Леярски отпадъци. Pobokina ep анализ на ресурсоспестяващи технологии и подобряване на процесите на обезвреждане на отпадъците от леярското производство на машиностроителния и металургичния комплекс електронна библиотека. Вижте какво е "леярски отпадъци".

26.11.2019

Предложеният метод се състои в това, че предварителното раздробяване на изходния материал се извършва селективно и ориентирано с концентрирана сила от 900 до 1200 J. В процеса на обработка избраните прахообразни фракции се затварят в затворен обем и упражняват механично въздействие. въздействие върху тях до получаване на фино диспергиран прах със специфична повърхност най-малко 5000 cm 2 / g. Инсталацията за осъществяване на този метод включва устройство за раздробяване и пресяване, изпълнено под формата на дистанционно управляем манипулатор, на който е монтиран хидропневматичен ударен механизъм. Освен това инсталацията съдържа херметичен модул, свързан със системата за селекция на прахови фракции, имащ средство за преработка на тези фракции във фин прах. 2 сек. и 2 z. стр. f-ly, 4 ил., 1 табл.

Изобретението се отнася до леярското производство и по-специално до метод за обработка на отлети твърди шлаки под формата на бучки с метални включвания и инсталация за цялостна обработка на тези шлаки. Този метод и инсталация позволяват почти пълното оползотворяване на преработените шлаки, а получените крайни продукти - търговска шлака и търговски прах - могат да се използват в промишленото и гражданското строителство, например за производството на строителни материали. Отпадъците, генерирани по време на преработката на шлаката под формата на метал и натрошена шлака с метални включвания, се използват като шихтови материали за топилни агрегати. Обработката на отлети твърди шлакови бучки, надупчени с метални включвания, е сложна, трудоемка операция, която изисква уникално оборудване, допълнителни енергийни разходи, следователно шлаките практически не се използват и се извозват на депа, влошавайки околната среда и замърсявайки околен свят. Особено важно е разработването на методи и инсталации за осъществяване на пълна безотпадна преработка на шлаката. Има редица методи и инсталации, които частично решават проблема с преработката на шлаката. По-специално, известен е метод за обработка на металургични шлаки (SU, A, 806123), който се състои в раздробяване и пресяване на тези шлаки до фини фракции в рамките на 0,4 mm, последвано от разделяне на два продукта: метален концентрат и шлака. Този метод за обработка на металургични шлаки решава проблема в тесен диапазон, тъй като е предназначен само за шлаки с немагнитни включвания. Най-близък по техническа същност до настоящото изобретение е метод за механично отделяне на метали от шлака от металургична пещ (SU, A, 1776202), включващ раздробяване на металургична шлака в трошачка и в мелници, както и разделяне на фракциите от шлака и регенериран метал според разликата в плътността във водна среда в рамките на 0,5-7,0 mm и 7-40 mm със съдържание на желязо в метални фракции до 98%

Отпадъците от този метод под формата на фракции от шлака след пълно изсушаване и сортиране се използват в строителството. Този метод е по-ефективен по отношение на количеството и качеството на извлечения метал, но не решава проблема с предварителното раздробяване на изходния материал, както и получаването на търговска шлака с високо качество по отношение на фракционния състав за производство, например строителни продукти. За прилагането на такива методи, по-специално, е известна производствена линия (SU, A, 759132) за разделяне и сортиране на отпадъчни металургични шлаки, включително устройство за зареждане под формата на захранващ бункер, вибриращи сита над приемните бункери, електромагнитни сепаратори, хладилни камери, барабанни сита и устройства за придвижване на извлечените метални предмети. Тази производствена линия обаче също не предвижда предварително раздробяване на шлаката под формата на шлакови бучки. Известно е също устройство за пресяване и раздробяване на материали (SU, A, 1547864), включващо вибрационно сито и рамка с монтирано над него раздробяващо устройство, направено с отвори и монтирано да се движи във вертикална равнина, а раздробяващото устройство е изработени под формата на клинове с глави в горната им част, които са монтирани с възможност за движение в отворите на рамката, като напречният размер на главите е по-голям от напречния размер на отворите на рамката. В тристенна камера рамка се движи по вертикални водачи, в които са монтирани раздробяващи устройства, свободно висящи на главите. Площта, заета от рамката, съответства на площта на вибриращото сито, а раздробяващите устройства покриват цялата площ на решетката на вибриращото сито. Подвижната рамка с помощта на електрическо задвижване се търкаля по релсите върху вибриращото сито, върху което е монтиран блок от шлака. Раздробяващите устройства при гарантирана междина преминават над блока. При включено вибросито трошачните устройства заедно с рамката се спускат, без да срещат препятствие, по цялата дължина на плъзгане до 10 мм от виброситото, други части (клинове) на трошачното устройство, след като се сблъска с препятствие под формата на повърхност на шлаков блок, остава на височината на препятствието. Всяко раздробяващо устройство (клин), когато удари буца шлака, намира своята точка на контакт с нея. Вибрацията от ситото се предава през лежащ върху него блок от шлака в точките на контакт на клиновете на трошачните устройства, които също започват да трептят в резонанс във водачите на рамката. Разрушаването на бучката шлака не се случва и има само частично изтриване на шлаката върху клиновете. По-близо до решението на предложения метод е описаното по-горе устройство за разделяне и сортиране на сметищни и леярски шлаки (RU, A, 1547864), включващо система за доставяне на изходния материал до зоната за предварително раздробяване, извършвана от устройство за пресяване и трошачни материали, изпълнени под формата на приемен бункер с монтиран над него вибросито и устройства за директно раздробяване на шлаката, вибротрошачки за допълнително смилане на материала, електромагнитни сепаратори, вибросито, складови резервоари за сортирана шлака с дозатори и транспортни устройства. В системата за подаване на шлака е предвиден механизъм за накланяне, който приема шлаката с охладения шлаков блок в нея и я подава към зоната на вибриращото сито, избива шлаковия блок върху вибриращото сито и връща празната шлака във вибриращото сито . начална позиция . Горните методи и устройства за тяхното прилагане използват опции за раздробяване и оборудване за преработка на шлака, при което се отделят неизползваеми прахови фракции, които замърсяват почвата и въздуха, което значително влияе върху екологичния баланс на околната среда. Изобретението се основава на задачата за създаване на метод за обработка на шлаки, при който предварителното раздробяване на изходния материал, последвано от сортирането му в намаляващи размери на фракцията и селекцията на получените прахообразни фракции, се извършва по такъв начин, че става възможно пълното оползотворяване на преработените шлаки, както и създаването на инсталация за прилагане на този метод. Този проблем е решен в метод за преработка на леярски шлаки, включващ предварително раздробяване на изходния материал и последващото му сортиране в намаляващи фракции за получаване на търговска шлака с едновременна селекция на получените прахообразни фракции, при което съгласно изобретението се извършва предварително раздробяване извършва се селективно и ориентирано с концентрирана сила от 900 до 1200 J, а избраните пулверизирани фракции се затварят в затворен обем и оказват механично въздействие върху тях до получаване на фин прах със специфична повърхност най-малко 5000 cm 2 /g се получава. Препоръчително е да се използва фино диспергиран прах като активен изпълнител за изграждане на смеси. Това изпълнение на метода дава възможност за пълна обработка на леярски шлаки, което води до два крайни продукта - търговска шлака и търговски прах, използвани за строителни цели. Проблемът се решава и с инсталация за реализиране на метода, включваща система за подаване на изходния материал до зоната за предварително раздробяване, устройство за раздробяване и пресяване, вибрационни трошачки с електромагнитни сепаратори и транспортни устройства, които смилат и сортират материал в намаляващи фракции, класификатори на едри и фини фракции и система за подбор на прахообразни фракции, при която съгласно изобретението устройството за раздробяване и пресяване е изпълнено под формата на дистанционно управляем манипулатор, върху който е хидро- е монтиран пневматичен ударен механизъм и в инсталацията е монтиран запечатан модул, свързан със системата за селектиране на прахови фракции, имащ средство за преработка на тези фракции във фин прах. За предпочитане, каскада от последователно подредени винтови мелници се използва като средство за обработка на пулверизирани фракции. Един от вариантите на изобретението предвижда инсталацията да има система за връщане на обработения материал, монтирана в близост до класификатора на едри фракции, за допълнителното му смилане. Такова изпълнение на инсталацията като цяло позволява преработка на леярски отпадъци с висока степен на надеждност и ефективност и без високи енергийни разходи. Същността на изобретението е следната. Отлятите леярски шлаки се характеризират със здравина, тоест устойчивост на разрушаване в случай на вътрешни напрежения, които се появяват в резултат на всяко натоварване (например по време на механично компресиране) и могат да бъдат приписани по отношение на якостта на натиск (якост на натиск) към скали със средна якост и здрави . Наличието на метални включвания в шлаката укрепва монолитния блок, укрепвайки го. Описаните по-рано методи за унищожаване не отчитат якостните характеристики на унищожавания изходен материал. Силата на счупване се характеризира със стойността P = натиск F, където P е силата на счупване при натиск, F е площта на приложената сила, беше значително по-ниска от якостните характеристики на шлаката. Предложеният метод се основава на намаляване на областта на приложение на силата F до размерите, определени от якостните характеристики на материала, използвания инструмент и избора на сила P. Вместо статичните сили, използвани в горните технически решения , настоящото изобретение използва динамични сили под формата на насочен, ориентиран удар с определена енергия и честота, което като цяло повишава ефективността на метода. Емпирично избрани параметри на честотата и енергията на ударите в диапазона 900-1200 J с честота 15-25 удара в минута. Такава техника на трошене се осъществява в предложената инсталация с помощта на хидропневматичен ударен механизъм, монтиран на манипулатора на устройство за трошене и пресяване на шлака. Манипулаторът осигурява натиск върху обекта на унищожаване на хидропневматичния ударен механизъм по време на неговата работа. Регулирането на приложеното усилие за раздробяване на шлакови бучки се извършва дистанционно. В същото време шлаката е материал с потенциални свързващи свойства. Способността им да се втвърдяват се появява главно под действието на активиращи добавки. Съществува обаче такова агрегатно състояние на шлаките, когато потенциалните свързващи свойства се проявяват след механични въздействия върху фракциите на преработената шлака до получаване на определени размери, характеризиращи се със специфичната повърхност. Получаването на висока специфична повърхност на натрошените шлаки е съществен фактор за придобиването на тяхната химическа активност. Проведените лабораторни изследвания потвърждават, че значително подобряване на качеството на шлаката, използвана като свързващо вещество, се постига по време на смилането, когато нейната специфична повърхност надвишава 5000 cm 2 /g. Такава специфична повърхност може да се получи чрез механично въздействие върху избраните прахови фракции, затворени в затворен обем (затворен модул). Това действие се извършва с помощта на каскада от винтови мелници, разположени последователно в херметичен модул, постепенно превръщайки този материал във фин прах със специфична повърхност над 5000 cm 2 /g. По този начин предлаганият метод и инсталация за преработка на шлаки позволяват почти пълното им оползотворяване, в резултат на което се получава търговски продукт, който се използва по-специално в строителството. Интегрираното използване на шлаката значително подобрява околната среда, а също така освобождава производствени площи, използвани за сметища. Във връзка с увеличаване на степента на използване на преработените шлаки, цената на произведените продукти се намалява, което съответно повишава ефективността на използваното изобретение. На фиг. 1 схематично показва в план инсталация за осъществяване на метода за обработка на шлаката съгласно изобретението; на фиг. 2 раздел A-A на фиг. един;

На фиг. 3 изглед B на фиг. 2;

На фиг. четири раздел B-Bна фиг. 3. Предложеният метод осигурява пълна безотпадна преработка на шлаката за получаване на търговска натрошена шлака от необходимите фракции и пулверизирани фракции, преработени във фин прах. Освен това се получава материал с метални включвания, който се използва повторно в топилни агрегати на линейно и металургично производство. За да направите това, отлят блок от заготовки с метални включвания е предварително ориентиран, смачкан с концентрирана сила от 900 до 1200 J върху вибриращ екран с неуспешна решетка. Метал и шлака с метални включвания, чиито размери повече размериотворите на решетката на виброситото се вземат с магнитна плоча на крана и се съхраняват в контейнер, а парчетата шлака, останали върху виброситото, се изпращат за по-фино раздробяване във виброчелюстна трошачка, разположена в непосредствена близост до виброситото. екран. Натрошеният материал, който е паднал през повредената решетка, се транспортира през система от виброчелюстни трошачки с селекция на метал и шлака с метални включвания чрез електромагнитни сепаратори за по-нататъшно смилане и сортиране. Размерът на непреминалите парчета през повредената решетка е от 160 до 320 мм, а на тези, които са преминали от 0 до 160 мм. На следващите етапи шлаката се раздробява до фракции с размер 0-60 mm, 0-12 mm и се взема шлаката с метални включвания. След това натрошената шлака се подава към класификатора на груби фракции, където се извършва селекцията на материал с едрина 0-12 и над 12 mm. По-едрият материал се изпраща към системата за връщане за повторно смилане, а материалът с размер 0-12 mm се изпраща по протежение на главния технологичен поток към класификатор за фина фракция, където се избира прахообразна фракция 0-1 mm, която се събира в запечатан модул за последващо излагане и получаване на фино диспергиран прах със специфична повърхност над 5000 cm 2 /g, използван като активен пълнител за строителни смеси. Материалът с размер 1-12 мм, избран на класификатора за фини фракции, е търговска шлака, която се изпраща в резервоари за съхранение за последващо изпращане до клиента. Съставът на тази търговска шлака е показан в таблицата. Избраните фракции шлака с метални включвания се връщат в топилния цех за претопяване чрез допълнителен технологичен поток. Съдържанието на метал в натрошените шлаки, избрани чрез магнитна сепарация, е в диапазона 60-65%

Финият прах, използван като активен пълнител, се включва в състава на свързващото вещество, например за производство на бетон, където пълнителят е натрошена леярска шлака с размер на фракцията 1-12. Изследването на качествените характеристики на получения бетон показва повишаване на неговата якост при изпитване за устойчивост на замръзване след 50 цикъла. Методът за обработка на шлаката, описан по-горе, може да бъде успешно възпроизведен на инсталация (фиг. 1-4), съдържаща система за доставяне на шлака от топилната фабрика до зоната за предварително раздробяване, където има накланящо устройство 1, вибриращ екран 2 с неуспешно устройство. -магнитна решетка 3 и дистанционно управляван манипулатор 4 са разположени от дистанционното управление (С). Манипулаторът 4 е снабден с хидропневматичен ударен механизъм под формата на нож 5. За да се осигури по-надеждно раздробяване на изходния материал до необходимия размер, вибрационен бункер 6 и челюстна трошачка 7 са разположени в близост до вибросито 2 В допълнение, кран 8 е монтиран в зоната за раздробяване, за да отстрани извънгабаритните метални парчета, останали върху решетката за разрушаване 3. Натрошеният материал, използвайки система от транспортни устройства, по-специално лентови транспортьори 9, се движи по протежение на основния технологичен поток (показан на фиг. 1 с контурна стрелка), по пътя на който са монтирани последователно виброчелюстни трошачки 10 и електромагнитни сепаратори 11, осигуряващи смилане и сортиране на шлаката чрез намаляване на фракциите до зададените размери. По пътя на основния технологичен поток са монтирани класификатори 12 и 13 за едри и фини фракции на трошена шлака. Инсталацията също така предполага наличието на допълнителен технологичен поток (показан на фиг. 1 с триъгълна стрелка), включващ система за връщане на материал, който не е натрошен до необходимия размер, разположен в близост до класификатора 12 за едра фракция и състоящ се от конвейери и челюстна трошачка 14, перпендикулярни един на друг, а също и система 15 за отстраняване на магнетизирани материали. Акумулаторите 16 на получената търговска шлака и запечатан модул 17 са монтирани на изхода на основния технологичен поток, свързани към системата за събиране на прах, направена под формата на контейнер 18. Вътре в модула 17 има каскада от винтови мелници 19 е последователно разположен за обработка на пулверизирани фракции във фин прах. Устройството работи по следния начин. Резервоарът за шлака 20 с охладена шлака се подава, например, от товарач (не е показан) в работната зона на инсталацията и се поставя върху количката на наклонителя 1, който го преобръща върху решетката 3 на вибриращия екран 2, избива шлаковия блок 21 и връща шлаката в първоначалното й положение. След това празната шлака се отстранява от наклонителя и на нейно място се монтира друга с шлака. След това манипулаторът 4 се довежда до вибриращото сито 2 за раздробяване на бучката шлака 21. Манипулаторът 4 има шарнирна стрела 22, на която шарнирно е закрепен фреза 5, раздробяваща бучката шлака на парчета с различни размери. Тялото на манипулатора 4 е монтирано върху подвижна носеща рамка 23 и се върти около вертикална ос, осигурявайки обработката на бучката по цялата площ. Манипулаторът притиска пневмоударния механизъм (долбняк) към шлаковия блок в избраната точка и нанася серия от ориентирани и концентрирани удари. Раздробяването се извършва до такъв размер, който осигурява максималното преминаване на парчета през отворите в повредената решетка 3 на вибросито 2. След завършване на раздробяването манипулаторът 4 се връща в първоначалното си положение и вибросито 2 влиза в действие , Отпадъците, останали на повърхността на вибриращото сито под формата на метал и шлака с метални включвания, се вземат от магнитната плоча на крана 8, а качеството на селекцията се осигурява чрез инсталиране на вибриращо сито 2, решетка за отказ 3 от не- магнитен материал. Избраният материал се съхранява в контейнери. Други големи парчета шлака с ниско съдържание на метал се сблъскват с повредена решетка в челюстната трошачка 7, откъдето натрошеният продукт навлиза в основния технологичен поток. Фракциите на шлаката, преминали през отворите на повредената решетка 3, влизат във вибриращия бункер 6, от който лентовият транспортьор 9 се подава към системата от виброчелюстни трошачки 10 с електромагнитни сепаратори 11. себе си в зададения поток. Натрошеният в основния поток материал постъпва в класификатор 12, където се сортира на фракции с размери 0-12 mm. По-големите фракции през системата за връщане (допълнителен технологичен поток) влизат в челюстната трошачка 14, раздробяват се и отново се връщат в основния поток за повторно сортиране. Материалът, преминал през класификатор 12, се подава в класификатор 13, в който се отбират прахообразни фракции с размери 0-1 mm, постъпващи в херметичния модул 17, и 1-12 mm, постъпващи в акумулаторите 16. В процеса на смилане на материала в основния технологичен поток, получената прахова система от неговата селекция (локално засмукване) се събира в резервоар 18, който комуникира с модула 17. Освен това целият прах, събран в модула, се преработва във фин прах със специфична повърхност над 5000 cm 2 /g, като се използва каскада от последователно инсталирани винтови мелници 19. За да се рационализира почистването на главния поток от шлака от метални включвания по целия му път, те се избират с помощта на електромагнитни сепаратори 11 и се прехвърлят към системата 15 за отстраняване на магнетизирани материали (допълнителен процесен поток), след което се транспортират за претопяване.

ИСК

1. Метод за обработка на леярска шлака, включващ предварително раздробяване на изходния материал и последващото му сортиране в намаляващи фракции за получаване на търговска шлака с едновременно избиране на получените прахообразни фракции, характеризиращ се с това, че предварителното раздробяване се извършва селективно и ориентирано с концентриран сила от 900 до 1200 J, а избраните пулверизирани фракции се затварят в затворен обем и се оказва механично въздействие върху тях, докато се получи фин прах със специфична повърхност най-малко 5000 cm 2. 2. Инсталация за преработка на леярска шлака, включваща система за подаване на суровина в зоната за предварително раздробяване, устройство за раздробяване и пресяване, вибрационни трошачки с електромагнитни сепаратори и транспортни устройства, които смилат и сортират материала на намаляващи фракции, класификатори на груби и фини фракции и система за извличане на пулверизирани фракции, характеризираща се с това, че устройството за раздробяване и пресяване е изпълнено под формата на дистанционно управляем манипулатор, на който е монтиран хидропневматичен ударен механизъм и е монтиран херметизиран модул. инсталацията, свързана със системата за избор на пулверизирани фракции, имаща средство за обработка на тези фракции във фин прах. 3. Инсталация съгласно претенция 2, характеризираща се с това, че средството за обработка на пулверизирани фракции във фин прах е каскада от последователно разположени винтови мелници. 4. Инсталация съгласно претенция 2, характеризираща се с това, че е оборудвана със система за връщане на обработения материал, монтирана в близост до класификатора на груби фракции, за допълнителното му смилане.

6. 1. 2. Преработка на разпръснати твърди отпадъци

Повечето от етапите на технологичните процеси в металургията на черните метали са придружени от образуването на твърди диспергирани отпадъци, които са главно останки от рудни и неметални минерални суровини и продукти от тяхната преработка. По химичен състав те се разделят на метални и неметални (представени главно от силициев диоксид, алуминиев оксид, калцит, доломит, със съдържание на желязо не повече от 10 - 15% от масата). Тези отпадъци принадлежат към най-слабо използваната група твърди отпадъци и често се съхраняват в сметища и шламохранилища.

Локализацията на твърди диспергирани отпадъци, особено металосъдържащи, в хранилища води до комплексно замърсяване на природната среда във всички нейни компоненти поради разпръскване на фини частици от ветровете, миграция на съединения на тежки метали в почвения слой и подпочвените води.

В същото време тези отпадъци се класифицират като вторични материални ресурси и по своя химичен състав могат да се използват както в самата металургична промишленост, така и в други сектори на икономиката.

В резултат на анализа на системата за управление на разпръснатите отпадъци в базовия металургичен завод на OAO Severstal беше установено, че основните натрупвания на металосъдържащи утайки се наблюдават в газоочистителната система на конвертора, доменната пещ, производствената и термичната система. енергийни съоръжения, отдели за декапиране на валцовото производство, флотационно обогатяване на въглища от производство на кокс и хидравлично отстраняване на шлака.

Типична технологична схема на твърди диспергирани отпадъци от затворено производство е представена в общ вид на фиг. 3.

Практически интерес представляват утайките от системи за пречистване на газ, утайките от железен сулфат от цеховете за ецване на валцовото производство, утайките от бутилиращи машини на доменното производство, отпадъците от обогатяване на флотация, предложени от Северстал OJSC (Череповец), предвиждат използването на всички компоненти и не е придружено от образуването на вторични ресурси.

Съхраняваните металосъдържащи диспергирани отпадъци от металургичната промишленост, които са източник на ингредиентно и параметрично замърсяване на природни системи, са непотърсени материални ресурси и могат да се считат за техногенни суровини. Технологиите от този вид позволяват да се намали обемът на натрупването на отпадъци чрез рециклиране на конверторна утайка, получаване на метализиран продукт, производство на пигменти от железен оксид на базата на техногенна утайка и използване на интегрирани отпадъци за производство на портланд цимент.

6. 1. 3. Депониране на утайки от железен сулфат

Сред опасните металосъдържащи отпадъци са утайките, съдържащи ценни, дефицитни и скъпи компоненти на невъзобновими рудни суровини. В тази връзка разработването и практическото внедряване на ресурсоспестяващи технологии, насочени към обезвреждане на отпадъците от тези индустрии, е приоритетна задача в местната и световната практика. Въпреки това, в някои случаи въвеждането на технологии, които са ефективни по отношение на спестяването на ресурси, причинява по-интензивно замърсяване на природните системи, отколкото изхвърлянето на тези отпадъци чрез съхранение.

Като се има предвид това обстоятелство, е необходимо да се анализират методите за оползотворяване на техногенна утайка от железен сулфат, широко използвана в промишлената практика, изолирана по време на регенерацията на отработени разтвори за ецване, образувани в кристализационните устройства на флотационни вани със сярна киселина след ецване на листа стомана.

Безводните сулфати се използват в различни сектори на икономиката, но практическото прилагане на методите за обезвреждане на утайки от техногенен железен сулфат е ограничено от неговия състав и обем. Утайките, образувани в резултат на този процес, съдържат сярна киселина, примеси от цинк, манган, никел, титан и др. Специфичната скорост на образуване на утайки е над 20 kg/t прокат.

Не е желателно да се използват техногенни утайки от железен сулфат селско стопанствои в текстилната промишленост. По-целесъобразно е да се използва при производството на сярна киселина и като коагулант за пречистване на отпадъчни води, в допълнение към отстраняването на цианида, тъй като се образуват комплекси, които не подлежат на окисление дори от хлор или озон.

Една от най-обещаващите области за преработка на техногенна утайка от железен сулфат, която се образува по време на регенерацията на отработени разтвори за ецване, е използването му като суровина за производството на различни пигменти от железен оксид. Синтетичните пигменти от железен оксид имат широк спектър от приложения.

Оползотворяването на серен диоксид, съдържащ се в димните газове на калциниращата пещ, който се образува по време на производството на пигмента Kaput-Mortum, се извършва съгласно добре познатата технология, използвайки амонячен метод с образуването на амониев разтвор използвани при производството на минерални торове. Технологичният процес за получаване на венециански червен пигмент включва операциите по смесване на изходните компоненти, калциниране на изходната смес, смилане и опаковане и изключва операцията по обезводняване на първоначалния заряд, измиване, сушене на пигмента и оползотворяване на отработените газове.

При използване на техногенна утайка от железен сулфат като изходна суровина физико-химичните характеристики на продукта не се понижават и отговарят на изискванията за пигменти.

Техническата и екологична ефективност от използването на техногенни утайки от железен сулфат за производство на пигменти от железен оксид се дължи на следното:

Няма строги изисквания към състава на утайките;

Не се изисква предварителна подготовка на утайката, както например при използването й като флокулант;

Възможно е да се обработват както прясно образувани, така и натрупани утайки в сметища;

Обемите на потребление не са ограничени, а се определят от търговската програма;

Има възможност за използване на наличното оборудване в предприятието;

Технологията за преработка предвижда използването на всички компоненти на утайката, процесът не е придружен от образуване на вторични отпадъци.

6. 2. Цветна металургия

Производството на цветни метали също генерира много отпадъци. Обогатяването на руди от цветни метали разширява използването на предварителна концентрация в тежки среди и различни видовераздяла. Процесът на обогатяване в тежки среди позволява комплексното използване на сравнително бедна руда в обогатителни фабрики, които обработват никелови, оловно-цинкови руди и руди на други метали. Получената по този начин лека фракция се използва като запълващ материал в мини и в строителната индустрия. В европейските страни отпадъците, генерирани по време на добива и обогатяването на медна руда, се използват за засипване на руда и отново в производството на строителни материали, в пътното строителство.

В условията на обработка на лоши нискокачествени руди широко се използват хидрометалургични процеси, които използват сорбционни, екстракционни и автоклавни апарати. За преработката на предварително бракуваните трудно преработваеми пиротитови концентрати, които са суровини за производството на никел, мед, сяра, благородни метали, съществува безотпадна окислителна технология, извършвана в автоклавен апарат и представляваща извличане на всички основни горепосочени компоненти. Тази технология се използва в Норилския минно-обогатителен комбинат.

Ценни компоненти се извличат и от отпадъците от заточване на твърдосплавни инструменти, шлаката при производството на алуминиеви сплави.

Нефелиновата утайка се използва и при производството на цимент и може да увеличи производителността на циментовите пещи с 30%, като същевременно намали разхода на гориво.

Почти всички твърди отпадъци от цветната металургия могат да се използват за производство на строителни материали. За съжаление, не всички TPO от цветната металургия все още се използват в строителната индустрия.

6. 2. 1. Хлоридна и регенеративна преработка на отпадъци от цветната металургия

Теоретичните и технологични основи на хлорно-плазмената технология за преработка на вторични метални суровини са разработени в IMET RAS. Технологията е разработена в разширен лабораторен мащаб. Включва хлориране на метални отпадъци с газообразен хлор и последваща редукция на хлориди с водород в RF плазмен разряд. В случай на обработка на монометални отпадъци или в случаите, когато не се изисква разделяне на извлечените метали, двата процеса се комбинират в едно устройство без кондензация на хлорид. Това се случи по време на преработката на волфрамови отпадъци.

Отпадъчните твърди сплави след сортиране, раздробяване и почистване от външни замърсители преди хлориране се окисляват от кислород или кислородсъдържащи газове (въздух, CO 2 , водна пара), в резултат на което въглеродът изгаря, а волфрамът и кобалтът се превръщат в оксиди с образуването на рохкава, лесно смилаема маса, която се редуцира с водород или амоняк и след това активно се хлорира с хлорен газ. Извличането на волфрам и кобалт е 97% или повече.

В развитието на изследванията за преработката на отпадъци и излезли от употреба продукти от тях е разработена алтернативна технология за регенериране на твърди сплави, съдържащи карбид. Същността на технологията е, че изходният материал се окислява с кислородсъдържащ газ при 500-100 ºС и след това се редуцира с водород или амоняк при 600-900 ºС. В получената насипна маса се въвежда саждист въглерод и след смилане се получава хомогенна смес за карбидизация, извършена при 850 - 1395 ºС, и с добавяне на един или повече метални прахове (W, Mo, Ti, Nb, Ta, Ni, Co, Fe), което ви позволява да получите ценни сплави.

Методът решава приоритетни задачи за спестяване на ресурси, осигурява прилагането на технологии за рационално използване на вторичните материални ресурси.

6. 2. 2. Депониране на леярски отпадъци

Обезвреждането на леярски отпадъци е неотложен проблем за производството на метали и рационалното използване на ресурсите. По време на топенето се генерира голямо количество отпадъци (40–100 кг на 1 тон), известна част от които е дънна шлака и дънни канали, съдържащи хлориди, флуориди и други метални съединения, които в момента не се използват като вторични суровини, но са изхвърлени. Съдържанието на метал в този вид сметища е 15 - 45%. Така се губят тонове ценни метали, които трябва да се върнат в производството. Освен това се получава замърсяване на почвата и засоляване.

Топене на богати на метал отпадъци със защитен флюс, смесване на получената маса за диспергиране на малки, еднакви по размер и равномерно разпределени в обема на стопилката капки метал, последвано от коалесценция;

Разреждане на остатъците със защитен поток и изливане на стопената маса през сито при температура под температурата на тази стопилка;

Механично раздробяване със сортиране на отпадъците;

Мокро разпадане чрез разтваряне или флюсиране и отделяне на метала;

Центрофугиране на течни остатъци от стопилка.

Експериментът е проведен в предприятие за производство на магнезий.

При рециклиране на отпадъци се предлага да се използва съществуващото оборудване на леярни.

По-обещаващ е методът за топене на отпадъци. За изхвърляне на отпадъци с метално съдържание най-малко 10% е необходимо първо да се обогатят отпадъците с магнезий с частично отделяне на солната част. Отпадъците се зареждат в подготвителен стоманен тигел, добавя се флюс (2–4% от масата на заряда) и се стопява. След топенето на отпадъците течната стопилка се рафинира със специален поток, чиято консумация е 0,5–0,7% от масата на заряда. След утаяване добивът на подходящ метал е 75–80% от съдържанието му в шлаки.

Тъй като процесът води до разлагане на конгломерата, след изсушаване и калциниране може да се получи магнезиев оксид със съдържание на примеси до 10%. Част от останалата неметална част може да се използва в производството на керамика и строителни материали.

Тази експериментална технология дава възможност да се оползотворят над 70% от масата на отпадъците, изхвърлени преди това на сметищата.

Кривицки В.С.

източник:Леярство.-1991.-№12.-с.42

В Русия и в чужбина са известни различни методи за преработка на металосъдържащи отпадъци, но само някои от тях са широко използвани в промишлеността. Трудността се състои в нестабилността на процесите, тяхната продължителност и ниския добив на метал. Най-обещаващите са:
- Топене на богати на метал отпадъци със защитен флюс, смесване на получената маса за диспергиране на малки, еднакви по размер и равномерно разпределени в обема на стопилката капки метал, последвано от коалесценция;
- Разреждане на остатъците със защитен флюс и изливане на стопената маса през сито при температура под температурата на тази стопилка;
-Механично раздробяване със сортиране на отпадъци;
- Мокро разпадане чрез разтваряне или флюс и отделяне на метала;
- Центрофугиране на течни остатъци от топене. Експериментът е проведен в предприятие за производство на магнезий. При рециклиране на отпадъци се предлага да се използва съществуващото оборудване на леярни.

Същността на метода на мокрото разпадане е разтварянето на отпадъци във вода, чиста или с катализатори. В механизма за рециклиране разтворимите соли се прехвърлят в разтвор, докато неразтворимите соли и оксиди губят силата си и се разпадат, металната част на долния дренаж се освобождава и лесно се отделя от неметалната. Този процес е екзотермичен, протича с отделяне на голямо количество топлина, придружен от кипене и отделяне на газове. Добивът на метал в лабораторни условия е 18 - 21,5%. По-обещаващ е методът за топене на отпадъци. За изхвърляне на отпадъци с метално съдържание най-малко 10% е необходимо първо да се обогатят отпадъците с магнезий с частично отделяне на солната част. Отпадъците се зареждат в подготвителен стоманен тигел, добавя се флюс (2–4% от масата на заряда) и се стопява. След топенето на отпадъците течната стопилка се рафинира със специален поток, чиято консумация е 0,5–0,7% от масата на заряда. След утаяване добивът на подходящ метал е 75–80% от съдържанието му в шлаки.

След източване на метала остава гъст остатък, състоящ се от соли и оксиди. Съдържанието на метален магнезий в него е не повече от 3 - 5%. Целта на по-нататъшната обработка на отпадъците е да се извлече магнезиев оксид от неметалната част чрез обработката им с водни разтвори на киселини и основи. Тъй като процесът води до разлагане на конгломерата, след изсушаване и калциниране може да се получи магнезиев оксид със съдържание на примеси до 10%. Част от останалата неметална част може да се използва в производството на керамика и строителни материали. Тази експериментална технология дава възможност да се оползотворят над 70% от масата на отпадъците, изхвърлени преди това на сметищата.

Обобщавайки всичко по-горе, можем да кажем, че въпреки продължителното проучване на този проблем, обезвреждането и преработката на промишлени отпадъци все още не се извършва на правилното ниво. Тежестта на проблема, въпреки достатъчен брой решения, се определя от повишаването на нивото на образуване и натрупване на промишлени отпадъци. Усилията на чуждите държави са насочени предимно към предотвратяване и минимизиране на генерирането на отпадъци, а след това към тяхното рециклиране, повторно използване и развитие. ефективни методикрайна преработка, неутрализация и окончателно обезвреждане, като се обезвреждат само отпадъци, които не замърсяват околната среда. Всички тези мерки несъмнено намаляват нивото на отрицателно въздействие на промишлените отпадъци върху природата, но не решават проблема с прогресивното им натрупване в околната среда и следователно нарастващата опасност от проникване в биосферата. вредни веществапод влияние на техногенни и природни процеси.

Леярна екология / ...

Екологични проблеми леярна
и начините за тяхното развитие

Проблемите на околната средасега излизат на преден план в развитието на индустрията и обществото.

Технологичните процеси за производство на отливки се характеризират с голям брой операции, по време на които се отделят прах, аерозоли и газове. Прахът, чийто основен компонент в леярните е силициев диоксид, се образува по време на подготовката и регенерирането на формовъчни и сърцевини, топенето на леярски сплави в различни топилни агрегати, освобождаването на течен метал от пещта, неговото излизане извън пещта обработка и изливане във форми, в участъка за избиване на леярството, в процесните пънове и почистване на отливките, при подготовката и транспортирането на суровини в насипно състояние.

Във въздуха на леярните, в допълнение към праха, има големи количества въглеродни оксиди, въглероден диоксид и серен диоксид, азот и неговите оксиди, водород, аерозоли, наситени с железни и манганови оксиди, въглеводородни пари и др. Източниците на замърсяване се топят агрегати, пещи за термична обработка, сушилня за форми, пръти и черпаци и др.

Един от критериите за опасност е оценката на нивото на миризмите. На атмосферен въздухпредставлява повече от 70% от всички вредни ефекти от леярското производство. /1/

При производството на 1 тон стоманени и чугунени отливки се отделят около 50 кг прах, 250 кг въглеродни оксиди, 1,5-2 кг серни и азотни оксиди и до 1,5 кг други вредни вещества (фенол, формалдехид, ароматни въглеводороди, амоняк, цианиди). Във водния басейн постъпват до 3 кубични метра отпадъчни води и до 6 тона отпадъчни формовъчни пясъци се извозват на сметища.

В процеса на топене на метала се образуват интензивни и опасни емисии. Емисиите на замърсители, химичният състав на праха и отработените газове са различни и зависят от състава на металния заряд и степента на неговото замърсяване, както и от състоянието на облицовката на пещта, технологията на топене и избора на енергия носители. Особено вредни емисии при топенето на сплави от цветни метали (пари от цинк, кадмий, олово, берилий, хлор и хлориди, водоразтворими флуориди).

Използването на органични свързващи вещества при производството на сърцевини и форми води до значително отделяне на токсични газове по време на процеса на сушене и особено по време на изливане на метал. В зависимост от класа на свързващото вещество в атмосферата на цеха могат да се отделят вредни вещества като амоняк, ацетон, акролеин, фенол, формалдехид, фурфурал и др.. Етапи на технологичния процес: при производството на смеси, втвърдяване на пръти и форми и охлаждане на прътите след изваждане от инструменталната екипировка. /2/

Помислете за токсичните ефекти върху хората на основните вредни емисии от леярското производство:

въглероден окис(клас на опасност - IV) - измества кислорода от кръвния оксихемоглобин, което предотвратява преноса на кислород от белите дробове към тъканите; причинява задушаване, има токсичен ефект върху клетките, нарушава тъканното дишане и намалява консумацията на кислород от тъканите.
азотни оксиди(клас на опасност - II) - дразнят дихателните пътища и кръвоносните съдове.
Формалдехид(клас на опасност - II) - общо токсично вещество, което причинява дразнене на кожата и лигавиците.
Бензол(клас на опасност - II) - има наркотично, частично конвулсивно действие върху централната нервна система; хроничното отравяне може да доведе до смърт.
Фенол(клас на опасност - II) - силна отрова, има общ токсичен ефект, може да се абсорбира в човешкото тяло през кожата.
Бензопирен C 2 0H 12(клас на опасност - IV) - канцероген, който причинява генни мутации и рак. Образува се при непълно изгаряне на горивото. Бензопиренът има висока химическа устойчивост и е силно разтворим във вода; от отпадъчните води се разпространява на големи разстояния от източниците на замърсяване и се натрупва в дънни седименти, планктон, водорасли и водни организми. /3/

Очевидно в условията на леярско производство се проявява неблагоприятно кумулативно въздействие на комплексен фактор, при който вредното въздействие на всяка отделна съставка (прах, газове, температура, вибрации, шум) нараства драматично.

Твърдите отпадъци от леярската промишленост съдържат до 90% използвани пясъци за формоване и сърцевини, включително отпадъчни форми и сърца; съдържат също разливи и шлаки от утаителните резервоари на прахопочистващите съоръжения и инсталациите за регенерация на смеси; леярска шлака; абразивен и въртящ се прах; огнеупорни материали и керамика.

Количеството феноли в отпадъчните смеси надвишава съдържанието на други токсични вещества. Фенолите и формалдехидите се образуват по време на термичното разрушаване на формовъчни и сърцевини, в които синтетичните смоли са свързващо вещество. Тези вещества са силно разтворими във вода, което създава риск от попадането им във водоеми при отмиване от повърхностни (дъждовни) или подземни води.

Отпадъчните води постъпват основно от инсталации за хидравлично и електрохидравлично почистване на отливки, хидрорегенерация на отпадъчни смеси и мокри прахоуловители. По правило отпадъчните води от линейното производство са замърсени едновременно не с едно, а с няколко вредни вещества. Също така вреден фактор е нагряването на водата, използвана при топене и изливане (форми с водно охлаждане за студено леене, леене под налягане, непрекъснато леене на профилни заготовки, охлаждащи намотки на индукционни тигелни пещи).

Навлизането на топла вода в открити резервоари води до намаляване на нивото на кислород във водата, което се отразява неблагоприятно на флората и фауната, а също така намалява способността за самопочистване на резервоарите. Температурата на отпадъчните води се изчислява, като се вземат предвид санитарните изисквания, така че лятната температура речна водав резултат на изхвърлянето на канализацията не се повиши с повече от 30°C. /2/

Разнообразието от оценки на екологичната ситуация на различни етапи от производството на отливки не дава възможност да се оцени екологичната ситуация на цялата леярна, както и на техническите процеси, използвани в нея.

Предлага се въвеждането на единен показател за екологична оценка на производството на отливки - специфични газови емисии на 1-ви компонент към дадените специфични газови емисии по отношение на въглероден диоксид (парников газ) /4/.

Изчисляват се газовите емисии на различни етапи:

по време на топене- чрез умножаване на специфичните газови емисии (по отношение на диоксид) по масата на разтопения метал;
при производството на форми и сърца- чрез умножаване на специфичните газови емисии (по отношение на диоксид) по масата на пръта (формата).

В чужбина отдавна е обичайно да се оценява екологичността на процесите на изливане на форми с метал и втвърдяване на отливката с бензол. Установено е, че условната токсичност на базата на бензеновия еквивалент, като се вземе предвид отделянето не само на бензен, но и на вещества като CO X, NO X, фенол и формалдехид, в пръчките, получени чрез процеса „Hot-box“, е 40% по-висока, отколкото при пръчките, получени чрез процеса "Cold-box-amin". /5/

Особено остър е проблемът с предотвратяването на изпускането на опасности, тяхното локализиране и неутрализиране, обезвреждането на отпадъците. За тези цели се прилага набор от екологични мерки, включително използването на:

за почистване на прах– искроуловители, мокри прахоуловители, електростатични прахоуловители, скрубери (вагранки), платнени филтри (вагранки, дъгови и индукционни пещи), колектори на трошен камък (електродъгови и индукционни пещи);
за доизгаряне на куполни газове– рекуператори, газопречистващи системи, инсталации за нискотемпературно оксидиране на CO;
за намаляване на отделянето на вредни формовъчни и сърцевини– намаляване на консумацията на свързващо вещество, окислителни, свързващи и адсорбиращи добавки;
за дезинфекция на сметища– устройство на депа, биологична рекултивация, покриване с изолационен слой, закрепване на почви и др.;
за пречистване на отпадни води– механични, физико-химични и биологични методи за почистване.

От най-новите разработки се обръща внимание на създадените от белоруски учени абсорбционно-биохимични инсталации за почистване на вентилационния въздух от вредни органични вещества в леярни с производителност 5, 10, 20 и 30 хиляди кубични метра на час /8/. По отношение на комбинирана ефективност, екологичност, икономичност и експлоатационна надеждност, тези инсталации значително превъзхождат съществуващите конвенционални инсталации за пречистване на газ.

Всички тези дейности са свързани със значителни разходи. Очевидно е необходимо преди всичко да се борим не с последствията от щетите от опасности, а с причините за тяхното възникване. Това трябва да бъде основният аргумент при избора на приоритетни насоки за развитие на определени технологии в леярското производство. От тази гледна точка използването на електричество при топенето на метал е най-предпочитано, тъй като емисиите на самите топилни агрегати са минимални в този случай... Продължете статията>>

Статия: Екологични проблемилеярски производства и пътища за тяхното развитие
Автор на статията: Кривицки В.С.(ЗАО ЦНИИМ-Инвест)

Леярното производство е основната снабдителна база на машиностроенето. Около 40% от всички заготовки, използвани в машиностроенето, се получават чрез леене. Леярското производство обаче е едно от най-неблагоприятните за околната среда.

В леярското производство се използват повече от 100 технологични процеса, повече от 40 вида свързващи вещества, повече от 200 незалепващи покрития.

Това доведе до факта, че във въздуха на работната зона се откриват до 50 вредни вещества, регулирани санитарни норми. При производството на 1 тон чугунени отливки се отделя:

10..30 кг - прах;

200..300 kg - въглероден окис;

1..2 kg - азотен оксид и сяра;

0.5..1.5 g - фенол, формалдехид, цианиди и др.;

3 m 3 - замърсените отпадъчни води могат да попаднат във водния басейн;

0.7..1.2 t - отпадъчни смеси на сметището.

По-голямата част от отпадъците от леярското производство са отработени формовъчни и сърцевини пясъци и шлака. Депонирането на тези леярски отпадъци е най-актуално, т.к. няколкостотин хектара земна повърхност са заети от смеси, изнасяни ежегодно на сметището в района на Одеса.

За да се намали замърсяването на почвата от различни промишлени отпадъци, в практиката за опазване на земните ресурси се предвиждат следните мерки:

изхвърляне;

неутрализиране чрез изгаряне;

заравяне на специални сметища;

организиране на подобрени депа.

Изборът на метод за обезвреждане и изхвърляне на отпадъците зависи от тях химичен състави степен на въздействие върху околната среда.

Така отпадъците от металообработващата, металургичната, въгледобивната промишленост съдържат частици пясък, скали и механични примеси. Следователно сметищата променят структурата, физикохимичните свойства и механичния състав на почвите.

Тези отпадъци се използват при изграждането на пътища, засипване на ями и кариери за отпадъци след обезводняване. В същото време отпадъците от машиностроителни заводи и химически предприятия, съдържащи соли на тежки метали, цианиди, токсични органични и неорганични съединения, не могат да бъдат рециклирани. Тези видове отпадъци се събират в шламосборници, след което се запълват, уплътняват и озеленяват на мястото на гроба.

Фенол- най-опасното токсично съединение, намиращо се във формовъчния и сърцевинен пясък. В същото време проучванията показват, че по-голямата част от смесите, съдържащи фенол, които са били излети, практически не съдържат фенол и не представляват опасност за околната среда. В допълнение, фенолът, въпреки високата си токсичност, бързо се разлага в почвата. Спектрален анализ на отработени смеси върху други видове свързващо вещество показа липсата на особено опасни елементи: Hg, Pb, As, Fи тежки метали. Тоест, както показват изчисленията на тези изследвания, отработените формовъчни пясъци не представляват опасност за околната среда и не изискват специални мерки за тяхното обезвреждане. Отрицателен факторе самото съществуване на сметища, които създават грозен пейзаж, нарушават ландшафта. Освен това разнасяният от вятъра прах замърсява околната среда. Не може обаче да се каже, че проблемът със сметищата не се решава. В леярната има цял набор от технологично оборудване, което позволява регенерирането на леярски пясъци и многократното им използване в производствения цикъл. Съществуващите методи за регенерация традиционно се разделят на механични, пневматични, термични, хидравлични и комбинирани.

Според Международна комисияза възстановяване на пясък, през 1980 г. от 70 изследвани леярни Западна Европаи Япония 45 използваха механични регенериращи агрегати.

В същото време смесите от леярски отпадъци са добри суровини за строителни материали: тухли, силикатен бетон и продукти от него, хоросан, асфалтобетон за пътни настилки, за запълване на железопътни релси.

Изследвания на учени от Свердловск (Русия) показват, че отпадъците от леярството имат уникални свойства: могат да преработват утайки от отпадъчни води (съществуващите сметища за леярство са подходящи за това); защита на стоманените конструкции от почвена корозия. Специалисти от завода за промишлени трактори в Чебоксари (Русия) използваха пулверизирани отпадъци от регенерация като добавка (до 10%) при производството на силициева тухла.

Много леярски остриета се използват като вторични суровини в самата леярна. Така например киселинната шлака от производството на стомана и ферохромната шлака се използват в технологията на шликерно оформяне при леене по инвестиционни модели.

В редица случаи отпадъците от машиностроенето и металургията съдържат значително количество химични съединения, които могат да бъдат ценни като суровини и да се използват като добавка към шихтата.

Разгледаните въпроси за подобряване на екологичната ситуация при производството на отливки ни позволяват да заключим, че в леярната е възможно цялостно да се решат много сложни екологични проблеми.