способ получения брикетов из ванадийсодержащих отходов от сжигания органических топлив

Формула изобретения

Способ получения брикетов из ванадийсодержащих отходов от сжигания органических топлив, заключающийся в холодном прессовании брикетов из шихты, отличающийся тем, что предварительно шихту разных фракций перемешивают, гранулируют до размера частиц в диаметре 1 - 5 мм, а прессование проводят под давлением 500 - 1500 кг/см², образуя брикеты в виде цилиндров, у которых отношение диаметра основания к образующей составляет 0,75 - 1,5 при массе брикета 0,05 - 0,5 кг.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области черной и цветной металлургии, а именно к безотходной технологии и может быть использовано для утилизации и подготовки к транспортированию ванадийсодержащих золоотходов от сжигания любых органических топлив к местам металлургического передела.

Известен способ получения брикетов из металлургического сырья, патент РФ N 2086676, МКИ C 22 B 1/243, сущность которого состоит в том, что отходы прокатного производства утилизируют путем брикетирования шихты при давлении 800-1700 кг/см², в связующей добавке используют нонтронит, а брикеты подвергают сушке и спеканию при 1100-1200^oC.

Этот способ требует неорганического связующего, что затрудняет процесс прессования для отходов органических топлив, очень высокое давление, 1700 кг/см², приводит к увеличению энергозатрат и снижению экономичности производства, сушка и особенно термическая обработка при высоких температурах требует дополнительного оборудования и электроэнергии, а прочность брикетов при этом снижается.

Наиболее близким к заявляемому способу, взятому за прототип, является процесс, описанный в статье Сосновски Р. и др., "Брикетирование улавливаемой пыли электростанций", опубликованной в журнале "Hutnik", 1983 г, 50, N 2, стр. 48-51. В этой работе определена способность пыли, образующейся от сжигания угля в котлах электростанций, к брикетированию. Брикеты получают прессованием при давлении до 400 кг/см в виде цилиндров с диаметром 35 мм и высотой 30-35 мм и весом 0,04 кг, пригодных к транспортированию.

Однако предлагаемое усилие прессования не обеспечивает прочности, достаточной для перевозки на большие расстояния, а масса брикета в 0,04 кг мала и экономически не выгодна, т.к. снижает производительность процесса.

Задачей предлагаемого способа является создание производительной недорогой экологически чистой непрерывной технологии получения брикетов повышенной прочности из ванадийсодержащих отходов сжигания любых видов органических топлив (нефти, газа, угля), пригодных для транспортирования на большие расстояния любым видом транспорта к местам дальнейшего передела с целью извлечения ванадия.

Поставленная задача с достижением указанного результата решается за счет того, что в способе получения брикетов из ванадийсодержащих отходов от сжигания органических топлив, заключающемся в холодном прессовании брикетов из шихты, предварительно шихту разных фракций перемешивают, гранулируют, а прессование проводят под давлением 500-1500 кг/см² образуя брикеты в виде цилиндров, у которых отношение диаметра основания к образующей составляет 0,75-1,5 при массе брикета 0,05 - 0,5 кг.

Брикетирование гранул прессованием при давлении 500-1500 кг/см² обеспечивает оптимальную прочность брикетов. При давлении менее 500 кг/см² получаемая прочность недостаточна для транспортирования, погрузочно - разгрузочных работ и хранения; увеличение давления выше 1500 кг/см² нецелесообразно, т.к. приводит к неоправданному повышению энергозатрат.

Геометрические размеры брикета, его форма в виде цилиндра и масса были подобраны опытным путем и подтверждены экспериментально. При выходе за предложенный интервал 0,75-1,5 отношения диаметра цилиндра к его образующей, прочность брикетов уменьшается и увеличивается процент разрушения при испытаниях. Масса цилиндра выбрана для обеспечения оптимальной производительности процесса и механической прочности брикета. При массе менее 0,05 кг снижается производительность способа, при массе свыше 0,5 кг появляются сколы и раскрашивание, что при перегрузках, связанных с транспортированием вызовет появление мелкой фракции, непригодной для дальнейшего металлургического передела.

Смешивание всех фракций утилизируемой шихты (пыль, куски) перед началом процесса гранулирования позволяет использовать все отходы без исключения, а куски служат в дальнейшем зародышами для образования гранул. Операции смешивания и последующего гранулирования обеспечивают непрерывность технологического процесса производства брикетов. Геометрические размеры гранул определяются типом и особенностями оборудования, подающего гранулы к прессу, в частности устройства виброподачи.

Способ осуществляли следующим образом: брали отходы ТЭЦ, представляющие собой пыль с размером частиц < 0,1 мм и дисперсный порошок с размером частиц 1-2 мм, смешивали эти фракции в тарельчатом смесителе до получения однородной смеси в течение 30 мин. Далее шихту гранулировали в грануляторе при распылении влаги до размера гранул 1-5 мм. Прессование производили на 100 Т прессе при давлении 700 кг/см². Получили брикеты в виде цилиндров массой 0,07 кг с диаметром основания d=25 мм и образующей длиной l=20 мм, при этом отношение d:l составило 1,25.

Полученные брикеты испытывали на механическую прочность сбрасыванием с высоты 1,5 м на металлическую плиту. Выход годного составил 95%.

Испытаниям подвергались шламы различных ТЭЦ и ГРЭС, образующихся от сжигания различных видов органических топлив (угля, нефти, газа). Результаты испытаний сведены в таблицу.

Анализ приведенной таблицы с результатами испытаний показывает, что заявляемый способ обеспечивает высокую прочность ванадийсодержащих брикетов, которая позволит транспортировать сырье на большие расстояния и совершать погрузочно-разгрузочные работы без образования мелочи, мешающей металлургическому переделу. Испытания с запредельными значениями предлагаемых интервалов величин параметров процесса вызывают снижение процента выхода годного с 98% до 82%. Полученные брикеты могут быть непосредственно использованы в производстве феррованадия или подвергнуты обжигу с целью обогащения, которое может составить 60-70%.

Предложенный способ экономически выгоден, в нем нет операций, связанных с высокой температурой обработки, усложняющих технологию, процесс производства происходит непрерывно с применением серийно используемого оборудования, способ экологически чист, т.к. не требует дополнительных добавок и связующих. Таким образом с его помощью эффективно решается актуальная задача утилизации десятилетиями накопленных отходов от сжигания различных видов органических топлив и их транспортирования на любые расстояния различным видом транспорта к местам дальнейшего металлургического передела с целью извлечения ванадия и других металлов.