Отходы производства как заменители железных, марганцевых руд и флюсов

С целью комплексного использования минерального сырья и повышения рентабельности производства в шихте доменных печей часто используют как собственные отходы (или оборотные продукты доменной плавки), так и отходы других производств, содержащие повышенное количество железа и других полезных компонентов. К таким материалам относятся:

Колошниковая пыль, выносимая из доменной печи газовым потоком, представляет собой ценное сырье, так как содержит много железа, оксида кальция, углерода (5-10 %). Содержание железа зависит от содержания его в доменной шихте. Уловленная пыль состоит из мелких (размером 2-0 мм) частиц руды, агломерата, кокса, флюса. Для утилизации колошниковую пыль вводят в состав агломерационной шихты. При этом она заменяет не только руду и флюс, но и топливо.

Пиритные или колчеданные огарки являются отходами сернокислотного производства и представляют собой продукт обжига пирита (FеS₂). В процессе этого обжига железо пирита окисляется до Fe₂O₃ и Fe₃O₄, а сера удаляется с газами. Однако часть серы остается, и поэтому огарки могут содержать до 2,5-3,5 % S. Содержание железа в огарках составляет 48-51 %. Кроме того, в них содержится 0,5-0,7 % меди, 0,6 % свинца, 0,40-0,45 % цинка, а также присутствует ряд редких и благородных металлов (кобальт, золото, серебро, платина, германий, индий и др.). поэтому в доменную плавку огарки целесообразно вовлекать после предварительного извлечения драгоценных металлов. В связи с высоким содержанием серы и порошковатостью огарков, они могут быть использованы в доменной шихте только после агломерации. Поэтому они используются в агломерационном производстве.

Красный шлам является отходом глиноземного производства, который образуется в результате извлечения из бокситов окиси алюминия. Недостатком шламов является наличие в них щелочных металлов. Использовать шламы можно только в процессах окускования, вводя их в шихту при производстве агломерата или окатышей.

Сварочный шлак образуется в результате взаимодействия оксидов железа (окалины) с кислыми огнеупорами нагревательных (сварочных) печей прокатных и кузнечных цехов. Они представляют собой силикаты железа, содержат около 50 % железа.

Окалина представляет собой оксиды железа, образующиеся на поверхности слитков при их нагреве перед прокаткой. По химическому составу это почти чистый магнетит, по физическим свойствам – мелкий сыпучий материал. Поэтому она подается в агломерационную шихту и спекается.

Чугунный скрап образуется в желобах при разливке чугуна на литейных дворах доменных печей, а также на разливочных машинах и при ремонте чугуновозных ковшей. Чугунный скрап включают в состав доменной шихты.

В состав доменной шихты иногда вводят также металлодобавки, представляющие собой, как правило, чугунную и стальную стружку, получаемую с машиностроительных заводов. Чугунную стружку вводят в состав агломерационной шихты при производстве мартеновского агломерата для его утяжеления (повышения объемной массы). Стружка значительно обогащает железом доменную и агломерационную шихту и позволяет экономить железную руду.

Иногда в доменной плавке используют шлаки сталеплавильных производств.

Мартеновский шлак, содержащий 12-20 % железа, 7-10 % марганца, 50-60 % CaO, рассматривается как заменитель железной руды и флюса. В последнее время из-за низкого содержания железа используется редко.

Конверторный шлак по химическому составу сходен с мартеновским шлаком. Однако он содержит 1,5-3,0 % фтора, который сильно разжижает шлак. Поэтому используется в доменной плавке как заменитель руды и флюса.

Химический состав некоторых отходов производства, используемых в качестве заменителей руд, представлен в таблице 11.

Таблица 11

Химический состав некоторых заменителей руд и флюсов

Материал	Содержание, %	Присутствуют
Fe	SiO2	CaO	Al2O3	MnO	S
Колошниковая пыль	45-50	10-12			1-2		Углерод (5-10 %)
Пиритные огарки			0,6		0,1	2-4	Cu, Zn, Pb, Co, Au и др.
Красные шламы	30-35	10-12	10-11			0,6	Na, K, Ti, V, P
Окалина		1-3				0,2
Сварочный шлак		7-8				0,1
Конверторный шлак	15-20	15-20	45-50	3-4	10-12	0,1	CaF2 (2-3 %)

Дата добавления: 2015-07-21