Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Технология комплексной утилизации отвальных солевых алюминиевых шлаков Курдюмова Лариса Николаевна

Технология комплексной утилизации отвальных солевых алюминиевых шлаков
<
Технология комплексной утилизации отвальных солевых алюминиевых шлаков Технология комплексной утилизации отвальных солевых алюминиевых шлаков Технология комплексной утилизации отвальных солевых алюминиевых шлаков Технология комплексной утилизации отвальных солевых алюминиевых шлаков Технология комплексной утилизации отвальных солевых алюминиевых шлаков Технология комплексной утилизации отвальных солевых алюминиевых шлаков Технология комплексной утилизации отвальных солевых алюминиевых шлаков Технология комплексной утилизации отвальных солевых алюминиевых шлаков Технология комплексной утилизации отвальных солевых алюминиевых шлаков
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Курдюмова Лариса Николаевна. Технология комплексной утилизации отвальных солевых алюминиевых шлаков : Дис. ... канд. техн. наук : 03.00.16 Орел, 2002 137 с. РГБ ОД, 61:03-5/2199-3

Содержание к диссертации

Введение

1 СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К ПРОБЛЕМЕ ПЕРЕРАБОТКИ СОЛЕВЫХ ШЛАКОВ АЛЮМИНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА 11

1.1 Анализ известных способов переработки солевых шлаков алюминиевого производства 11

1.2 Пути рационального использования солевых алюминиевых шлаков при производстве строительных материалов 20

1.3 Выводы по главе 1 27

2 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОТВАЛЬНЫХ СОЛЕВЫХ ШЛАКОВ АЛЮМИНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА 28

2.1 Химический состав шлаков 28

2.2 Гранулометрический состав шлаков 34

2.3 Физико-механические характеристики шлаков 37

2.4 Выводы по главе 2 40

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗООБРАЗО ВАТЕЛЯ ИЗ СОЛЕВЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ ШЛАКОВ 41

3.1 Факторы, влияющие на газообразование алюминия 41

3.2 Методика эксперимента по изучению процесса газообразования 47

3.3 Газообразующая способность солевых шлаков при взаимодействии с растворами щелочей 50

3.4 Выводы по главе 3 72

4 РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗООБРАЗОВАТЕЛЯ ИЗ СОЛЕВЫХ ШЛАКОВ АЛЮМИНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА 73

4.1 Особенности водной отмывки солей из шлаков 73

4.1.1 Анализ факторов, влияющих на выщелачивание 73

4.1.2 Определение концентрации раствора и времени осветления шлаковой пульпы 77

4.1.3 Отмывка шлаков от нитридов алюминия с регулированием рН среды 83

4.2 Влияние температуры сушки на газообразующую способность шлаков 87

4.3 Выводы по главе 4 91

5 КОМПЛЕКСНАЯ УТИЛИЗАЦИЯ ОТВАЛЬНЫХ СОЛЕВЫХ АЛЮМИ НИЕВЫХ ШЛАКОВ 92

5.1 Выбор параметров противоточной отмывки шлаков от солей 93

5.2 Принципиальная аппаратурно-технологическая схема производства газообразователя 102

5.3 Использование шлакового газообразователя для получения ячеистого бетона 105

5.4 Расчет предотвращенного экологического ущерба 113

5.5 Выводы по главе 5 119

6 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 120

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 121

ПРИЛОЖЕНИЕ 130

Введение к работе

Развитие человеческого общества невозможно без использования природных ресурсов и воздействия на окружающую среду. Воздействие это не всегда является безболезненным. Цветная металлургия относится к наиболее мате-риалоемким отраслям промышленности. При производстве металлов и сплавов образуется значительное количество попутных продуктов, многие из которых после выделения из основного технологического процесса практически не используются и представляют собой отходы производства. В настоящее время в мире ежегодно получают около 30 млн. тонн алюминия, при переработке которого на различные изделия образуется до 3 млн. тонн шлаков, содержащих значительное количество алюминия. Из-за особенностей плавки алюминиевых сплавов в качестве флюса обычно используются эквимольные смеси хлоридов натрия и калия. В результате образуются отходы, представляющие собой конгломерат высокотемпературных образований. Шлак состоит из механической смеси металлического алюминия, хлоридов натрия и калия, оксидов алюминия, кремния, железа, а также продуктов взаимодействия металла и флюса с атмосферой и футеровкой плавильной печи и частиц разрушившегося огнеупора. После доизвлечения алюминия остаются отходы в виде мелкодисперсных солевых шлаков. В связи с отсутствием рациональной технологии утилизации таких шлаков предприятия складируют их в отвалах и специальных хранилищах. Таких шлаков в Российской Федерации накопилось около 50 млн. тонн, в том числе, в Орловской области Думчинский отвал содержит почти 2,5 млн. тонн и занимает около 65 га.

Хлориды металлов растворяются и засоляют почву, поверхностные и грунтовые воды, попадают в реки. При контакте с водой солевой шлак может выделять токсичные газы, такие как аммиак, сероводород. Наибольшую опасность для атмосферы представляют пылевидные частицы, которые легко поднимаются ветром и переносятся на значительные расстояния.

Шлаковые отвалы занимают сотни гектаров плодородных земель, выводя эти площади из сельскохозяйственного оборота. Отвалы загрязняют атмосферу, гидросферу и почву, отрицательно воздействуют на здоровье человека и состояние животного и растительного мира. Кроме того, с отвалами безвозвратно теряется большое количество ценных компонентов, таких как металлический алюминий, глинозем, кремнезем, хлориды щелочных металлов.

Таким образом, задача безотходной утилизациии отходов цветной металлургии с получением ценных продуктов имеет актуальное значение как в экологическом, так и в экономическом аспектах. Эта задача может быть успешно решена на основе создания комплексной технологии. Наиболее полно данная технология может быть реализована в такой материалоемкой отрасли, как строительная индустрия. Широкая номенклатура строительных материалов и изделий, разнообразие технологий их производства позволяет найти практическое применение большинству промышленных отходов. При этом важной особенностью развития производства строительных материалов является решение экологических вопросов. Имеющиеся научные, экономические и экологические предпосылки позволяют утверждать, что в ближайшие десятилетия будет наблюдаться тенденция постепенного вытеснения техногенным сырьем природного, получат развитие безотходные технологии, решающие проблему комплексного использования отходов производства с получением ценных материалов, в том числе строительных, с высокими эксплуатационными свойствами. Поскольку самым ценным компонентом отвальных солевых шлаков является металлический алюминий, целесообразно исследовать возможность использования шлака взамен алюминиевой пудры как газообразователя при получении ячеистых бетонов. Поэтому исключительно важной задачей является ликвида-

6 ция токсичных отвалов путем разработки рациональной технологии утилизации солевых шлаков алюминиевого производства с комплексным использованием их компонентов, что позволит решить проблему улучшения экологической ситуации промышленных регионов.

Целью исследования является разработка технологии комплексной утилизации отвальных солевых алюминиевых шлаков, что позволит уменьшить вредные выбросы в атмосферу, водные бассейны и почву, связанные с размещением и хранением в отвалах этих отходов.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

Проведение анализа существующих способов переработки солевых шлаков алюминиевого производства и выбор перспективных направлений утилизации;

Оценка химического и гранулометрического состава, основных физико-механических свойств солевых шлаков и обоснование возможных способов их переработки с целью выбора наиболее рационального из них;

Экспериментальное исследование возможности получения газо-образователя из солевых алюминиевых шлаков, особенностей газовыделения и подбор оптимальных условий процесса;

Разработка основных технологических процессов и общей схемы получения газообразователя из исследуемых шлаков.

Методы исследования. Основные результаты работы получены с использованием классических методов физической и аналитической химии (в т.ч. петрографии, гравиметрии, волюмометрии, фотоколориметрии), метода планирования эксперимента с применением вычислительной техники и справочных баз данных.

Научная новизна.

В результате выполненных исследований разработаны теоретические основы предложенной технологии утилизации солевых алюмосодержащих шлаков с получением газообразователя, в том числе:

Впервые установлено влияние температуры и концентрации раствора, удельной поверхности твердой фазы и свойств получаемых продуктов на количественные характеристики выделения водорода при взаимодействии с гидроксидами кальция и натрия исходных солевых шлаков, а также шлаков, отмытых от водорастворимых солей;

Предложено кинетическое уравнение, которое можно использовать для количественных расчетов процесса газовыделения при изготовлении ячеистого бетона. В исследованной области определены энергия активации процесса и порядок реакции взаимодействия алюминия шлаков с гидроксидом натрия;

Показано, что для связывания и удаления аммиака, выделяющегося при взаимодействии нитридов алюминия шлаков с водой, необходимо проводить водную отмывку шлаков с добавлением соляной кислоты;

Обнаружено влияние температуры сушки отмытого шлака на количество выделяемого водорода при взаимодействии с растворами щелочей, что связано с утолщением оксидной пленки на зернах алюминия.

Практическая значимость.

Решена практическая задача улучшения экологической обстановки в промышленных регионах за счет прекращения вредных выбросов в атмосферу, водные бассейны и почву, связанных с размещением и хранением в отвалах солевых алюминиевых шлаков, включающая следующие технические решения:

1. Предложена замкнутая многостадийная противоточная схема водной отмывки отвальных алюмскюдержащих шлаков со степенью извлечения солей 97 - 99 % и получением концентрированных солевых растворов (15 - 20 % масс); количество стадий определяется исходным и конечным содержанием солей в шлаках;

Предложен и запатентован способ предотвращения выделения аммиака при взаимодействии шлаков с водными растворами щелочей путем предварительной водной отмывки с добавлением соляной кислоты из расчета получения рН солевого раствора в пределах 6,5-7,5;

Предложен и запатентован способ переработки солевых алюмосодержащих шлаков на газообразователь, включающий сушку отмытого шлака в условиях, предотвращающих снижение газовыделения.

Получены образцы ячеистого бетона с использованием предложенного шлакового газообразователя, характеристики которых отвечают требованиям ГОСТа.

Достоверность результатов. Достоверность сделанных выводов и рекомендаций подтверждается обоснованным использованием классических методов аналитической и физической химии, математической статистики, достаточно большим объемом экспериментов и применением известных численных методов обработки экспериментальных данных с помощью ПЭВМ,

На защиту выносятся:

Результаты исследования, разработки и апробирования основных процессов экологически безопасной утилизации отвальных солевых алюмосодержащих шлаков с получением газообразователя, в том числе:

Обоснование возможности использования рассматриваемых отходов в качестве сырья для получения газообразователя и заполнителя для ячеистых бетонов;

Определение основных влияющих факторов и выбор условий газообразования шлаков при взаимодействии с растворами гидроксидов кальция и натрия;

Результаты по активной замкнутой противоточной отмывке отвальных алюмосодержащих шлаков водой от хлоридов щелочных металлов и нитридов алюминия с получением нейтральных концентрированных солевых растворов;

Влияние и определение эффективной температуры сушки отмытого шлака на процесс газообразования;

5. Результаты по применению шлакового газообразователя для изготовления газобетона.

Апробация работы. Основные результаты работы обсуждены и одобрены на следующих научно-технических конференциях: Научно-технические конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов ОрелГТУ, апрель 1998, 1999, 2000, 2001, 2002 гг., г. Орел; 2-я Межвузовская научная конференция «Качество жизни населения, деловая активность и конкурентоспособность российских предприятий» 14-16 апреля 1998 г., г. Орел; III и IV Международный симпозиум молодых ученых, аспирантов и студентов «Техника и технология экологически чистых производств» май 1999, 2000 гг., г. Москва; Всероссийская научно-техническая конференция «Диагностика веществ, изделий и устройств», ноябрь 1999 г., г. Орел; Международная научно-практическая конференция «Современные проблемы промышленной экологии», ноябрь 1999 г., г. Орел; Международная научно-техническая конференция «Энергосбережение, экология и безопасность», ноябрь-декабрь 1999 г., г. Тула; Международная конференция «Инженерная зашита окружающей среды», июнь 2002 г., г. Москва.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы следующие печатные работы:

Курдюмова Л.Н., Кубаткина Н.В., Куценко С.А. О возможности использования солевых алюмосодержащих шлаков для производства строительных материалов. // Сборник трудов III Международного симпозиума молодых ученых, аспирантов и студентов «Техника и технология экологически чистых производств» 11-12 мая 1999 г., г. Москва. - М.: МГУИЭ, 1999. - С. 40-42.

Курдюмова Л.Н., Куценко С.А. Ячеистый бетон из промышленных отходов. // Сборник научных трудов ученых Орловской области. Выпуск 5, том 1. - Орел: ОрелГТУ, 1999. - С. 79-84.

Курдюмова Л.Н., Спиридонов А.А., Кубаткина Н.В., Куценко С.А Ла- бораторная установка для определения газообразующей способности солевых шлаков алюминиевого производства. // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Диагностика веществ, изделий и устройств». - Орел: Изд-во ОрелГТУ, 1999. - С. 59-60.

Кубаткина Н.В., Курдюмова Л.Н., Куценко С.А, Спиридонов А.А. Технологическая схема комплексной переработки солевых алюмосодержащих шлаков. // Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Энергосбережение, экология и безопасность». - Тула: ТулГУ, 1999. - С. 37-38.

Курдюмова Л.Н., Куценко С.А. Влияние гранулометрического и химического состава шлаков алюминиевого производства на их газообразующую способность. // Тезисы докладов IV Международного симпозиума молодых ученых, аспирантов и студентов «Техника и технология экологически чистых производств». - М.: МГУИЭ, 2000. - С. 67.

Курдюмова Л.Н. Перспективы безотходной переработки солевых алюмосодержащих шлаков в производстве строительных материалов. // Материалы международной научно-практической конференции «Современные проблемы промышленной экологии». - Орел: ОрелГТУ, 2000. - С. 34-36.

Курдюмова Л.Н., Куценко С.А. Получение газообразователя для бетонов из солевых алюмосодержащих шлаков // Сборник докладов Международной конференции «Инженерная защита окружающей среды». - М,: МГУИЭ, 2002.-С. 123-126.

Куценко С.А., Бурцева Н.В., Спиридонов А.А., Курдюмова Л.Н. Способ переработки алюмосодержащих шлаков. Патент РФ № 2149845 7С04В 7/24, 7/32, С01 F 7/56, С22В 7/04, Бюл. № 15,2000 г.

Куценко С.А., Курдюмова Л.Н. Способ переработки солевых шлаков алюминиевого производства. Патент РФ № 2181708, МПК 7 С04В 38/02, 22/04, С22В 7/04. -Бюл. № 12, 2002 г.

Анализ известных способов переработки солевых шлаков алюминиевого производства

Цветная металлургия имеет наибольший выход отходов на единицу металлургической продукции. Например, при производстве алюминиевых сплавов из лома и отходов при выплавке в отражательных печах под слоем флюса образуется до 50 кг шлака на 1 т сплава. В качестве флюса используются специальные бескислородные смеси на основе галоидных соединений. Наиболее подходящей системой для термофлюсового переплава алюминия и его сплавов является эквимольная смесь NaCl и KCL Данная хлоридная смесь не только удовлетворяет специфическим требованиям, предъявляемым к флюсовым композициям (термоустойчивость, требуемая жидкотекучесть), но и является наиболее доступной [1]. Образующийся алюминиевый шлак представляет собой конгломерат высокотемпературных образований. Он состоит из смеси металла, оксидов и солей. Количество металлического алюминия в шлаках колеблется от 20 до 80 %. Гранулометрический состав шлака находится в пределах от 1 мм до 1 м. Алюминиевые шлаки в зависимости от содержания металла и солей можно условно разделить на малосолевые (содержат 30-40 % А1 и 5-10 % солей) и солевые (содержат до 30 % А1 и 40-60 % солей) [2]. Из-за отсутствия рациональной технологии переработки солевые шлаки вывозятся в отвалы.

В связи с большим количеством отходов данные отвалы занимают значительные площади и, таким образом, из полезного использования изымаются большие земельные участки. В частности, в результате 30-летней деятельности Мценского завода «Цветные металлы и сплавы», преобразованного потом в ОАО «Мденский алюминий» (Орловская область) образовался Думчинский отвал шлаков плавки вторичного алюминия и его сплавов.

По данным Орловского комитета экологии отвал содержит почти 2,5 млн. тонн отходов и занимает площадь в 65 га [3]. Подобные шлакохранилища имеются и в других регионах России и содержат около 50 млн, тонн таких отходов. В этих зонах службами санэпидемнадзора отмечается интенсивное загрязнение атмосферы, гидросферы и почвы. Наибольшую опасность для атмосферы представляют пылевидные частицы, содержащиеся в отвалах. Пыль размерами до 100 мкм легко поднимается и переносится на расстояние 250 м при скорости ветра 5 м/с, а при скорости 9 м/с - на расстояние 800 - 1000 м. При этом мелкая пыль способна загрязнять воздух в течение нескольких недель и даже месяцев (скорость осаждения минеральных частиц размером 100 мкм составляет 0,3 м/с, а размером 1 мкм - 30 мм/с) [4]. Большую опасность для ручьев и рек представляет их заиливание в результате выноса из отвалов глинистых пород. Во многих случаях содержание взвешенных частиц в поверхностных водах превышает 2 - 5 г/л. В результате вымывания отвалов возрастает кислотность поверхностных вод. Несмотря на то, что сразу после отвалообразования среда отвалов может быть щелочной, по истечении 5-6 лет в результате окислительных процессов рН снижается до 2 - 3. Кислотное вымывание из отвалов таких элементов, как Си, Mn, Cr, Ni и попадание их в водоемы может вызвать заболевание животных и птиц [5]. Солевой шлак при контакте с водой может выделять токсичные газы, например, NH3, СН4, H2S, РН3 [6]. Из-за вертикальной фильтрации влаги распространение воды с повышенным содержанием ионов металлов и растворенных токсичных газов может оказаться обширным и непредсказуемым по направлению и последствиям. Наличие в отвалах большого количества микроэлементов, способных накапливаться в растениях в количествах, превышающих нормы, не позволяет использовать эти отвалы под сельскохозяйственные угодья.

Химический состав шлаков

Выше отмечалось, что наиболее распространенным способом переработки солевых шлаков алюминиевого производства является механический, или так называемый "сухой" способ. Переработка шлаков на установке "Реметалл" на ОАО "Мценский алюминий" (г. Мценск Орловской области) предусматривает измельчение шлаков в дробильной и шаровой мельницах. При этом соли и оксиды легко дробятся и доводятся до пылевидного состояния. После грохочения крупную фракцию (класс крупности 3 мм), содержащую порядка 80 % алюминия, подают в плавку. Установка снабжена системой пылеулавливания, включающей необходимое оборудование для отсоса и улавливания пыли во всей установке (рукавные и мешочные фильтры, вентиляторы и сеть вытяжных трубопроводов) [20]. Воздушное течение в трубопроводах является достаточным для выноса частиц 5 мм, которые отделяются и падают через загрузочную камеру на ленточный конвеєр, а затем складируются в бункер. Извлечение металла из мелкозернистых шлаков для возвращения его в металлургический передел существующими способами не является рентабельным. Из-за высокой токсичности рассматриваемые шлаки подлежат захоронению на полигоне отходов с целью предотвращения попадания их в атмосферу, почву, поверхностные и грунтовые воды.

Характерной особенностью исследуемых шлаков является то, что они представляют собой продукт механической переработки солевых шлаков алюминиевого производства с целью возврата металлического алюминия в металлургический передел. Поэтому данные шлаки отличаются высокой степенью дисперсности, наличием значительного количества водорастворимых солей и низким содержанием алюминия.

Одной из важнейших характеристик шлаков является их химический состав. Содержание аналитически определяемых основных компонентов в принятых к рассмотрению образцах мелкозернистых отвальных шлаков плавки алюминия из лома и отходов приведено в таблице 1. Химический состав шлаков определяли по методикам, разработанным ВИЛС «Шлаки алюминиевые. Методы химического анализа. МК 200-33-86-214-33-86».

Факторы, влияющие на газообразование алюминия

Одним из способов поризации теплоизоляционных материалов и изделий является вспучивание в процессе формования с образованием пор в массе газами, выделяющимися при химических реакциях взаимодействия вводимых добавок, в частности, между алюминием и основаниями с выделением водорода.

Растворение твердых тел в жидкости является примером гетерогенного процесса, при котором тела разрушаются с поверхности. Общим признаком гетерогенных реакций является сигмоидная форма кривых зависимости глубины реакций во времени (рисунок 3). Такую кривую условно можно разбить на два участка. Первый из них - период индукции іинд - соответствует протеканию химических процессов, приводящих к образованию реакционной поверхности раздела. Длительность периода индукции можно определить, проведя касательную к прямолинейному участку сигмовидной кривой и определив точку ее пересечения с осью абсцисс [58]. После периода индукции устанавливается химическая стадия, во время которой процессы, происходящие на поверхности раздела, обеспечивают ее продвижение вглубь непрореагировавшего реагента. С момента наступления этой стадий реакция, медленная вначале, ускоряется по мере развития реакционной поверхности.

Особенности водной отмывки солей из шлаков

Использование солевых шлаков алюминиевого производства в промышленности строительных материалов ограничивается содержанием в них хлоридов до 5 - 6 % [2], поэтому начальной стадией их переработки является, как правило, извлечение водорастворимых солей натрия и калия.

Содержащиеся в шлаках хлориды NaCl и КО относятся к легко растворимым в воде соединениям [81 - 83]. Кинетические кривые растворимости этих хлоридов практически совпадают в интервале 20 - 60 С, т.е. увеличение температуры незначительно повышает долю растворимых веществ. Поэтому процесс отмывки шлака от хлоридов натрия и калия не нуждается в дополнительном нагреве. Согласно [83] с повышением температуры на 10 С растворимость смеси данных хлоридов увеличивается в пределах 0,4 - 2,8 г на 100 г воды.

Существует два способа выщелачивания: пассивный и активный. Процесс, заключающийся в медленном просачивании растворителя через слой твердых веществ под действием силы тяжести, называется перколяцией. Выщелачивание в перколяторах является пассивным способом, отличается небольшой скоростью процесса. Поэтому перколяция целесообразна при отмывке материала с частицами относительно крупных размеров, т.к. в этом случае происходит свободное проникновение раствора через значительный слой материала. Осуществление перколяции при высоких температурах приводит к повышенным энергозатратам [84].

Активное (агитационное) выщелачивание осуществляют в аппаратах с механическим (реакторы с мешалками) или пневматическим (пачуки) перемешиванием. В таком случае обеспечивается интенсивное движение жидкости. Увеличение интенсивности перемешивания пульпы приводит к ускорению выщелачивания до определенного предела, поскольку с увеличением турбулизации пульпы твердые частицы во все большей степени увлекаются потоком, а скорость движения жидкости относительно поверхности частиц перестает возрастать, и толщина диффузионного слоя не уменьшается [80,84,85].

Разработаны высокоинтенсивные процессы выщелачивания в псевдо-ожиженном слое твердого материала, при котором ожижающим агентом служит выщелачивающий раствор, струйное выщелачивание в движущемся с большой скоростью потоке пульпы. Интенсифицировать процесс выщелачивания можно механическим, ультразвуковым или термическим активированием твердых веществ, наложением электрических полей, с помощью вибраций и пульсаций или одновременно с ионным обменом [80, 85]. Но эти способы усложняют процесс выщелачивания, связаны с повышением энергозатрат, и поэтому используются для извлечения труднорастворимых соединений.

К основным факторам, влияющим на кинетику процесса, относятся размеры частиц твердого вещества и его концентрация в растворе. С уменьшением размера зерна шлака до некоторого предела увеличивается скорость процесса выщелачивания и конечная степень извлечения вещества в раствор в результате роста поверхности контакта фаз и большей доступности заблокированных пустой породой включений растворяемого минерала. Но выщелачивание очень мелкого материала приводит к повышению вязкости смеси, усложняет последовательное разделение фаз, требует повышенного расхода энергии [80, 84, 85].

Выбор параметров противоточной отмывки шлаков от солей

Одним из направлений развития промышленности строительных материалов и изделий в современных условиях является получение эффективных материалов на базе техногенных отходов. Такой подход позволяет решать следующие проблемы:

1) сбережение природных ресурсов, расходуемых для удовлетворения растущих потребностей населения;

2) улучшение экологической ситуации, ухудшающейся в том числе и за счет накопления на полигонах различных промышленных отходов;

3) экономия энергоносителей, природные запасы которых также небезграничны.

Развитие малоэтажного строительства в городской и сельской местности Российской Федерации связано с растущей потребностью в эффективных стеновых материалах, полученных по ресурсосберегающим технологиям и характеризующихся необходимым комплексом строительных и эксплуатационных свойств. Исходя из анализа литературных данных и результатов выполненных нами исследований [95 - 97] утилизацию отвальных солевых шлаков применительно к производству строительных материалов целесообразно осуществлять в следующих направлениях:

1 - заполнитель (солевой или отмытый);

2 - газообразователь (экономически самый высокоэффективный, но в этом случае приходится решать вопросы разработки технологии отмывки и сушки шлаков, применения получаемых солевых растворов, а также опробовать процесс изготовления опытных образцов ячеистого бетона).

Данная глава посвящена рассмотрению этих вопросов.

Похожие диссертации на Технология комплексной утилизации отвальных солевых алюминиевых шлаков