Удаление сероводорода из горячего промышленного газа предлагается производить при температуре 200-300 °C с последующим взаимодействием с Fe 2 O 3 . Для этого были предложены сорбенты: смеси оксида железа и летучей золы; оксида железа и пемзы; нескольких образцов красного шлама (остатки обработки бокситов, который также содержит оксид железа). Для предотвращения образования пыли и потери поглощающей способности сорбенты были сформированы в пористые гранулы с присутствием других металлических оксидов. Материалы, используемые в этом исследовании, получали следующим способом: смешиванием Fe 2 O 3 с летучей золой; путем спекания смеси и красных шламов. Смесь содержит оксид алюминия и диоксид кремния, которые могут действовать как матричные формирователи и оксиды щелочных металлов, а также как флюсы для снижения температуры при спекании материалов. После насыщения образцов серой сорбент помещали в емкость для продувания, где при температуре 600-700 °C протекала десорбция до первоначального свежего состояния пропусканием воздуха через слой сорбента. В процессе этой операции освобождался диоксид серы и повторно образовывались реакционно-способные оксиды металлов. В ходе десорбции появилось небольшое количество элементарной серы и серной кислоты. Абсорбционная способность была получена при более высоких температурах, эффективность удаления H 2 S составляла от 95 до 99,9 %. Данную технологию очистки воздуха рекомендуется использовать на металлургических участках с повышенным атмосферным загрязнением, таких как грануляция расплавленных доменных шлаков.
В алюминиевой промышленности к наибольшим по количеству отходам относятся красные шламы (КШ) – твердый остаток боксита после гидрохимической обработки и извлечения глинозема. Высокую актуальность их переработки показала экологическая катастрофа в Венгрии (2010 г.), где разрушилась ограждающая дамба шламохранилища и вязкая масса тонкодисперсного КШ разлилась на тысячах гектаров земли. Риски повторения такой катастрофы возрастают из-за участившихся природных катаклизмов: землетрясений, ливневых дождей и наводнений, а также терактов. Поэтому предлагается исключить складирование КШ в шламохранилищах и организовать его отгрузку в транспортабельном виде на перерабатывающие комплексы. В статье приведены результаты научных исследований и опыт комплексной переработки красных шламов в промышленных масштабах с получением новых видов товарной продукции.
Рассмотрена проблема саморазрушения промышленных офлюсованных агломератов при охлаждении после спекания. Выявлено, что основной причиной разупрочнения является полиморфизм двух- кальциевого силиката Ca2SiO4 (С2S): β-Ca2SiO4 ® γ-Ca2SiO4. Предложены и испытаны варианты повышения прочности агломерата путем физической и кристаллохимической стабилизации высокотемпературной модификации С2S. Физическая стабилизация C2S агломерата повышается при упрочнении его структуры за счет утолщения стенок между крупными порами, что достигается повышением высоты спекаемого слоя, путем улучшения его газопроницаемости. Задача решается заменой применяемой ранее импортной аглоруды полидисперсной рудой Яковлевского месторождения, которая в 3-4 раза улучшает окомкование шихты и позволяет довести высоту спекаемого слоя и прочность отечественного агломерата до передового зарубежного уровня, исключая при этом необходимость приобретения импортных высоковакуумных эксгаустеров. Кристаллохимическая стабилизация C2S в составе железорудного агломерата на практике обеспечивается введением в состав исходной агломерационной шихты оптимальной многокомпонентной добавки в виде отхода производства глинозема из бокситов – красного шлама. При этом повышаются на 5-10 % механическая и на 20-40 % «горячая» прочности агломератов и окатышей. Производительность агломашин и доменных печей возрастает на 5-10 %. На 2-2,5 % сокращается удельный расход кокса. При производстве железорудных окатышей красный шлам заменяет импортный бентонит.
Выявлена способность аглоруды Яковлевского рудника существенно улучшать оком-кование агломерационной шихты, уменьшать ее газодинамическое сопротивление в 4-5 раз, повышать производительность агломерационных машин, улучшать равномерность спека-ния и качество агломерата, снижать расход агломерационного твердого топлива и доменно-го кокса. Применение яковлевской аглоруды выводит агломерационный процесс на совре-менный технический уровень спекания шихты в слое высотой 500-600 мм без применения дорогостоящих высоковакуумных эксгаустеров.
Рассмотрены преимущества и недостатки комплексной переработки красного шлама с получением глинозема, железа (литейного чугуна) и цемента на площадках глиноземных заводов и способа получения на них только транспортабельного красного шлама для отгрузки и переработки новой товарной продукции на действующих предприятиях.
Агломерат, спеченный из боксита и известняка, нужен для сокращения расхода кокса при доменной выплавке высокоглиноземного шлака с целью получения из него жаропрочного и быстротвердеющего цемента. Особенностью такого агломерата является высокая основность (отношение СаО/SiO2). В работе приведены результаты исследований, свидетельствующие о способности жидкой фазы при формировании агломерата практически полностью ассимилировать известь. Бокситовый высокоосновный агломерат можно получить прочным и стойким против разрушения при открытом хранении.
Экстремальная зависимость прочности агломерата от его основности объясняется содержанием в агломерате ферритов и силикатов кальция, которые образуют прочностную связку агломерата. Минимальная прочность агломерата соответствует основности 1,2-1,4. Это доказывает попытки оптимизировать технологию получения такого агломерата с планированием эксперимента. Лабораторные опыты показали, что для агломерата с основностью 1,4 при оптимальной линейной скорости его спекания около 18,7 мм/мин получается приемлемый выход «годного» агломерата не более 65 % даже при повышенном (более 6 %) расходе топлива. С целью повышения максимума прочности агломерата в указанной экстремальной зависимости целесообразно увеличивать содержание в нем оксида железа. Установлено, что с увеличением содержания железа на 1,5 % выход годного агломерата возрастает на 1 %. Однако повышение содержания железа в агломерате после максимума прочности приводит к некоторому ее снижению. Это объясняется повышением температуры плавления шихты и уменьшением количества прочностной ферритно-кальциевой связки.
Приведен краткий анализ основных вариантов использования Яковлевской аглоруды, учитывая ее специфический химический состав. Получение губчатого железа по технологиям Midrex и HYL не требует потребление дефицитного доменного кокса. Доменный кокс можно сэкономить в больших количествах на современных металлургических предприятиях за счет использования более богатого железом сырья с пониженным содержанием вредных примесей (сера и фосфор). Обосновывается целесообразность проведения исследований, необходимых для технико-экономического обоснования и сопоставления указанных вариантов.
