Реферат на тему Утилизация шлаков металлургических производств

Содержание:

Введение. 3

1 Переработка
отходов. 5

2 Методы утилизации
отходов в. 8

металлургической
промышленности. 8

Заключение. 15

Список
используемой литературы.. 16

Введение:

В
проблеме рациональной утилизации промышленных отходов в единый узел сплелись
вопросы охраны окружающей среды и ресурсосбережения.

Годовой
экономический ущерб от загрязнения окружающей среды отходами производства и
потребления оценивается на уровне 10% валового внутреннего продукта. Решение
проблемы ресурсосбережения в строительстве возможно при комплексном использовании
технических, организационных, экономических факторов и ускорении
научно-технического прогресса.

Важнейший
резерв ресурсосбережения в строительстве – это широкое использование вторичных
материальных ресурсов, которыми являются отходы производства и потребления.
Объем промышленных отходов увеличивается более высокими темпами, чем
общественное производство, и имеет тенденцию к опережающему росту. Только на
удаление их и складирование расходуется в среднем 8-10% стоимости основной
производимой продукции.

Использование
промышленных отходов обеспечивает производство богатым источником дешевого и часто
уже подготовленного сырья. Приводит к экономии капитальных вложений,
предназначенных для строительства предприятий, добывающих и перерабатывающих
сырье. И повышению уровня их рентабельности; высвобождению значительных
площадей земельных угодий и снижению степени загрязнение окружающей среды.
Повышение уровня использования промышленных отходов является важнейшей задачей
государственного значения.

Общая
масса накопленных промышленных отходов составляет около 30 млрд. т. Отвалы,
терриконы, хвостохранилища и шламонакопители
размещёны на площади 160-180 тыс. га, которая увеличивается со скоростью 3-6
тыс. га/год [2].

Главными факторами, определяющими возможность экологически
безопасной утилизации отходов, вновь становятся их физическое состояние и
химический состав. На это накладываются технические возможности существующих
технологий и экономическая, целесообразная разность с учетом экологической
перспективы. Можно выделить три подхода к утилизации отходов: прямое
использование, переработка с извлечением полезных компонентов, уничтожение [3].

Шлако переработка и утилизация металлургических шлаков
получили в мире широкое распространение. На современных металлургических
заводах не только утилизируются все образующие шлаки, но и постепенно
разрабатываются и старые шлаковые отвалы. В шлаковых отвалах на заводах нашей
страны еще хранятся сотни миллионов тонн шлака, отвалы занимают значительные
площади.

Переработка шлаком и уловленной плавильной пыли в настоящее время представляют
собой самостоятельную отрасль металлургического производства.

Цель исследования: изучить способы утилизации шлаков от
металлургических производств.

Объект исследования: шлак.

Задачи исследования:

— изучить понятие «шлак»;

— изучить основные способы утилизации шлаков от
металлургических производств.

Заключение:

Основную массу отходов металлургических предприятий
представляют вскрышные и вмещающие породы добычи руд, отходы их обогащения,
металлургические шлаки. Шлаки металлургического производства представляют собой
сплавы оксидов металлов (CaO, MgO и FeO) с
оксидом кремния, в них также могут присутствовать оксиды Мп, Ва, Сг, Р.

Металлургические шлаки образуются при выплавке металлов и
представляют собой продукты высокотемпературного взаимодействия руды, пустой
породы, флюсов, топлива. Их состав зависит от этих компонентов, вида
выплавляемого металла и особенностей металлургического процесса. Металлургические
шлаки подразделяют на шлаки черной и цветной металлургии. В зависимости от
характера процесса и типа печей шлаки черной металлургии делятся на доменные,
сталеплавильные (мартеновские, конверторные, электроплавильные), ферросплавов,
ваграночные.

Различный состав доменных и сталеплавильных шлаков определяет
разные способы их утилизации. До 50% всей массы доменного шлака перерабатывается
в гранулы – керамзит. Существует несколько способов гранулирования шлака:

• мокрое гранулирование, когда кусочки расплавленного шлака
принимают форму капель в результате резкого охлаждения в струе воды и падают в
резервуар, где застывают в виде гранул;

• сухое гранулирование, когда гранулы образуются под
воздействием струи холодного сжатого воздуха, азота или водяного пара;

• полусухое гранулирование (разновидность мокрого гранулирования),
когда расплавленный шлак, смешанный со струей воды, падает на вращающийся
барабан, откуда отбрасывается в виде капель, которые затвердевают в воздухе.

Фрагмент текста работы:

1
Переработка отходов Основную массу отходов металлургических предприятий
представляют вскрышные и вмещающие породы добычи руд, отходы их обогащения,
металлургические шлаки. Отходы добычи железной руды. В нашей стране наиболее
распространенным способом добычи железной руды является открытый – путем
создания карьеров глубиной до 300 м и более. Наряду с разработкой железной руды
извлекают и складируют в отвалы огромные массы вскрышных и вмещающих пород,
объемы которых составляют 30-70% от разрабатываемой рудной массы. Наибольшее
количество попутно добываемых пород – это кристаллические сланцы, кварциты,
роговики и другие, близкие к ним скальные породы. Среди вскрышных пород имеются
и кристаллические, в основном осадочные – глины, пески, суглинки, известняки и
др.

Скальные породы, предварительно разрыхленные взрывным
способом, разрабатывают экскаваторами и удаляют в отвалы автомобильным или железнодорожным способом. По гранулометрическому
составу отвальные скальные породы представляют собой неоднородный материал от
пылевидных и песчаных фракций до глыб размером 1 м. Преимущественный гранулометрический
состав 10-200 мм. Истинная плотность этих пород находится в пределах 2600-4100
кг/м3, средняя – 3000 кг/м3.

Основным направлением утилизации скальных и
не скальных пород является использование их для устройства дамб обвалования,
плотин, насыпей, оснований дорог, для планировочных работ, а также для
производства строительных материалов. Скальные породы широко используются для
производства щебня, который применяют в качестве крупного заполнителя в тяжелых
и особо тяжелых бетонах. На многих горно-обогатительных комбинатах построены
щебеночные комплексы [3]. Объемы образования этих отходов превышают масштабы
возможной переработки, и основным направлением их использования является
обратная засыпка и рекультивация карьеров.

Отходы обогащения железной руды – хвосты
образуются при получении железного концентрата методами электромагнитной или
магнитной сепарации. Для раскрытия и дальнейшего извлечения рудных минералов
руду подвергают измельчению. Тонкость измельчения зависит от технологии обогащения,
характера и степени оруденения сырья. Объемы отходов составляют 40-60% от
объема обогащаемого материала.

Хвостовое хозяйство – один из самых
дорогостоящих объектов обогатительного комплекса. Частицы хвостов имеют
угловатую не окатанную и неправильную форму. Кроме пустой породы, в хвостах
присутствуют частицы железосодержащих минералов в количестве 15-20%. Хвосты
представляют собой несвязанный материал, средневзвешенный диаметр частиц колеблется
в пределах 0,05-0,2 мм, преобладают частицы размером 0,07-0,005 мм. Истинная
плотность колеблется в пределах 2600-4000 кг/м3, средняя – 3000 кг/м3.
Удаляют хвосты в хвостохранилища гидравлическим способом.

При сбросе пульпы в хвостохранилище на
надводных пляжах происходит фракционирование хвостов по плотности и крупности.
В зонах, близких к выпуску, откладываются наиболее крупные и тяжелые частицы,
содержание железа в этих зонах может превышать 30%. По сути хвостохранилища представляют собой
техногенные месторождения полезных ископаемых, относительно которых будет
производиться с помощью более прогрессивных технологий обогащения. Технология
сброса пульпы должна формировать зоны с повышенным содержанием железа.

Хвостохранилища занимают огромные площади,
подтапливают прилегающие территории, загрязняют подземные воды. Подсыхающие
надводные пляжи создают интенсивное пыление.

Основным направлением утилизации хвостов
обогащения является использование их в качестве вторичного сырья для
производства строительных материалов. Пески из отходов обогащения могут использоваться
в кладочных и штукатурных растворах, для приготовления бетонов, получения
силикатной кирпича, устройства искусственных оснований под дороги, здания, сооружения,
для обратных засыпок. А также в качестве сырья для получения бес клинкерного
шлакоцемента (совместный помол песка с доменными шлаками).

Металлургические шлаки образуются при
выплавке металлов и представляют собой продукты высокотемпературного
взаимодействия руды, пустої породы, флюсов, топлива [2]. Их состав зависит от
этих компонентов, вида выплавляемого металла и особенностей металлургического
процесса.

Металлургические шлаки подразделяют на шлаки
черной и цветной металлургии. В зависимости от характера процесса и типа печей
шлаки черной металлургии делят на доменные, сталеплавильные (мартеновские,
конверторные, электроплавильные), ферросплавов, ваграночные. Выход доменных
шлаков на 1 т чугуна составляет 0,6-0,7 т; при выплавке 1 т стали выход шлаков
составляет 0,1-0,3 т. В цветной металлургии выход шлаков зависит от содержания
извлекаемого металла в исходной шихте и может достигать 100-200 т на 1 т
металле.

Металлургические
шлаки подразделяют на 4 категории в зависимости от характера целевых продуктов, получаемых в основных
производствах.

А –
шлаки черной металлургии (производство чугуна, сталей и сплавов).

Б –
шлаки цветной металлургии (производство тяжелых и легких металлов и их
сплавов).

В –
шлаки металлургии редких металлов.

Г –
шлаки металлургии благородных металлов.

Для
сегодняшнего состояния производства ориентировочные

Химический состав доменных шлаков: СаО
29-30%, MgO 0-18%, А12С 5-23% и SiO2 30-40%. В небольшом
количестве в них содержатся оксиды железа 0,2-0,6% и марганца 0,3-1%, а также
сера 0,5-3,1%.

Сталеплавильные шлаки характеризуются более
высоким содержанием оксидов железа (до 20%) и марганца (до 10%). Так же, как и
топливные шлаки, металлургические делят на: кислые и основные в зависимости от
модуля основности. Оксиды, входящие в шлаки, образуют разнообразные минералы,
такие как силикаты, алюмосиликаты, ферриты и др.

Шлаки имеют высокую истинную плотность –
среднее значение 2900-3000 кг/м3; плотность куска – 2200-2800 кг/м3,
большую пористость, высокую морозостойкость, низкую стираемость.