Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 3 (1044950), страница 45
Текст из файла (страница 45)
3.15, а. Расплавленный шлак дробят струей волы под давлением в вододутьевом аппарате и дополнительно разрушают при ударе об экран, после чего он попадает на настил пластинчатого конвейера, где вспучивается в результате выделения газов и 197 Глава 3. Утилизация твердых отходов химической промышленности за Шлак Рис. 3.15.
Схемы производства шлаковой пемзы: з — вододугьевым способом (1 — шлаковый желоб электропечи„3 — струйный вододутьевой аппарат; 3 — экран; 4 — газоотводныс трубы; 5 — газосборная камера; б — пластинчатый конзсйер; 7 — валковая дробилка; 8 — наклонная галерея; 9 — разгрузочная камера.„1д — воздухоюд; П вЂ” чашевый охладитель; И вЂ” транспортер; 13 — приемный бункер дробильно-сортировочного узла); б — бассейновым способом (1 — шлаковый ковш; 2 — шлаковый желоб; 3— идрозатвор; 4 — толкатсль; 5 — стационарный бассейн; 6 — откидная стенка; 7 — газосборная самера; 8 — отводная труба; 9 — приямок для шлаковой пемзы; 10 — грсйферный захват; 11— триемный бункер дробильно-сортировочного узла) охлаждается.
Застывшие горячие куски шлака конвейером подают и дробилку, где их измельчают примерно до размера 1ОО мм. После этого шлак охлаждают в чашевом охладителе и транспортером передают на последующую переработку, Выделяющиеся при вспучивании шлака газы отводят из газосборной камеры и галереи через газоотводные трубы. Наиболее легкую шлаковую пемзу получают при переработке рас- плавленных шлаков бассейновым способом.
Однако сложность герме. тизации опрокидных бассейнов существующих типов и отвода выделяющихся в них газов и паров заставляет отказаться от их применения для переработки фосфорныхшлаков. Для этой цели требуются бассейны иных типов. Так, на рис. 3.15, с представлена схема получения шлаковой пемзы с применением стационарного бассейна с толкающим разгружателем. Часть К!П. Технологические решения по утилизации твердых отходов Производство шлаковой пемзы бассейновым способом является высокоэффективным процессом переработки фосфорных шлаков. Экономическая эффективность использования 1 т шлаков в виде шлаковой пемзы по сравнению с керамзитом составляла в ценах 1990 г. 10 руб.
на 1 т продукта. Вододутьевой способ еще эффективнее. Гранулированные фосфорные шлаки можно использовать как активную минеральную добавку к цементной шихте (до 15%). Их применение в цементной промышленности позволяет снизить расход топлива на б — 7%. Шлакопортландцемент на основе фосфорных шлаков интенсивнее приобретает в изделиях прочность, которая превышает прочность обычных цементов.
Экономически целесообразным являются и производства из фосфорных шлаков шлакового щебня, минеральной ваты, шлакоситалловых и других изделий. Использование фосфорных шлаков, таким образом, позволяет повысить рентабельность основного производства и получить дополнительную продукцию без затраты дорогого и дефицитного сырья. Возможные пути утилизации фосфорных шлаков не ограничиваются перечисленными направлениями. В США, например, фосфорные шлаки используют для известкования почв.
В связи с важностью извлечения редкозсмсльных элементов при переработке фосфатного сырья в последние годы значительное внимание уделяется вопросам химической переработки фосфорных шлаков с получением ряда ценных продуктов и концентратов редкоземельных элементов. При выщелачивании шлаков электротермического производства фосфора из апатитового сырья азотной кислотой, например, может быть получен дисперсный диоксид кремния и раствор нитрата кальция, перерабатывасмый в известково-аммиачную селитру, используемую в качестве удобрения, с одновременным полученисм соединений редкоземельных элементов их экстракцией трибутилфосфатом и реэкстракцисй водой с последующим осаждением аммиаком в виде гидроксидов.
Обработка таких шлаков соляной кислотой обеспечивает возможность получения концентрата редкоземельных элементов наряду с производством высокочистого диоксида кремния и товарного хлорида кальция.. Проведенные экономические расчеты указывают на возможность существенного увеличения эффективности использования в этих случаях исходного фосфатного сырья. Комнлекеное иснояьзование Фосфатиого сырья. Выше отмечалось образование больших масс отходов в процессах обогащения фосфатных руд. Например, на 1 т апатитового концентрата в настоящее время получают О,б — 0,7 т нефслинового концентрата. Одним из важнейших путей утилизации таких отходов является их комплексная переработка в соответствии с разработанной в СССР технологией, обеспечивающей получение ряда ценных и дефицитных продуктов: соды, поташа, цемента, глинозема.
В соответствии с этой технологией нефелиновый концентрат в порошкообразном виде спекают с известняком или мелом: 199 Глава 3. Утилизаиия твердых отходов химической промышленности (Иа,К),О.А1,0,.лЯО, + 2СаСО, — ~ Ь1агО К 0'А1 03 + + п(2СаОЯО,) + 2СО,; При последующем выщелачивании спека водой образовавшиеся алюминаты натрия и калия переходят в раствор. Затем водную пульпу подвергают фильтрованию от нерастворимых силикатов кальция, которые направляют в цементное производство, а фильтрат, содержащий Ха,Я΄— на автоклавное обескремниванис при давлении 0,6 — 0,7 МПа: 5Ма,ЯО, + ЗИа,ОА1,0, + ао — ~ —.~ (3 — 4)Ха,О.ЗА1,0, + 5ЯО,.иН,О+ + (8 — 10)ХаОН + ай!. Образующийся осадок после дальнейшего отстаивания пульпы в сгустителе в виде шлама возвращают на спекание, а осветленный раствор подвергают карбонизации газами печей спекания: 1Ча, О. К,О А1,0, + 2СО, + ЗН,Π— э -~,'2Я (ОН), 1 +Ха,СО, + К,СО,.
Для получения глинозема осадок А1(ОН), отфильтровывают и подвергают кальцинации. В фильтрате (карбонатных щелоках) кроме Ха,СО, и К,СО, содержится определенное количество К,804 и бикарбонатов натрия и калия, что обусловлено присутствием БО, в газах печей спекания и режимом процесса карбонизации. Цля предотвращения коррозии аппаратуры кислые соли при помощи гидроксида натрия (каустической соды) переводят в углекислые: УНСО,+ ХаОН вЂ” > Ха,СО, + Н,О; 200 КНСО, + КОН вЂ” > К,СОЭ+ ~Р. Для получения нужного количества щелочей часть карбонатных щелоков подвергают каустификации: (Ха, К),СО, + Са(ОН), — ~ — + 2(Ха, К)ОН + СаСО,. Отфильтрованный и промытый шлам, полученный при каустификации, направляют на спекание.
Содержащиеся в карбонатных щелоках соли выделяют затем методом политермического разделения, основанным на их различной растворимости при разных температурах (рис. 3.16). Карбонатный щелок, нейтрализованный щелочью (для перевода кислых солей в нейтральные), после карбонизации для освобождения от остатков А1,0, и выделения осажденного А1(ОН), подают на 1 стадию упаривания, где из него выделяется 25— 30 % соды.
После отделения кристаллов соды маточник М 1 смешивают с маточником М 2, получаемым на 11 стадии упаривания, и этот раствор охлаждают до 35 'С. В процессе охлаждения в осадок выпадает К,БО„который затем отделяют от раствора, поступающего на 11 стадию упаривания, в результате которой выделяют остальные 70 — 75 % имевшейся в карбонатном щелоке соды. Отделенные на обеих стадиях упаривания осадки соды смешивают и обезвоживают. Часть маточника Мо 2, не пошедшую на смешение с маточником М 1, подают на Ш стадию упаривания, в результате которой кристаллизуется смесь двойной соли К,СО,.Иа,СО„ Иа,СО, и К,Ю,. Осадок отделяют от суспензии и передают на растворение в нейтрализованном карбонатном щелоке, а жидкую фазу охлаждают для выделения К,СО, 1,5Н,О, кото- Часть 17П, Технологические решения по утилизации твердых отходов Рис.
3.16. Схема переработки карбонатного щелока нз нефелина 201 рый затем отфильтровывают и высушивают. Мато вник № 3 возвращают на 111 стадию упаривания и частично выводят из системы в виде поташного раствора (= 50 % К,СО,). Эксплуатационные затраты на попучение перечисленных продуктов по описанной технологии на 10 — 15% меньше затрат при раздельном их производстве. Кроме того, при определенных условиях может быть исключен сброс производственных сточных вод. Разработан и безупарочный способ переработки карбонатных щелоков, при котором путем их карбонизации и высаливания аммиаком можно выделить в осадок в виде ХаНСО, до 97% ХагСО, и до 85% КгБО,.
Кро- ме того, по этому способу получается аммиачная вода, являющаяся жидким удобрением. Значительный интерес представляет разработка процессов совместной переработки нефелина и фосфогипса. В этом случае наряду с получением глинозема, цемента, соды и поташа может быть выделен БОг с дальнейшим использованием его для получения серной кислоты или серы. Суть процесса может быть выражена уравнением: (Ха, К,)ОА1гОз 2%О + 2СаБО, -+ — э (Иа, К),ОА1,0, + 2СаЯО, + + 2БО,+ О,. Глава 3. Утилизация твердых отходов химической промышленности Наряду с этим могут быть получены цемент и сульфаты калия и натрия.
Таким образом, замена известняка на Фосфогипс в процессе комплексной переработки нефелина может позволить не только комплексно использовать апатитовое сырье, но и способствовать утилизации твердых отходов производства экстракционной фосфорной кислоты. Утилизация ииалюв станции нейтиализации сточных вод. Многотоннажным отходом очистки сточных вод является шлам, получаемый на стадии нейтрализации. Обычно эти шламы содержат (в масс. %): 10 — 15 Р,О„З вЂ” 10 Р в пересчете на сухое вещество и около б0 Н,О.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
