Применение красного шлама в качестве модификатора при грануляции металлургических шлаков

Цель - изучение сорбционных свойств красного шлама - отхода глиноземного производства. В процессе переработки на участках припечной грануляции шлака происходит повышенное выделение сероводорода в атмосферу, отравляя воздух. Применение этого красного шлама в качестве поглотителя токсичных соединений серы, содержащихся в промышленных газах, может составить альтернативу дорогостоящим извести и известняку. Для изучения сорбционных свойств красного шлама была собрана лабораторная установка гран-бассейна. В качестве охлаждающей жидкости использовалась пульпа красного шлама с соотношением Т:Ж = 1:5. Для расплавления доменного шлака использовалась высокотемпературная печь с открытым дном. При достижении критической температуры расплавленный материал, попадая в воду, гранулировался. Для определения содержания вредных соединений в атмосфере пространства установки использовался портативный прибор ПГА-200. Установлено оптимальное соотношение компонентов состава красного шлама для максимальной степени улавливания соединений серы, что подтверждается его поглотительной активностью. Изучены сорбционные свойства материала. Высокая его поглотительная способность обусловлена отношением оксидов кальция, магния и алюминия к оксиду кремния. Установлено, что модифицированный граншлак, по сравнению с обычным граншлаком, обладает повышенными техническими свойствами (скорость сушки и затраты энергии на размол). На основе проведенных лабораторных исследований установлено, что красный шлам может применяться в качестве нового сорбента как для систем очистки атмосферного воздуха, так непосредственно и на рабочем участке. Применение красного шлама в качестве модификатора при грануляции шлака имеет большое преимущество по сравнению с другими способами грануляции, использующими оксид и гидроксид кальция. Добавка является не только десульфуратором, но и служит ценной составляющей для переработки шлака с дальнейшим применением его в строительной индустрии - производстве цемента, керамзита и т.д., что улучшает технические характеристики этого продукта.

красный шлам, грануляция, парогазовые выбросы, сера, пемза, сорбционная способность, гранулированный шлак

1. Школьник Я.Ш., Шакуров А.Г., Мандель М.З. Новая технология и оборудование для переработки шлаковых расплавов // Металлург. 2011. № 10. С. 58-60.

2. Júnior A., Borges A., Oliveira A. Using a Multivariate Statistical in the Indentification of Alumina Loss in Red Mud // Brasil. Light Metalls, 2013. P. 87-89.

3. Зайнуллин Л.А., Сухобаевский Ю.Я., Давыдов А.А. Использование установки припечной грануляции в цветной металлургии // Сталь. 2000. № 3. С. 18-20.

4. Сорокин Ю.В., Демин Б.Л. Экологические и технологические аспекты переработки сталеплавильных шлаков // ОАО «Черметинформация». Бюл. «Черная металлургия». 2003. № 3. С. 75-79.

5. Сенник А.И., Милюков С.В., Прошкина О.Б. Образование выбросов сероводорода при внешней грануляции доменных шлаков // Вестник Московского государственного университета им. Г.Н. Носова. № 3. 2008. С. 75-79.

6. Торопов Е.В., Макаров Д.П. Комплексное управление энерго- и ресурсосбережением металлургического производства // Сб. тр. Междунар. науч.-техн. конф. Екатеринбург, 2003. С. 258-261.

7. Klauber C., Gräfe M., Power G. Review of Bauxite Residue «Re-use» Options // CSIRO, 2009. 66 p.

8. Ли С. Т., Ким С. Х., Сон В.Е. Технология утилизации ковшового шлака // Черные металлы. Май, 2004. С. 28-33.

9. Зайнуллин Л.А., Бычков А.В., Чеченин Г.И., Реутов В.Н., Прокофьева Л.П. Энергосберегающая технология переработки доменных шлаков // Металлургическая теплотехника: сб. науч. тр. Национальная металлургическая академия Украины. Днепропетровск: НМетАУ, 2002. Т. 7. С. 166-168.

10. LaBarca I.K., Foley R.D., Cramer S.M. Effects of Ground Granulated Blast Furnace Slag in Portland Cement Concrete (PCC)-Expanded Study // University of Wisconsin-Madison, 2007. P. 89.

11. Lebedev A.B., Utkov V.A. Use of dumped red mud of alumina industry at granulation of the molten sulfur-containing blast furnace slag // Periódico tchê química. 2019. Vol. 16. № 31. P. 837-845.

12. Глинская И.В., Горбунов В.Б., Подгородецкий Г.С., Теселкина А.Э. Аналитический контроль металлургического процесса переработки красного шлама // Известия вузов. Черная металлургия. 2013. № 9. С. 17-21.

13. Арбузов B.A., Исанова Б.X., Белякова M.O. Очистка дымовых газов ТЭЦ от оксидов серы и азота // Литье и металлургия. 2009/99. № 3 (52). C. 99-103.

14. Пегова С.А., Солобоева И.С. Экологически чистое производство: подходы, оценка, рекомендации. Екатеринбург: ИРА-УТК. 2000. 392 с.

15. Юсфин Ю.С., Леонтьев Л.И., Черноусов П.И. Промышленность и окружающая среда. М.: Академкнига. 2002. 469 с.

16. Ладыгичев М.Г. Сырье для черной металлургии // Экология металлургического производства. М.: Теплоэнергетик. 2002. Т. 2. 448 с.

17. Shultz F.G., Berber J.S. Hydrogen Sulfide Removal From Hot Producer Gas With Sintered Absorbents // Journal of the Air Pollution Control Association. 1970. Vol. 20. № 2. P. 93-96.

18. Кузнецов Ю.М., Зайнуллин Л.А. Новый способ приготовления известняковой суспензии для систем мокрой сероочистки газов // Сталь. 2005. № 3. С. 118-120.

19. Мемоли Ф., Гуззон М. Рециклинг печных побочных продуктов инжекцией в электродуговую печь - опыт и перспективы // Черные металлы. Апрель, 2007. С. 26-33.

20. Торопов Е.В., Капкаев И.Р. Охрана воздушного бассейна при термической переработке отходов // Охрана атмосферного воздуха. Проблемы и пути решения: сб. науч. ст. науч.- практ. конф. (Челябинск, 2001). С. 75-76.

21. Можаренко Н.М., Параносенков А.А., Евглевский В.С. Шлакообразующая роль красных шламов // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. 2004. № 9. С. 61-66.

22. Боковикова Т.Н., Некрасова А.А., Привалова Н.М. Термодинамические и кинетические характеристики процесса сорбции ионов тяжелых металлов на модифицированном неорганическом сорбенте в стоках предприятий пищевой промышленности // Известия вузов. Пищевая технология. 2012. № 5-6.

23. Советкин В.Л., Ярошенко Ю.Г., Карелов С.В., Коберниченко В.Г., Ходоровская И.Ю. Природоохранные мероприятия в металлургии. Екатеринбург, 2004. 240 с.

24. Утков В.А., Петров С.И., Николаев С.А. Экономический и экологический потенциал глиноземного производства в переработке отвальных шламов // Совершенствование технологических процессов получения глинозема: сб. науч. тр. СПб: РУСАЛ ВАМИ, 2005. С. 146-154.