PL197313B1 - Sposób wytwarzania kompozytu żelazonośnego do produkcji klinkieru portlandzkiego - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania kompozytu żelazonośnego do produkcji klinkieru portlandzkiego z wykorzystaniem zaolejonej zendry z procesów walcowniczych zmieszanej z innymi materiałami odpadowymi z procesów hutniczych, znamienny tym, że przygotowuje się zestaw surowców odpadowych zawierający 44-94% wagowych zaolejonych mułków zendrowych z procesów walcowniczych, 6-40% wagowych frakcji żużlowej i/lub frakcji magnetycznej o wielkości ziaren poniżej 10 mm oraz 0-16% wagowych kamienia wapiennego o wielkości ziaren 0-6 mm, po czym miesza się komponenty do uzyskania jednorodnej sypkiej masy, korzystnie w podajnikach ślimakowych zakończonych transporterami.

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 197313 (13) B1 (²¹) Numer zgłoszema: ³⁷¹460 (⁵¹ )^lnCCI·

C04B 18/14 (2006.01) C04B 7/02 (2006.01) B09B 3/00 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 29.11.2004 ⁵⁷ (54) Sposób wytwarzania kompozytu żelazonośnegodo produkcji kiinkieru portlandzkiego

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 12.06.2006 BUP 12/06	(73) Uprawniony z patentu: Zakład Odzysku Surowców MADROHUT Sp. z o.o.,Kraków,PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.03.2008 WUP 03/08	(72) Twórca(y) wynalazku: Albin Garbacik,Kraków,PL Zbigniew Grabowski,Kraków,PL Marek Szymacha,Kraków,PL Bronisław Matuszczyk,Kraków,PL

(57) 1 . Soosób wytwaraania oomozyytu eelazonośnego do produCcj i klikkieru oortlandkkiego z wykorzystaniem zaolejonej zendry z procesów walcowniczych zmieszanej z innymi materiałami odpadowymi z procesów hutniczych, znamienny tym, że przygotowuje się zestaw surowców odpadowych zawierający 44-94% wagowych zaolejonych mułków zendrowych z procesów walcowniczych, 6-40% wagowych frakcji żużlowej i/luó frakcji magnetycznej o wielkości ziaren poniżej 10 mm oraz 0-16% wagowych kamienia wapiennego o wielkości ziaren 0-6 mm, po czym miesza się komponenty do uzyskania jednorodnej sypkiej masy, korzystnie w podajnikach ślimakowych zakończonych transporterami.

PL 197 313 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kompozytu żelazonośnego stanowiącego surowiec do produkcji klinkieru portlandzkiego z odpadów żelazonośnych pochodzących z procesów hutniczych.

W procesie walcowania wyrobów hutniczych powstają odpady w postaci mułków zendrowych. Odpad ten zawiera do 85% tlenków żelaza oraz do 10% olejów i smarów. Mimo wysokiej zawartości tlenków żelaza odpad ten jest trudny do wykorzystania w hutnictwie z uwagi na zawartość olejów. Wpływa na to również ciastowata konsystencja, która uniemożliwia ich równomierne dozowanie z zasobników bez użycia specjalnych urządzeń dozujących. Jedynym znanym sposobem oddzielania olejów jest proces termicznego wypalania zanieczyszczeń, co ze względu na wysokie koszty takiego procesu stosowanego jest w nielicznych krajach na świecie. Brak jest również możliwości sprzedaży samego mułku z osadników, ponieważ zawiera około 10% wody, przez co jest uciążliwy w transporcie - wycieka z samochodów lub wagonów kolejowych zanieczyszczając środowisko, poza tym jego konsystencja jest ciastowata przez co uciążliwe a często niemożliwe jest jego dozowanie.

Znany z opisu polskiego zgłoszenia patentowego nr P 341495 sposób wytwarzania kompozytu opartego na uwodnionych, drobnoziarnistych odpadach żelazonośnych polega na tym, że pył wielkopiecowy miesza się w równych częściach z zaolejonym, drobnoziarnistym odpadem żelazonośnym z obiegów wodnych walcowni, a następnie do otrzymanej mieszaniny dodaje się melasę cukrową w ilości od 5 do 6% wagowych w stosunku do łącznej masy pyłu wielkopiecowego i zaolejonych, drobnoziarnistych odpadów z obiegów wodnych walcowni. Po uzyskaniu jednorodnej masy suszy się do uzyskania wilgotności od 2 do 3,5% i formuje brykiety.

Znany jest także z opisu polskiego zgłoszenia patentowego nr P 353427 sposób przetwarzania odpadów hutniczych żelazonośnych, zwłaszcza zaolejonej zendry powalcowniczej i pyłów hutniczych polegający na tym, że po odprowadzeniu z niej wilgoci, rozdrabnia się i oddziela z niej frakcje o wielkości ziaren mniejszej od 0,5 mm znanymi sposobami, następnie uzyskaną frakcję zendry ewentualnie z dodatkiem środka zwilżającego albo frakcje zendry zmieszanej z pyłami żelazonośnymi i ewentualnie z dodatkiem środka zwilżającego poddaje się grudkowaniu w grudkowniku obrotowym. Uzyskane grudki poddaje się obróbce cieplnej w atmosferze utleniającej w temperaturze nie wyższej od temperatury topnienia grudkowatej mieszaniny. Grudki kieruje się do procesu hutniczego jako składnik wsadu wielkiego pieca stalowniczego.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania kompozytu żelazonośnego z wykorzystaniem odpadowych materiałów hutniczych, zapewniającego odpowiednią koncentrację tlenków żelaza oraz minimalny udział składników szkodliwych, uwzględniających wymagania przemysłu cementowego.

Sposób wytwarzania kompozytu żelazonośnego do produkcji klinkieru portlandzkiego z wykorzystaniem zaolejonej zendry z procesów walcowniczych zmieszanej z innymi materiałami odpadowymi z procesów hutniczych polega na tym, że przygotowuje się zestaw surowców odpadowych zawierający 44-94% wagowych zaolejonych mułków zendrowych, 6-40% wagowych frakcji żużlowej i/lub frakcji magnetycznej o wielkości ziaren poniżej 10 mm oraz 0-16% wagowych kamienia wapiennego o wielkości ziaren 0-6 mm, po czym miesza się komponenty do uzyskania jednorodnej, sypkiej masy. Korzystnie jest jeśli mieszanie odbywa się w podajnikach ślimakowych zakończonych transporterami. W sposobie według wynalazku do zestawu surowców przed jego ujednorodnieniem można również dodać pył wielkopiecowy w ilości 1-10% wagowych w stosunku do łącznej masy surowców ewentualnie szlam żelazonośny z procesów metalurgicznych w ilości 1-15% wagowych w stosunku do łącznej masy surowców.

Proponowana frakcja żużlowa może pochodzić z żużli z bieżącej produkcji hutniczej, z hałd lub z procesów odsiarczania surówki.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się wieloma zaletami, a przede wszystkim pozwala na kompleksowe wykorzystanie odpadów przemysłu hutniczego z jednoczesnym wytworzeniem produktu stanowiącego surowiec żelazonośny w przemyśle cementowym do produkcji klinkieru portlandzkiego.

W sposobie według wynalazku zastosowanie wyłącznie odpadów żelazonośnych z procesów hutniczych produkcji żelaza i o bardzo dużej koncentracji związków żelaza zapewnia uzyskanie produktu o zawartości 65 do 82% tlenków żelaza oraz minimalną zawartość składników szkodliwych takich jak: chlorki, siarka, alkalia oraz szkodliwych metali ciężkich: chromu, cynku, niklu, ołowiu, miedzi, arsenu. W odróżnieniu od odpadów metalurgicznych produkt zawiera śladowe ilości wymienionych pierwiastków.

PL 197 313 B1

Homogenizacja składników o różnej wilgotności i konsystencji oraz eliminacja wtrąceń grubych powyżej 10 mm pozwala na uzyskanie materiału sypkiego o bardzo dobrej granulacji. Produkt uzyskany sposobem według wynalazku zawiera niewielkie ilości oleju maszynowego o temperaturze spalania 160 - 230°C, wprowadzanego z mułkami zendrowymi. Udział w kompozycie zaolejonych mułków zabezpiecza materiał przed pyleniem, w przypadku jego przesuszenia, obniża temperaturę tworzenia zamarzliny oraz obniża nasiąkliwość wodą.

Rozwiązanie według wynalazku zapewnia też korzystne warunki transportu produktu i dozowania w procesie produkcyjnym oraz dobrą reaktywność w procesie spiekania.

Kompozyt uzyskany sposobem według wynalazku stanowiący materiał przeznaczony jako składnik żelazonośny w zestawie surowcowym do produkcji klinkieru portlandzkiego, może być stosowany do korekcji składu fazowego zwykłego klinkieru portlandzkiego oraz do produkcji klinkierów specjalnych bogatych w fazy glinożelazianowe. Może być stosowany w mokrym i suchym sposobie produkcji klinkieru portlandzkiego. Niska zawartość chlorków siarki i alkaliów w kompozycie pozwala na stosowanie go w suchej metodzie produkcji klinkieru, w piecach z zewnętrznymi cyklonowymi wymiennikami ciepła, gdzie zawartość wymienionych związków jest ściśle ograniczona.

Duża zawartość Fe2O3 w kompozycie pozwala na skuteczną korekcję Fe2O3 w zestawie surowcowym przy niewielkim dodatku tego surowca. W zależności od potrzeb technologicznych produkcji klinkieru istnieje możliwość doboru i zastosowania odmian kompozytu żelazonośnego o różnej koncentracji Fe2O3.

Wynalazek jest bliżej objaśniony w następujących przykładach wykonania.

P r z y k ł a d l

Przygotowano zestaw o składzie :

zaolejony mułek zendrowy - 94% wggowcch frakcja magnetyczna - 6% wggowcch o zawartości w mieszance tlenków :

Fe2O3 - 75% wggowcch

CaO - 6,2% wagowcch

SiO2 - 6,%% wggowcch

Tak przygotowaną mieszankę o granulacji poniżej 10 mm, z przewagą frakcji o wymiarach ziaren poniżej 2 mm miesza się do ujednorodnienia. Do mieszania użyto specjalnych podajników ślimakowych zakończonych transporterami umożliwiającymi usypanie pryzmy lub zasyp na środki transportu. Uzyskano materiał sypki o wilgotności 3% masy, który zapewnia co najwyżej następującą zawartość pierwiastków szkodliwych w produkcie końcowym przeznaczonym do produkcji cementu:

alkalia jako Na,O_eq chlorki siarka w przeliczeniu na SO3 suma chromu, niklu, miedzi, ołowiu, arsenu, cynku chrom

P r z y k ł a d II

Przygotowano zestaw o składzie:

zaolejony mułek zendrowy frakcja magnetyczna

0,129% m/m 0,07% m/m 0,117% m/m 0,08% masy 0,02% masy

- 86% wagowych

- 12% wagowych kamień wapienny 2% wggowcch o zawartości w mieszance tlenków:

Fe2O3 - 94% wggowcch

CaO - 7,5% wagowcch

SiO2 - ,,%% wggowcch

Dalej postępowano jak w przykładzie l uzyskując materiał o wilgotności 9% masy, który zapewnia co najwyżej następującą zawartość pierwiastków szkodliwych w produkcie końcowym przeznaczonym do produkcji klinkieru i cementu:

alkalia jako Na2O_eq - Ο,ΟδδΉιηι/πι chlorki - 0,03%o m/m siarka w przeliczeniu na SO3 - Ο,ΟδδΉιηι/πι suma chromu, niklu, miedzi, ołowiu, arsenu, cynku - 0,06% masy chrom - 0,03%o masy

PL 197 313 B1

70% wagowych 12% wagowych 8% wagowych 10% wagowych

- 0,25% m/m

- 0,025% m/m

- 0,1% m/m

- 0,08% masy

- 0,02% masy

P r z y k ł a d III

Przygotowano zestaw o składzie: zaolejony mułek zendrowy frakcja żużlowa pył wielkopiecowy szlam żelazonośny o zawartości w mieszance tlenków

Fe2O3 -188% wggowcch

CaO - 8J^% wagowcch

SiO2 - 9.0% wg^wwchh

Dalej postępowano jak w przykładzie l uzyskując materiał o wilgotności 4% masy, który zapewnia co najwyżej następującą zawartość pierwiastków szkodliwych w produkcie końcowym przeznaczonym do produkcji cementu.

alkalia jako Na2O_eq chlorki siarka w przeliczeniu na SO2 suma chromu, niklu, miedzi, ołowiu, arsenu, cynku chrom

P r z y k ł a d IV

Przygotowano zestaw o składzie: zaolejony mułek zendrowy żużel z odsiarczania o zawartości w mieszance tlenków ^Fe2^O3

CaO

SiO2

Dalej postępowano jak w przykładzie 1 uzyskując materiał o wilgotności 4% masy, który zapewnia co najwyżej następującą zawartość pierwiastków szkodliwych w produkcie końcowym przeznaczonym do produkcji cementu.

alkalia jako Na2O_eq - 0.15% m/m chlorki - 0,27% m/m siarka w przeliczeniu na SO2 - ,,22% m/m suma chromu, niklu , miedzi, ołowiu, arsenu, cynku - 0,03% masy

84% wagowych 16% wagowych

76% wagowych 6% wagowych 2% wagowych

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. SppsóówotworzzniakomppoztużżlaaznośśeegddproOukcji klinkierupprtlanddkieegz wokorzystaniem zaolejonej zendry z procesów walcowniczych zmieszanej z innymi materiałami odpadowymi z procesów hutniczych, znamienny tym, że przygotowuje się zestaw surowców odpadowych zawierający 44-94% wagowych zaolejonych mułków zendrowych z procesów walcowniczych, 6-40% wagowych frakcji żużlowej i/lub frakcji magnetycznej o wielkości ziaren poniżej 10 mm oraz 0-16% wagowych kamienia wapiennego o wielkości ziaren 0-6 mm, po czym miesza się komponenty do uzyskania jednorodnej sypkiej masy, korzystnie w podajnikach ślimakowych zakończonych transporterami.
2. 2. Sppsóówoeług zkntrz.1,zznmieenntym. żż ddzzstawws urowoCw przzejeegujeendro0nier niem dodaje się pył wielkopiecowy w ilości 1 -10% wagowych w stosunku do łącznej masy surowców.
3. 3. Sppsóówoejug zza^l Iub2, z znmieenntym. żż d d zzstawos perze jeegujeendrodnieniem dodaje się szlam żelazonośny z procesów metalurgicznych w ilości 1-15% wagowych w stosunku do łącznej masy surowców.