Шлаки: Виды И Процессы Образования
Техногенные продукты металлургического комплекса следует разделять на отходы черной и цветной металлургии и отходы сталеплавильного производства. Наибольшее применение получили доменные шлаки черной металлургии.
Шлаки черной металлургии могут быть сталеплавильными, мартеновскими, ваграночными и доменными. Главный представитель данного вида шлаков - доменные шлаки, которые образуются при выплавке чугуна в доменных печах. Из 1,7-2т железной руды и плавней, получается 1 тонна чугуна и 0,6-0,7 тонны шлака. Количество шлака, как попутного продукта на различных металлургических комбинатах сильно зависит от содержания в коксе серы, применяемой извести для шихтовки, а также уровня используемой технологии. Чтобы получить сталь, требуется дополнительный расход железной руды, топлива, различных горных пород, отнимающих из расплава чугуна фосфор, марганец, серу и при этом способствующих образованию мартеновских шлаков. Из 2-2,3 тонны железной руды и плавней, 1,9т топлива, 80т воды и десятков тонн воздуха получается, 1 тонна стали и 0,2-0,3 тонны шлака. В ваграночных и электропечах выход шлаков составляет 0,1-0,4 тонны на 1 тонну металла.
Шлаки цветной металлургии
Производство цветных металлов сложный, дорогой и трудоемкий процесс. Для получения 1 тонны меди, никеля, олова необходимо переработать от ста до трехсот тонн руды. Количество шлаков при выплавке 1 тонны цветного металла достигает 15-25т. Это обстоятельство объясняется тем, что цветные металлы в природе встречаются только в виде соединений, рассредоточенных в горных породах и содержание окислов меди, никеля, цинка, олова в руде не превышает 3-5%, остальное пустая порода: пирит, кварц, карбонаты и силикаты кальция и магния. Шлаки цветной металлургии отличаются от шлаков черной металлургии повышенным содержанием закиси железа (до 20-40%).
Топливные шлаки (Золошлаки ТЭЦ)
Золошлаки, образуемые при сжигании топлива на ТЭЦ находят широкое использование в производстве строительных материалов. В этой связи мы не могли обойти вниманием этот продукт.
При сжигании твердого топлива из его минеральной части образуются зола и шлак, содержание которых различно для различных видов топлива. Они составляют 10-15% в бурых углях; в каменных углях - 3-40%; антраците - 2-30%; горючих сланцах — 50-80%; топливном торфе — 2-30%; дровах — 0,5-1,5%; мазуте - 0,15-0,2%.
В настоящее время на большинстве ТЭЦ топливо сжигают в пылевидном состоянии, причем температура в топочной камере достигает 1200--1600°С. При этом конгломераты различных соединений, образующихся из его минеральной части, выделяются в виде пылевидной массы. Мелкие и легкие частицы (размеры от 5 до 100 мкм), содержащиеся в золе в количестве до 80—85 %, уносятся из топок конгломератов дымовыми газами, образуя так называемую золу-унос. Более крупные частицы оседают на/под топки, оплавляются в кусковые шлаки или стекловидную массу, которую затем подвергают грануляции. Количественное соотношение между образующимися шлаками и золой-уносом различно, оно зависит от конструкции топки на ТЭЦ и ГРЭС. Так, в топках с твердым шлакоудалением в шлак обычно переходит 10—20 % всей золы топлива. В топках с жидким шлакоудалением в шлак переходит 20—40 %, а в циклонных топках — до 85— 90 % всей золы топлива. Топливные шлаки и зола-унос различаются по составу и свойствам в зависимости от вида топлива и способа его сжигания.
Зола-унос представляет собой тонкодисперсный материал с малым размером частиц, что позволяет использовать ее для ряда производств без дополнительного помола. Характерной особенностью золы является присутствие в ней около 5—6 % несгоревшего топлива, а также железа, в основном в закисной форме. Частицы шлака имеют размеры от 0,2 до 20—30 Мм. В топках с жидким шлакоудалением шлак получается в гранулированном виде. Для него характерна стекловидная структура.
Шлаки - это искусственные силикаты. Они состоят из окислов кремния, алюминия, железа, кальция, магния, марганца, серы и других. Эти же окислы содержатся в природных глубинных горных породах. В зависимости от количественного соотношения окислов, а также от условий и скорости охлаждения шлаковых расплавов шлаки могут иметь свойства гранита или вулканической пемзы. И по цвету шлаки близки к горным породам. Они могут быть иссиня-черными, снежно-белыми, зелеными, желтыми, розовыми, серыми. Нередко они имеют серебристые, перламутровые и сиреневые оттенки. Шлаки могут быть плотными и пористыми, тяжелыми, как базальт, и легкими как туф или ракушечник. Плотность шлака колеблется от 3200кг/м3 до 800 кг/м3.
Удельный вес шлака, т.е. вес его вещества, близок к весу природных каменных материалов и составляет 2,5-3,6г/см3.
По химическому составу доменные шлаки делятся на основные, нейтральные и кислые. К основным относятся шлаки с модулем основности (М=(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)), больше единицы, к кислым меньше единицы.
Примерный химический состав доменных шлаков следующий:
SiO2-30-40%, CaO -30-50% Al2O3 -4-20%, MnO-0,5-2%, FeO-0,1-2%, SO3 -0,4-2,5%
Основные шлаки позволяют удалять из металла вредные примеси - серу, фосфор, поэтому основной сталеплавильный процесс получил наибольшее распространение. Минералогический состав металлургических шлаков характеризуется наличием соединений с более низкой основностью, чем минералы портландцементного клинкера: меллилит Cа2AlSiO7-Ca2Mg(Si2O7), ларнит β-Ca2SiO4, ранкинит Ca3Si2O7, псевдоволластонит α-CaSiO3, анортит Ca2Al2(Si2O8), монтичеллит CaMgSiO4, диоксид CaMg(SiO3)2. Соотношение тех или иных минералов определяется не только химическим составом шлаков, но и условиями их охлаждения. Например, гранулированные шлаки состоят главным образом из стекла с кристаллическими включениями ларнита, меллилита. В отвальных шлаках преобладают кристаллы ларнита, ранкинита, псевдоволластонита, меллилита, а в высокоглиноземистых кислых - анортита, при повышенных содержаниях MgO – морвинита Ca3Mg(Si2O8), монтичеллита, диоксида.
При производстве литейного чугуна в вагранках образуются в основном кислые шлаки, т.е. с большим содержанием кремнезема чем окисей кальция и магния. При медленном охлаждении в кислых шлаках выделяются минералы - пироксены, анортиты, мелилиты, рудные минералы; в них присутствует также алюмокремнеземистое стекло.
Шлаки цветной металлургии отличаются большим разнообразием, их удельная масса по сравнению со шлаками черной металлургии, если считать на единицу выплавленного металла, значительно больше. Если при выплавке чугуна и стали образуется 0,2--1 т шлака на 1 т металла, то при выплавке никеля его количество достигает 150 т, меди не менее 10—30 т.
Кроме оксидов кремния, алюминия, кальция, магния, железа и марганца в шлаках содержится значительное количество таких ценных компонентов, как медь, кобальт, цинк, свинец, кадмий, редкие металлы.
В связи со специфическим составом шлаков цветной металлургии общим перспективным направлением в решении проблемы их использования является принцип комплексной переработки, включающий три основные стадии: 1) предварительное извлечение цветных и редких металлов; 2) выделение железа; 3) использование силикатного остатка шлака для производства строительных материалов. Однако, как показывает практика, чаще всего переработка шлака заканчивается первой или второй стадией.
По аналогии с металлургическими топливные шлаки так же можно классифицировать на кислые, нейтральные и основные. Большинство топливных шлаков относится к классу кислых или нейтральных. Шлаки каменных углей отечественных месторождений большей частью являются кислыми. К основным шлакам, содержащим повышенное количество закиси железа и до 40 % СаО, относятся шлаки некоторых бурых углей и сланцев.
Автор:
Аналитический портал химической промышленности и индустрии пластиков
NEWCHEMISTRY – аналитический портал, посвященный прогрессу в промышленных химических технологиях, а также индустрии пластиков.
Тел .: (495) 918-13-12, (495) 911-58-70
E-mail: reklama@newchemistry.ru
www: www.newchemistry.ru
Обсудить статью
Несмотря на универсальность металлургических шлаков, определять области их применения можно и нужно исходя из природы шлаковых расплавов. Только тогда ценные свойства шлаков будут полностью использованы.
Овощные и фруктовые соки - это бесценный кладезь, который как нельзя кстати придется именно весной, когда организм устал и истощился за долгие холодные зимние месяцы. Если вы мечтаете быстро очистить организм от шлаков и благодаря этому сбросить пару-тройку лишних килограммов, то обязательно попробуйте шесть напитков, способствующих похудению и дезинтоксикации.
То, что шлаки приносят огромный вред здоровью, знают все. Организм годами скапливает ненужные вещества, которые потом дают о себе знать. Для вывода шлаков функционирует лимфатическая система, печень, почки, кишечник и кожа. Через эту выделительную систему из организма выводится всё, что способно нанести вред организму. Но силы организма справляются только с природными излишками.
Коллоидная фитоформула Детокс (Detox) компании AD Medicine (ЭД Медицин) — уникальное и сбалансированное сочетание лечебных трав, витаминов, минералов, ферментов, иммунокорректоров, макро- и микроэлементов, антиоксидантов, необходимых для комплексной и эффективной очистки организма с пролонгированным действием, повышения эффективности работы органов детоксикации (в первую очередь – печени и кишечника), а также комплексной поддержки функционирования органов гепатобилиарной системы – желчного пузыр
Организм человека страдает от уймы плохих самочувствий из-за неправильного приема пищи и образа жизни. И когда приходит время лечения то оно далеко не всегда оказывается хорошим.
Хотите, чтобы ваши ножки были стройными и гладкими, а ягодицы крепкими? Выпивайте ежедневно по 3 л питьевой воды и потребляйте продукты, богатые балластными веществами.
Полное очищение организма в домашних условиях - вполне доступно для каждого! Не забывайте о чистоте организма внутри и вовремя оказывайте нужную поддержку, для избежания ряда заболеваний.
При электрошлаковой сварке основной и электродный металлы расплавляются теплом, выделение которого совершается при прохождении через шлаковую ванну электрического тока.
О профилактике болезней толстой кишки народными средствами
Как обезопасить себя от некачественного фторопласта? Важную, а возможно и ключевую часть ответа вы найдете в статье "Отечественный фторопласт"
Передвижной фильтр для очистки воздуха при сварке, плазменной и лазерной резке металлов, а также для аспирации рабочих мест с "точечным" пылением. Фильтр оснащен системой пневмоочистки фильтровальных картриджей, при этом не требуется подвод сжатого воздуха извне, т.к. пневмоочистка осуществляется от встроенного компрессора. Вентилятор установлен в шумоглушащей камере.
Высочайшая эффективность очистки при больших концентрациях пыли на входе фильтра достигается за счет конструктивного размещения в одном корпусе двух фильтров — рукавного и картриджного. Очистка воздуха производится двухступенчато: сначала в рукавном фильтре, затем в картриджном.
Обзор приборов для измерения давления- манометров, датчиков давления, вакуумметров, манометрических термометров. Краткое описание и характеристики.
Наружное освещение призвано обеспечивать должный уровень комфорта и безопасности на территории объекта. Являясь элементом системы единого энергопотребления, оно, в первую очередь, должно быть рациональным.
Для контроля качества строительства дорог необходимы специальные комплексы. Для этого создаются укомплектованные лаборатории на основе, например, вагон-дома. При использовании особых пиборов оценивается качество проводимых работ на любом этапе можно будет без особых сложностей оценить качество проводимых рабо
Однофазный стабилизатор напряжения для дома - выбираем быстро, легко и правильно, не переплачивая, с помощью простой инструкции.
По телевизору, радио часто можно услышать понятие "запорная арматура". Если Вы при этом представляете рифленый прут железа - эта статья, объясняющая термин, для Вас.
В России практически не существует собственного производства пигментного диоксида титана. В тоже время объем потребления данной продукции в 2006 году составили порядка 75 тыс. тонн.
К 2010 году объем потребления бензола возрастет на 332 тыс. тонн по сравнению с уровнем 2005 года. Особенностью ближайших двух-трех лет будет увеличение доли каменноугольного бензола, в первую очередь сырого, в структуре сырья предприятий, не имеющих собственного производства бензола. Будут закрывать дополнительные потребности в бензоле за счет каменноугольного сырья и нефтехимические предприятия.
Ужесточение требований, предъявляемых к теплозащите зданий, обуславливает повсеместное использование в строительстве различных теплоизоляционных материалов. Одним из традиционных утеплителей является беспрессовый пенополистирол. В настоящее время в Европе более 60% всего производимого пенополистирола используется для целей теплоизоляции.
В индустрии пластмасс и каучуков одной из важнейших технологий обработки является экструзионная обработка. В последние годы возрастает жесткость требований, предъявляемых технологии экструдирования, в частности такими факторами как резкий рост цен на сырье, повышение расходов в области энергозатрат и все более жесткие функциональные требования. В результате при разработке технологий экструдирования стандартными функциями стали повышение уровня точности, эффективности и энергосбережения.
Сырой сое необходима обработка, которая приведет к дезодорации бобов и значительному изменению его химических и биологических комплексов, повышению пищевой ценности, освобождению от веществ дурно пахнущих и сдерживающих усвоение белков.
Представленный отчет составлен CPCIA (Китайской Ассоциацией Нефтяной и Химической Промышленности).
Пенополистирол – массовая продукция, необходимая при строительстве практически любого объекта. Технология производства пенополистирола достаточно проста и недорога. Но в России процесс и технологии производства пенополистирола находится в «запаздывающей» фазе.
При строительстве или реконструкции зданий пенополистирольные плиты могут быть использованы для теплоизоляции самых различных частей здания. Наибольшие объемы потребления пенополистирольных плит при теплоизоляции зданий приходятся на изоляцию кровли и внешних стен.
