Взаимодействия расплавленного шлака с твердой фазой красного шлама

Abstract

Актуальнейшей современной задачей цветной металлургии является замена экологически опасного складирования красного шлама (КШ), отхода производства глинозема из бокситов, его полной переработкой. Необходим поиск соответствующих промышленных технологий. Одной из них, как показала данная работа, является использование КШ при грануляции расплавленных шлаков. Граншлак устойчиво используется в больших количествах при производстве цементов, в дорожном строительстве, сельском хозяйстве и в других областях техники и технологий. Особенностью процесса получения граншлака является активное взаимодействие расплавленного металлургического шлака с охлаждающей жидкостью. Одновременно и мгновенно происходят затвердевание шлака и разрыв массы последнего в атмосфере острого пара на мелкие частицы из-за возникающих критических напряжений. Проблема состоит в том, что при грануляции шлаков, как правило, содержащих серу, в атмосферу выделяется большое количество вредных веществ: оксидов серы и в основном сероводорода. Его концентрация на рабочих площадках участков грануляции многократно превышает ПДК. Для борьбы с этим явлением в состав охлаждающей жидкости чаще всего вводят обладающие сорбционными свойствами тонкодисперсные известь или известняк, что связано с большими затратами. В данной работе изучались аналогичные свойства тонкодисперсного красного шлама. Проведены лабораторные и промышленные испытания. Обнаружено, что с его помощью концентрация сернистых газов на рабочих площадках грануляции может быть уменьшена на 2 порядка. Важно, что новый граншлак, названный в данном случае «шламошлаком», не уступает обычному по основным технологическим свойствам. Nowadays the most urgent task of non-ferrous metallurgy is the replacement of ecologically dangerous storage of red mud (RM), the withdrawal of alumina production from bauxite, by its complete processing. It is necessary to search for appropriate industrial technologies. This work has demonstrated that one of them is the use of RM for granulation of molten slags. The large amounts of granulated slag are regularly used in the production of cements, in road construction, agriculture and other fields of engineering and technology. The characteristic of the process for obtaining granulated slag is the active interaction of molten metallurgical slag with a cooling liquid. The slag solidifies and its mass breaks up in the atmosphere of the hot steam into small particles because of the emerging critical stresses. These two processes happen simultaneously and instantly. The problem is that during the granulation of slag, which usually contains sulfur, a large amount of harmful substances is released into the atmosphere, such as, sulfur oxides and, mainly, hydrogen sulfide. Its concentration on the working sites of the granulation sections is much higher than the TLV. To combat this phenomenon, fine-dispersed lime or limestone, which are characterized by their sorption properties, are usually added into the cooling liquid composition, bur it results in high expenditures. This paper examines similar properties of finely dispersed red mud. Laboratory and industrial tests have been carried out. It is found that with the help of red mud the concentration of sulfur gases on the granulation working sites can be reduced by 2 orders of magnitude. It is important that the new granulated slag, called in this case “slurry” is not inferior to the usual one according to its basic technological properties.