurova M.I.; Konstantinov K.S.

The problem of processing of dust from electric arc furnace JSC «Seversky Tube Works» is described. The technology of S production of iron-bearing pellets based on of gas-cleaning dust with the ladle furnace refining slag addition is presented. The direction of pellets usage in the production of portland cement clinker as iron-bearing additive is shown. The results g of pellets tests are given.

Keywords: industrial waste; recycling and recovery of electric arc furnace dust; the use of refining slag from ladle furnace; £ the iron-bearing material. |

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Пoхожие научные работы по теме «Металлургия»

ДЕМИН БОРИС ЛЕОНИДОВИЧ, ЖИЛИН АЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ, МУРЗИН АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ, СОРОКИН ЮРИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ, СТЕПАНОВ АЛЕКСАНДР ИГОРЕВИЧ, ЩЕРБАКОВ ЕВГЕНИЙ НИКОЛАЕВИЧ — 2014 г.

ДОРОНИН ИЛЬЯ ЕВГЕНЬЕВИЧ, СВЯЖИН АНАТОЛИЙ ГРИГОРЬЕВИЧ — 2010 г.

ДЕРЕВЯНКО А.В., ЗАЙЦЕВ В.А., СТЕПАНЧИКОВА И.Г. — 2014 г.

КЛАЧКОВ АЛЕКСАНДР АНАТОЛЬЕВИЧ, ТЮТЮНИК СЕРГЕЙ ВЛАДИСЛАВОВИЧ — 2014 г.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Железосодержащая добавка

Железосодержащие добавки применяют на большинстве цементных заводов, кремнеземистые добавки — значительно рейсе, а глиноземные-только в единичных случаях при использовании в качестве сырьевого компонента белитового шлама. [1]

В качестве железосодержащей добавки обычно используют пи-ритные огарки с сернокислотных заводов, реже — колошниковую пыль доменных печей. В качестве глиноземистой добавки используют богатые глиноземом маложелезистые глины, боксит. Кремнеземистой добавкой служат кварцевые пески, опока, трепел. [2]

Совершенствование кристаллической структуры графита введением железосодержащих добавок широко обсуждается в литературе. Вопросы оптимизации технологии изготовления графитировздной продукци предусматривают выбор необходимого размера частиц добавок. [3]

Кроме того, требуется введение меньшего количества железосодержащих добавок в цементную сырьевую смесь, так как их роль выполняет металлопродукт шин. [4]

Читайте также:  Соседи сверху залили цементом

В технологии производства керамических строительных материалов и изделий находят применение железосодержащие добавки , в том числе осадки сточных вод гальванических производств. [5]

Цементная промышленность постоянно ощущает острый дефицит доменных гранулированных шлаков и железосодержащих добавок . Это стимулирует работы по использованию мартеновских, конвертерных, ферросплавных и других металлургических шлаков. В частности, обеэ-меженный методом флотации отвальный шлак медной отражательной плавки на штейн с 1995 г. применяется на Сухоложском цементном заводе в количестве 3 5 — 4 % взамен — 2 5 % пиритных огарков. [6]

Порошки изготовляют из природного магнезитового сырья без добавки или с железосодержащей добавкой . [7]

Данный случай близок к варианту корректирования по КН и га при введении железосодержащих добавок . Поскольку, гли-ноземсодержащие добавки ( обычно бокситы) дефицитны и дороги, такой вариант используется редко. Однако при использовании нефелинового шлама в качестве сырьевого компонента такой вариант реализуется и шихта составляется из известняка, нефелинового шлама и боксита. [8]

Для кладки высокотемпературных зон стекловаренных печей, в которых не допускается переход соединений железа из огнеупора в стекломассу, применяют высокоплотный высококремнеземистый динас без железосодержащих добавок . [9]

Традиционными сырьевыми материалами для производства порт-ландцементного клинкера, основного ( 65 — 100 % по массе) компонента портландцемента, служат, %: 70 — 75 известняка, 20 — 25 глины, 3 — 5 железосодержащих добавок . [10]

Так, заявлено использование сталеплавильных шламов в производстве цемента ( Сырьевая. Здесь пыль подают в качестве железосодержащей добавки в цементную сырьевую смесь. Потребность в железосодержащих добавках составляет 3 — 5 % от массы цемента, или 1 0 — 1 5 млн т в целом по России. [11]

В противоположность уже рассмотренным газовыде-ляющим добавкам железосодержащие добавки вызывают расширение только после того, как растворы затвердели. Два основных типа добавок — способствующие коррозии или предотвращающие ее — обычно используются в составах, работающих в условиях как органиченного, так и неограниченного расширения. [12]

Таким образом, при введении катализатора в состав смесевого топлива первоначальное его действие осуществляется в конденсированной фазе, где происходит интенсификация скорости окисления продуктов разложения смеси. Наблюдаемые в пламени интенсивные линии FeO, Fe и оплошные участки излучения частиц Рб2Оз позволяют оделать вывод об общности механизма каталитического участия железосодержащих добавок в химических реакциях при горении. Последовательное воздействие катализатора на конденсированную и газовую фазы приводит к изменениям закономерностей горения смесевого топлива. [13]

Силосы для корректирования оборудуются усиленными аэрирующими устройствами, позволяющими не только поддерживать сырьевую муку в текучем состоянии в период выпуска из силоса, но и усреднять ее. В случае отклонения состава смеси от заданного из емкостей, расположенных над силосами, добавляется определенное количество известняковой муки или специально приготовленной смеси известняковой муки с железосодержащей добавкой , после чего сырьевая смесь вновь усредняется и направляется в запасные силосы на хранение. В запасном силосе в течение всего периода его заполнения и хранения происходит аэрирование сырьевой смеси сжатым воздухом. После заполнения силоса и проверки химического состава шихта может подаваться в печь. Транспортирование усредненных порций сырьевой смеси в запасные силосы и подача готовой сырьевой муки в печь осуществляются пневматическим способом при помощи аэрожелобов и пневматических насосов. При корректировании сырьевых смесей в потоке происходит усреднение сырьевых материалов перед помолом и обеспечивается точная весовая дозировка поступающих в мельницу компонентов шихты. [14]

Силосы для корректирования оборудуются усиленными аэрирующими устройствами, позволяющими не только поддерживать сырьевую муку в текучем состоянии в период выпуска силоса, но и усреднять ее. В случае отклонения состава смеси от заданного из емкостей, расположенных над силосами, добавляется определенное количество известняковой муки или специально приготовленной смеси известняковой муки с железосодержащей добавкой , после чего сырьевая смесь вновь усредняется и направляется в запасные силосы на хранение. В запасном силосе в течение всего периода его заполнения и хранения происходит аэрирование сырьевой смеси сжатым воздухом. После заполнения силоса и проверки химического состава шихта может подаваться в печь. Транспортирование усредненных порций сырьевой смеси в запасные силосы и подача готовой сырьевой муки в печь осуществляются пневматическим способом при помощи аэрожелобов и пневматических насосов. При корректировании сырьевых смесей в потоке происходит усреднение сырьевых материалов перед помолом и обеспечивается точная весовая дозировка поступающих в мельницу компонентов шихты. При этом усреднение сырьевой шихты осуществляется одностадийно в смесительных силосах большой вместимости, которые также оборудуются усиленными аэрирующими устройствами. [15]

Читайте также:  Как быстро высушить цементную стяжку

Источник

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИЕ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ ДОБАВКИ

Традиционными видами корректирующей железосодержащей добавки являются пиритные (колчеданные) огарки и колошниковая пыль, характеризующиеся довольно высоким содержанием оксидов железа. В последнее время установлена возможность применения для этой цели и материалов с меньшим содержанием Fe2O3, как природных (базальты), так и техногенных (шламы глиноземного производства). Эффективность их применения заключается в том, что повышенное, по сравнению с традиционным железосодержащим сырьем, содержание глинозема делает возможным полное или частичное сокращение доли глинистого сырья в составе сырьевой смеси.

В качестве железосодержащего компонента могут быть использованы и шлаки цветной металлургии. Несмотря на значительно меньшие масштабы производства цветных металлов по сравнению с черными, количество шлаков цветной металлургии велико. Стоимость хвостохранилищ и шлаковых отвалов на большинстве комбинатов цветной металлургии превышает стоимость сооружения карьеров и достигает 30—40 % стоимости обогатительного цикла. Экономический ущерб, наносимый сельскому, лесному, водному хозяйствам, очень существен; от 1 т отходов цветной металлургии экономический ущерб, в 2—6 раз больший, чем 1 т отходов черной металлургии и энергетики.

Шлаки от выплавки меди, титана и никеля преимущественно кислые с повышенным содержанием SiO2 (30—50 % по массе и более) и FeO (14—47 % по массе) и весьма небольшим — СаО (5—23). Содержание серы в шлаках не превышает 1—3 % по массе (табл. 1.20). Основными минералами таких шлаков являются фаялит, магнетит, сульфиды и минералы группы пироксенов. Прн грануляции шлаки застывают практически полностью в виде стекла, а в медленно охлажденных отвалах шлаков содержится до 20—40 % стекловидной фазы.

Сравнение химических составов традиционных железистых добавок, вводимых в цементную сырьевую смесь, с составами шлаков цветной металлургии показывает, что последние содержат меньше железа в пересчете на оксид. Вместе с тем, в состав шлаков входит значительно больше кремнезема, что позволяет снизить расход глины, а при повышенном содержании оксида кальция — и части карбонатного компонента. Отклонения в содержании основных компонентов в медеплавильном шлаке не превышает 20 %, что выгодно отличает их от других применяемых при производстве цементов материалов. Характерной особенностью медеплавильных шлаков является наличие в их составе соединений цинка, медн, свинца, серы и магния, что способствует интенсификации процессов клинкерообразования и повышению качества цемента.

Замена огарков никелевым шлаком (комбинат «Сухоложскцемент») приводит к уменьшению выхода глины на 1 т клинкера в 3,6 раза, а извести — на 65 кг. Кроме того, влажность шлама при одинаковой растекаемости снижается на 3 %. Все это обеспечивает уменьшение теоретического расхода топлива на сушку шлама и обжиг клинкера на 12,5 %. Допустимо использование никелевых шлаков грубого помола (остаток на сите 008 30—50 %) без отрицательных последствий в процессе обжига клинкера. Введение в сырьевую смесь никелевого шлака обеспечивает увеличение производительности вакуум- фильтра в 4 раза. Следовательно, применение шламов, содержащих никелевый шлак, весьма зффективно и при полусухом способе производств.

Шлаки цветной металлургии плавятся при невысоких температурах, образуя расплав, что должно благоприятно отразиться на процессах, происходящих при обжиге.

Источник