Смесь для получения глиноземистого шлака

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН аа 03).

3 C 21 С у54

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Я ;. „ - л

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

8-15

5-8 (21) 3388246/22- 02 (22) 01,02. 82 (46 07.07,83. Бюл, II 25 (72) В.Ф. Серый, Н.P. Кузнецова„

В,4. Зайко, И.А. Рысс, Г.Р. Котельников, В.А. Патанов и И.А. Шитиков (71) Челябинский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени электрометаллургический комбинат (53 ) 621 ° 745.346 (088.8) (56) 1.. Авторское свидетельство СССР

И 353970, кл. C 21 C 5/.54 1970.

2. Авторское свидетельство CCCP

I 376243э xa. C 21 C 5/541 1970.

3. Гусаров В.Н., йирер Г.Б,, Рысс М.А. и др. Выплавка полупродуктаг для синтетического шлака с попутным получением ферросилиция. Сб. трудов

ЧЭМК. Вып. 3. М. "Металлургия", 1971, с. 154-163.

i1 (54 ) (57 ) СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛИНОЗЕМИСТОГО ШЛАКА, содержащая отработанный глиноземистый катализатор и восстановитель, отличающаяся тем, что, с целью ускорения процесса восстановления соединений хрома, сокращения токсичных выбросов и снижения расхода материалов, смесь дополнительно содержит ароматические углеводороды и концентрат сульфитноспиртовой барды при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:

Ароматические углеводороды 8-15

Концентрат сульфитно-спиртовой барды

Восстановитель

Отработанный глиноземистый катализатор Остальное

20-40

1 -40

О, 5-10

8-15

5-8

5 -20

2 -10

2 -.10

2 -10

2 "10 фенантрен

Смесь готовят иэ отработанного,. глиноземистого катализатора фракции менее 0,5 мм, восстановителя (,кокса, полукокса ), измельченных до фракции

55 менее l мм, жидкой смеси димеров и тримеров ароматических углеводородов и концентрата сульфитно-спиртовой барды марки КБЖ (ОСТ 81-79-74).

l 10

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству глиноземистого шлака, используемого в производстве стали, огнеупоров и других отраслях.

Известна смесь для получения гли ноземистого шлака 1 1 $, состоящая из шлака производства ферротитана, извести и плавикового шпата приследующем соотношении компонентов вес; 3:

Шлак производства ферротитана 30-60

Известь 30-60

Плавиковый шпат Остальное

Известна также смесь (2 "1, содержащая глиноземсодержащий- материал, известь, восстановитель и отвальный, шлак сталеплавильного производства в которой компоненты взяты в следующем соотношении, вес.4:

Глиноземсодержащий материал

Известь

Восстановитель

Отвальный шлак сталеплавильного производства Остальное

Недостатки известных смесей заключаются в том, что при использовании пылевидных материалов происходят большие потери шихты, Процесс протекает замедленно, вследствие недостаточно развитого контакта между частицами материалов, повышен расход электроэнергии.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является смесь, содержа. щая отработанный глиноземистый катализатор и восстановитель при. следующем соотношении компонентов, вес.4:

Отработанный глиноземистый катализатор 94

Восстановитель (кокс ) 6

Известная смесь имеет следующие недостатки: недостаточная скорость восстановления соединений хрома, повышенный расход катализатора, связанный с его большим улетом, и выбро" сы его в атмосферу, в том числе и токсичных соединений СтО .

Указанные недостатки обусловлены тем, что при проплавлении смеси отработанного катализатора и восстано27230

2 вителя образуются тугоплавкие соединения Оф и АФ20 . Образование этих соединений снижает скорость восста" новления окислов хрома.. При проплавлении мелкодисперсного отработанного катализатора (Фракции менее 20 мк ) значительная доля его уносится с газом, что приводит к павышению запыленности отходящего газа и его

10 токсичности за счет улета окислов

С О- 3

Целью изобретения является ускорение процесса восстановления соединений хрома, сокращение токсичных выбросов и снижение раСхода материалов,.

Указанная цель достигается тем, что смесь для получения глиноземистого шлака, содержащая отработанный

20 глиноземистый катализатор и восстановитель, дополнительно содержит ароматические углеводороды и концентрат сульфитно-спиртовой .барды при следующем соотношении компонентов;

25 вес.3:

Ароматические у леводороды 8- 15

Концентрат сульфитно-спиртовой барды

Восстановитель

Отработанный глиноземистый . катализатор Остальное

Ароматические углеводороды, входящие в состав смеси для получения . глиноземистого шлака, представляют собой отходы производства синтетического каучука и имеют сягедующий состав, вес.3:

Ксилолы (диметилбензолы) 30-50

Этилбензол 20-40

Нафталин 5 -20

Иетилнафта45 лин

Дифенил

Толуол

Антрацен .

4 c o + 6С - 2 Ст 03+ 6 Со.

При температуре 600 С происходит полная десорбция органических соеди нений из смеси, которые Полностью сгорают с выделением тепла. Выделе", 40 ние дополнительного количества теплаза счет сгорания органических соединений смеси ускоряет процесс ее проплавления и восстановления оксилов .хрома, по реакции.45

1 гд С 203+ 18/7 С = 4л1 сг.,с +

+ 2 СО, Восстановленные карбиды хрома оседают на подину печи, а глинозем образует глиноэемсодержащий шлак После .. плавки расплав металла и глиноземистого шлака сливают иэ печи. Металл с содержанием 70-904 хрома, остальное углерод и примеси N отделяют от шлака и используют для выплавки стали. Глиноземистый шлак с содержанием 50-703 А9 0з испольэу3 10272

В процессе смешивания компонентов смеси происходит смачивание поверхности отработанного катализато- ра и восстановителя ароматическими углеводородами и сульфитно-спиртовой бардой.

Смешение составляющих смеси произ,водится в механическом смесителе при температуре 40-80ОС. Пластичную массу используют сразу для плавки. 10 или после сушки при 105-110 С.

При удалении влаги в процессе плавки или сушки происходит разложе«.. ние лигносульфанатов, входящих в. состав сульфитно-спиртовой барды, с образованием твердого геля, чем и обусловлена механическая прочность сцепления мелких частиц смеси и развитая поверхность контакта элементов восстановителей и.окислов катали-. затора. Строение лигносульфанатов, которве представляют ароматические ядра, определяет дипольный характер коллоидных частиц. Это обуславливает проявляемые ими поверхностноактйвные свойства и высокую степень сцепления твердых частиц катализатора и восстановителя. Смесь загружают в электропечь, В процессе нагрева смеси при 120-200 С в контакте частиц,> о катализатора с органическими соединениями и KSN происходит полной восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного по реакции

30 4 ют в различных отраслях народного хозяйства.

Смесь может проплавляться в присутствии извести, хромовой руды, же" лезной руды, марганцевой руды, которыми .корректируются состав шлака и металла.

При содержании в смеси ароматических углеводородов менее 83 снижается степень восстановления окислов

СгОь до Сг О отработанного глиноземистого катализатора и увеличива- . ются. токсичные выбросы при выплавке глиноземистого шлака.

При содержании концентрата суль" фитно-спиртовой барды в смеси менее

83 снижается механическая прочность связи частиц катализатора и восстановителя, что приводит к улету материалов из печи.

При содержании в смеси аромати ческих углеводородов и концентрата сульфитно-спиртовой барды выше

153 увеличиваются потери материалов с летучими углеводородами и расход отработанного катализатора в процессе плавки.

При содержании в смеси восстановителя менее 53 снижается степень восстановления окислов хрома, являющихся вредной примесью глиноземистого шлака.

При содержании в смеси восстановителя более 83 повышается содержание вредных примесей в сплаве.

Смесь позволяет перерабатывать отработанный глиноэемистый катализатор без потерь материала, значительно снижая выбросы пыли в окружающую среду, токсичность процесса и . расход катализатора.

Кроме этого, смесь повышает термичность плавки, за счет чего снижается удельный расход электрической энергии на 130-400 кВт ч на тонну катализатора; сокращается продолжи-. тельность плавки на 10-30 мин.

"ll р.и м е р ы . Смесь состоящую иэ отработанного катализатора, содержащего 143 Сг ОЗ, 74,9i, АР 09, 5,83 М 02, 1,0Ж СгО, 0,9Ф К О +.1Ча О. восстановителя, (кокса ) смеси димеров и тримеров ароматических углеводородов и концентрата сульфитно-спиртовой барды, в общем. количестве100 кг на один замес, смешивают в смесителе при 50 С при нормальных условиях. Соотношение материалов приводится в таблице.

1027230

Продол житель ность плавки ч-мин

Расход электрической энергии на плавку, кВтч

Состав смеси, вес.3

Улет шихты от заданного, Ф

Удельный расход материалов на. тонну глиноэемис" того шлака, Вариант

Концентрат суль фитноспиртовой барды

Отрабо танный глино-. эемистый ка тализа тор

Ароматические углеводороды

Восстанови" . . тель (кокс: ) 90 °

1,2 2500

Осталь 2-10 ное

1-50

0,8 . 2300

1,0 2400

80

2-00

Известный 6

2-20 20,0 2600

100

ВНИИПИ Заказ 4675/29 Тираж 568 Подписное филиал ППР "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Полученную смесь в количестве

1000 кг на плавку проплавляют в электропечи мощностью 1,2 ИВт с до". бавкой извести в количестве 2Ж от веса смеси и 103 железной руды от веса смеси..

После полного проплавления шихты иэ печи выпускают глиноземистый шлак с содержанием 70,23 АВуОд 19е53 СаО;

1,13 %02, 0,603 Fe0, 0,123 Q Og, 4,53 Вф и металл с содержанием

74,23 Сг, 22,8 Ре, 0,63 АФ; 0,93 С ;

Сравнительную плавку проводят на смеси, состоящей из отработанного катализатора и восстановителя (кокса ), взятых в количестве 940 xr и 60 кг, с подшихтовкой извести в количестве

203 от веса смеси и 103 железной руды от веса смеси,,f

После полного проплавления шихты иэ печи выпускает шлак с содержанием 66,23 A8gOg, 22,03 СаО, 0,903 3 0, 1,323 FeO, 1,70 Сг 03 5 63 Ьф и

1 металл с содержанием 66,53 Сг, 32,03

Fe, 0,34 АФ,.0,923 С.

3Ф В плавках, проведенных с использованием предлагаемой смеси, в выброс.. сах,: пыли отсутствуют токсичные соединения Cr6+ В известных плавках в пыли, отходящей от печи содержит35 ся 2,54 С)-03 °

Полученные сравнительные данные приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемая смесь для выплавки глиноземистого шлака. позволяет ускорить процесс восстановления окислов хрома нв 5-203, что сокращает продолжительность плавки на 10- 30 мин, снижает улет отработанного катализатора в 20 раз, в том числе и токсичных выбросов-соеди15 нений CrO, снижает удельныи расход

v материалов на единицу годной продукции на 15-203.

Экономический эффект вт предлагаемой смеси составит около 20 тыс, руб. в год.