ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА
Направления утилизации шлаков
Среди различных видов промышленных отходов одно из первых мест по объему занимают шлаки и зола, образующиеся при выплавке металла (металлургические шлаки) и при сжигании твердого топлива (топливные шлаки). Выход металлургических шлаков велик и составляет от 0,4 до 0,65 т на 1 т чугуна. На предприятиях черной металлургии России ежегодно образуется около 79 млн. т шлаков, а общее количество металлургических шлаков, накопленных в отвалах, достигает 500 млн. т. Поскольку площади, отводимые для захоронения отходов, ограничены, утилизация такого количества отходов представляет важную и очень перспективную с точки зрения экономики задачу.
Шлак представляет собой отвердевшее камневидное или стекловидное вещество, образующееся при выплавке металлов или сгорании твердого топлива. Роль шлака в металлургическом процессе велика: он защищает металл от вредного воздействия газовой среды печи, поглощает всплывающие примеси и участвует в различных физико-химических процессах, происходящих при выплавке металлов. Металлургические шлаки состоят из продуктов химических реакций между вводимыми в печь флюсами, рудой и примесями, содержащимися в топливе. В зависимости от состава веществ, участвующих в металлургическом процессе, шлак может быть кислым, щелочным (основным) и нейтральным.
Отношение содержания суммы оксидов кальция и магния (основные) к содержанию суммы оксидов кремния и алюминия (кислые) называют степенью основности М0. Величину Мк = 1/М0 Называют степенью кислотности. При М0 < 1 шлаки кислые, а при М0 > 1- основные.
От основности зависят текучесть и температура плавления шлаков, которые являются важными технологическими характеристиками при их переработке из расплавов. Другими важными характеристиками шлаков являются плотность, химический состав и прочность.
Химический состав металлургических шлаков зависит от марки выплавляемой стали, состава используемой руды и флюсов и т. д. Они содержат, %: 35 - 47 оксида кремния, 9-16 оксида алюминия, 30 - 50 оксида кальция, 2-14 оксида магния, до 3 оксида марганца и до 0,7 оксида железа. Шлаки цветной металлургии по - мимочэтих веществ содержат оксиды меди, кобальта, никеля, цинка, свинца, кадмия и редких металлов.
В промышленности накоплен большой опыт использования шлаков. Направления утилизации шлаков черной металлургии представлены на рис. 10.1.
Рис. 10.1. Основные направления использования шлаков черной металлургии |
Шлаки являются ценным сырьем для изготовления легких железобетонных конструкций, теплоизоляционных строительных материалов и для других целей в промышленном, гражданском и дорожном строительстве. Их можно использовать при производстве цемента и шлакопортландцемента высших марок, удобрений и других материалов.