[go: up one dir, main page]

RU2086659C1 - Method of processing iron-silica raw material - Google Patents

Method of processing iron-silica raw material Download PDF

Info

Publication number
RU2086659C1
RU2086659C1 RU93043807A RU93043807A RU2086659C1 RU 2086659 C1 RU2086659 C1 RU 2086659C1 RU 93043807 A RU93043807 A RU 93043807A RU 93043807 A RU93043807 A RU 93043807A RU 2086659 C1 RU2086659 C1 RU 2086659C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sio
iron
alumina
silica
smelting
Prior art date
Application number
RU93043807A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93043807A (en
Inventor
С.П. Буркин
Ю.Н. Логинов
Е.А. Коршунов
С.С. Жуков
А.А. Щипанов
В.М. Налесник
Original Assignee
Акционерное общество закрытого типа "Белый соболь"
Буркин Сергей Павлович
Логинов Юрий Николаевич
Коршунов Евгений Алексеевич
Жуков Сергей Семенович
Щипанов Александр Андреевич
Налесник Владислав Михайлович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество закрытого типа "Белый соболь", Буркин Сергей Павлович, Логинов Юрий Николаевич, Коршунов Евгений Алексеевич, Жуков Сергей Семенович, Щипанов Александр Андреевич, Налесник Владислав Михайлович filed Critical Акционерное общество закрытого типа "Белый соболь"
Priority to RU93043807A priority Critical patent/RU2086659C1/en
Publication of RU93043807A publication Critical patent/RU93043807A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2086659C1 publication Critical patent/RU2086659C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: method includes loading smelting furnace with red sludge from silica production, bauxite ore with silica ratio (Al2O3/SiO2) 2-5, and carbon reducing agent in amount providing reduction of iron oxides, smelting to produce cast iron and alumino-silicate self-spilling slag with its subsequent processing into silica cement or silica. Method is distinguished with that, as carbon reducing agent, blast furnace dust is utilized, and components are loaded into smelting furnace successively: red sludge with added bauxite ore being smelted the first followed by blast furnace dust smelting. According to invention, silica ratio of loaded components is ranged from 0.08 to 0.35, whereas hydraulic index [CaO/(SiO2+Al2O3)] is 0.55-0.80. Required hydraulic index level is maintained by adding calcium oxide or fluoride, or adding calcium or aluminium. EFFECT: enhanced efficiency of process. 5 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Известны красные шламы,которые являются отходами производства глинозема из бокситового сырья. Объем их производства одним только Уральским алюминиевым заводом превышает 0,7 млн. т в год. Красные шламы накапливаются в шламохранилищах и практически не утилизируются, представляя угрозу окружающей среде из-за просачивания в грунтовые воды едкой щелочи и приводя в засушливое время к образованию большого количества пыли. В то же время отвальные шламы содержат такие ценные компоненты как оксид алюминия, оксид кремния, оксид железа, оксид кальция и др. при соотношении их,мас. Al2O3 13 - 14 SiO2 9-10, Fe2O324-40, CaO 12-14.Red sludge is known, which is a waste from the production of alumina from bauxite raw materials. The volume of their production by the Ural aluminum smelter alone exceeds 0.7 million tons per year. Red sludge accumulates in sludge storages and is practically not disposed of, posing a threat to the environment due to leaking caustic alkali into groundwater and leading to the formation of large amounts of dust in dry times. At the same time, waste sludge contains such valuable components as alumina, silica, iron oxide, calcium oxide, etc. with a ratio of them, wt. Al 2 O 3 13-14 SiO 2 9-10, Fe 2 O 3 24-40, CaO 12-14.

Наиболее весомым компонентом в красных шламах является железо и его извлечению был посвящен ряд работ. Так в (1) описан наиболее простой способ переработки красного шлама на железо, включающий его расплавление совместно с древесным углем при 1500 1600oC. Отмечено, что за относительно короткое время железо переходит в чугун, который отделяется от шлака. Недостатком способа является необходимость применения специального восстановителя: древесного угля, что невозможно в промышленных масштабах. Кроме того, состав получающегося шлака не является саморассыпающимся, что затрудняет его утилизацию.The most significant component in red mud is iron, and a number of works have been devoted to its extraction. So in (1) the simplest method for processing red mud to iron is described, including its melting together with charcoal at 1500 1600 o C. It is noted that in a relatively short time, iron goes into cast iron, which is separated from the slag. The disadvantage of this method is the need to use a special reducing agent: charcoal, which is impossible on an industrial scale. In addition, the composition of the resulting slag is not self-scattering, which complicates its disposal.

Для получения саморассыпающихся шлаков корректируют их состав шлакообразующими веществами, как правило, известняком,с целью получения двухкальциевого силиката (2, 3, 6). Один из способов предусматривает твердофазное восстановление железа с магнитной сепарацией шлака (4). Из-за низких температур твердофазного восстановления энергозатраты здесь невелики, однако к общим затрата добавляются расходы на размол и магнитную сепарацию, кроме того, выход по железу достигается неполным. Попытки объединить преимущества двух процессов: твердофазного и жидкофазного восстановления сделаны в техническом решении (5). Предварительное обогащение красных шламов по железу предусмотрено патентом (7). To obtain self-disintegrating slags, their composition is adjusted with slag-forming substances, as a rule, with limestone, in order to obtain dicalcium silicate (2, 3, 6). One of the methods involves solid-phase reduction of iron with magnetic slag separation (4). Due to the low temperatures of solid-phase reduction, energy costs are low here, however, the costs of grinding and magnetic separation are added to the total cost, in addition, the iron yield is not complete. Attempts to combine the advantages of two processes: solid-phase and liquid-phase recovery are made in a technical solution (5). The preliminary enrichment of red mud in iron is provided by patent (7).

В то же время производство чугуна из такого бедного по железу сырья как красный шлам мало оправданно, если не учесть стоимости побочного продукта - шлака, который может быть применен как сырье для глиноземного передела или в цементной промышленности. At the same time, the production of pig iron from such iron-poor raw materials as red mud is not justified, if you do not take into account the cost of a by-product - slag, which can be used as raw material for alumina refining or in the cement industry.

Дополнительным железорудным сырьем могут являться забалансовые залежи бокситов, оцениваемые только в условиях Среднего и Северного Урала в сотни миллионов тонн. Эти бокситы не могут быть применены для получения глинозема по существующей на заводах Урала (Богословском и Уральском) технологии, поскольку содержат большое количество оксида кремния. В принятых технологиях извлечения окиси алюминия окись кремния является чрезвычайно вредной компонентой, т. к. связывает щелочь с образованием силиката натрия, а также и оксид алюминия. An additional iron ore raw material can be off-balance bauxite deposits, estimated only in the conditions of the Middle and Northern Urals in hundreds of millions of tons. These bauxite can not be used to obtain alumina according to the existing technology at the plants of the Urals (Bogoslovsky and Ural), since they contain a large amount of silicon oxide. In the adopted alumina extraction technologies, silicon oxide is an extremely harmful component, since it binds alkali with the formation of sodium silicate, as well as aluminum oxide.

Забалансовые бокситы имеют следующий химический состав,мас. Al2O3 30 50, SiO2 10 15, Fe2O3 20 25, CaO 3 5. Как видно из этих данных, кремневый модуль (отношение Al2O3/SiO2) для этих бокситов лежит в пределах 2 5, в то время как для балансовых модуль равен 10 18 (8, с. 135), в связи с чем промышленного применения они не находят.Off-balance bauxite have the following chemical composition, wt. Al 2 O 3 30 50, SiO 2 10 15, Fe 2 O 3 20 25, CaO 3 5. As can be seen from these data, the silicon modulus (ratio Al 2 O 3 / SiO 2 ) for these bauxites lies in the range of 2 5, while for balance sheets, the module is 10 18 (8, p. 135), and therefore they do not find industrial application.

Известно, что шлаки, получаемые в черной металлургии, могут использоваться в качестве вяжущих. Из них наиболее ценными характеристиками обладает глиноземный цемент (9), который в отличие от портландцемента имеет повышенную жаростойкость и сульфатостойкость, обеспечивает быстрый набор прочности (до нескольких часов). Из-за выделения большого количества тепла при твердении его применяют при зимнем бетонировании. Ценные свойства этого материала обеспечили ему разнообразные сферы применения, в том числе при строительстве водонепроницаемых сооружений, бурении нефтяных и газовых скважин и др. It is known that slags obtained in the steel industry can be used as binders. Of these, alumina cement has the most valuable characteristics (9), which unlike Portland cement has increased heat resistance and sulfate resistance, provides a quick set of strength (up to several hours). Due to the release of a large amount of heat during hardening, it is used in winter concreting. The valuable properties of this material provided it with various fields of application, including the construction of waterproof structures, drilling of oil and gas wells, etc.

В качестве прототипа выбран способ переработки красного шлама глиноземного производства (5), включающий подачу в плавильную печь красного шлама глиноземного производства, бокситовой руды с кремневым модулем (Al2O3/SiO2), равным 2 5 и углеродистого восстановителя в количестве, обеспечивающем восстановление оксидов железа, плавку с получением чугуна и алюмосиликатного саморассыпающегося шлака с последующей переработкой его на глиноземистый цемент или глинозем.As a prototype, a method for processing red mud from an alumina production (5) was selected, including feeding red sludge from an alumina production, bauxite ore with a silicon module (Al 2 O 3 / SiO 2 ) equal to 2 5 and a carbon reducing agent in an amount that ensures reduction iron oxides, smelting with the production of pig iron and aluminosilicate self-scattering slag, followed by its processing on alumina cement or alumina.

Недостатком способа по прототипу является необходимость применения специального восстановителя угля или кокса, что обуславливает повышенные затраты на процесс вследствие расхода дорогих энергоносителей. The disadvantage of the prototype method is the need to use a special reducing agent of coal or coke, which leads to increased costs for the process due to the consumption of expensive energy.

Целью изобретения является экономия энергоносителей. The aim of the invention is to save energy.

Цель достигается тем, что в качестве углеродистого восстановителя используют колошниковую пыль, а подачу компонентов в плавильную печь осуществляют последовательно, расплавляя сначала красный шлам, в который вводят бокситовую руду, а затем колошниковую пыль. The goal is achieved in that blast furnace dust is used as the carbon reducing agent, and components are fed to the smelter in sequence, first melting the red mud into which bauxite ore is introduced, and then blast furnace dust.

При этом компоненты подают в количестве, обеспечивающем получение силикатного модуля (SiO2/Al2O3), равного 0,08 0,35.In this case, the components are supplied in an amount providing a silicate module (SiO 2 / Al 2 O 3 ) equal to 0.08 0.35.

Компоненты подают в количестве, обеспечивающем получение гидравлического модуля (Ca/(SiO2 + Al2O3)), равного 0,55 0,80.The components are supplied in an amount providing a hydraulic module (Ca / (SiO 2 + Al 2 O 3 )) equal to 0.50 0.80.

Поддержание гидравлического модуля на нужном уровне осуществляют добавкой оксида или фторида кальция. The maintenance of the hydraulic module at the desired level is carried out by the addition of calcium oxide or fluoride.

Поддержание гидравлического модуля на нужном уровне осуществляют также добавкой кальция или алюминия. The maintenance of the hydraulic module at the desired level is also carried out by the addition of calcium or aluminum.

Добавление к красному шламу колошниковой пыли, во-первых, решает вопрос об ее утилизации. Колошниковая пыль представляет собой такой же отход производства в черной металлургии, как красный шлам в цветной. Из-за высокой дисперсности в черной металлургии, как красный шлам в цветной. Из-за высокой дисперсности она не может быть применена в доменном производстве, поскольку потоком отходящих газов тут же выдувается из домны. Запасы колошниковой пыли на металлургических заводах огромны, она представляет такую же угрозу окружающей среде как красный шлам. Так, запасы Серовского металлургического завода оцениваются в 350 тыс.т и ежегодно пополняются на 14 тыс. т. Во-вторых, колошниковая пыль содержит такие ценные компоненты,мас.кокс до 30, Fe2O3 40-50, Al2O3 3 7, SiO2 8 12, CaO 8 12. Отсюда можно сделать вывод о том, что сама пыль может являться восстановителем, а с другой стороны содержит железорудный компонент и шлакообразующие вещества. С точки зрения получения шлака минимальной вязкости, что облегчает отделения железа при плавке, выгоднее иметь шлак с весовым соотношением CaO/SiO2 около 1, а CaO/Al2O3 0,3 1,0.The addition of blast furnace dust to the red mud, firstly, solves the issue of its disposal. Blast furnace dust is the same production waste in the steel industry as red mud in non-ferrous. Due to the high dispersion in the steel industry, like red mud in non-ferrous. Due to its high dispersion, it cannot be used in blast furnace production, since it is immediately blown out of the blast furnace by a stream of exhaust gases. The reserves of blast furnace dust at metallurgical plants are huge, it poses the same threat to the environment as red mud. So, the reserves of the Serov Metallurgical Plant are estimated at 350 thousand tons and replenished annually by 14 thousand tons. Secondly, blast furnace dust contains such valuable components, wt. Coke up to 30, Fe 2 O 3 40-50, Al 2 O 3 3 7, SiO 2 8 12, CaO 8 12. From this we can conclude that the dust itself can be a reducing agent, and on the other hand contains an iron ore component and slag-forming substances. From the point of view of obtaining a slag of minimum viscosity, which facilitates the separation of iron during melting, it is more advantageous to have a slag with a weight ratio of CaO / SiO 2 of about 1, and CaO / Al 2 O 3 of 0.3 to 1.0.

Количество восстановителя в колошниковой пыли намного превышает необходимое для восстановления оксидов железа самой пыли. Это объясняется тем, что в доменном процессе углеродсодержащий материал вводится в таком количестве, чтобы служить и восстановителем и топливом. При плавке с внешним подводом тепла углерод тратится только на восстановление и его достаточно на обработку большого количества дополнительного сырья. Шлакообразующие компоненты пыли позволяют получать шлак с хорошим сочетанием необходимых свойств. Конкретное соотношение между количеством колошниковой пыли и остальными составляющими шихты следует устанавливать при конкретной плавке, т. к. колебания химического состава исходных материалов могут быть достаточно велики. The amount of reducing agent in blast furnace dust is much higher than that required for the reduction of iron oxides of the dust itself. This is due to the fact that in the blast furnace process the carbon-containing material is introduced in such an amount as to serve as a reducing agent and fuel. When melting with an external supply of heat, carbon is spent only on recovery and it is enough to process a large amount of additional raw materials. Slag-forming dust components make it possible to obtain slag with a good combination of necessary properties. A specific ratio between the amount of blast furnace dust and the remaining components of the charge should be established in a specific melting, since the fluctuations in the chemical composition of the starting materials can be quite large.

Ценность цемента возрастает с увеличением содержания в нем окиси алюминия. Для глиноземного передела выгоднее получать сырье с максимально возможным содержанием оксида алюминия. В самом красном шламе соотношение CaO/Al2O3 примерно равно единице, но в колошниковой пыли оно довольно велико: CaO/Al2O3 2, т.е. оксида алюминия могло бы быть больше и вязкость шлака при этом сильно бы не изменилась. Отсюда можно сделать вывод о возможности привлечения в состав шихты дополнительного железорудного сырья с повышенным содержанием оксида алюминия.The value of cement increases with increasing aluminum oxide content. For alumina redistribution, it is more profitable to obtain raw materials with the highest possible content of aluminum oxide. In the red mud, the CaO / Al 2 O 3 ratio is approximately equal to unity, but in blast furnace dust it is quite large: CaO / Al 2 O 3 2, i.e. alumina could be larger and the viscosity of the slag would not have changed much. From this we can conclude that it is possible to add additional iron ore raw materials with a high content of aluminum oxide to the mixture.

Основными характеристиками цементов вообще и глиноземистых, в частности, являются гидравлический модуль (9, с. 10)
HМ CaO/(SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) (1)
и силикатный модуль
SМ SiO2/(Al2O3 + Fe2O3) (2)
Следует отметить, что если плавку железорудных материалов вести на полное восстановление железа, то в формулах (1) и (2) содержание Fe2O3 в шлаке будет отсутствовать, тогда
HМ CaO/(SiO2 + Al2O3) и SМ SiO2/Al2O3 (3)
Для получения глиноземистого цемента должно быть выполнено условие (9).
The main characteristics of cements in general and alumina, in particular, are the hydraulic module (9, p. 10)
H M CaO / (SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) (1)
and silicate module
S M SiO 2 / (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) (2)
It should be noted that if iron ore materials are melted to completely reduce iron, then in formulas (1) and (2) the content of Fe 2 O 3 in the slag will be absent, then
H M CaO / (SiO 2 + Al 2 O 3 ) and S M SiO 2 / Al 2 O 3 (3)
To obtain alumina cement, condition (9) must be fulfilled.

HМ 0,55 0,80 и SM 0,08 0,35. (4)
Если требуемый силикатный модуль может быть реализован добавкой бокситовой руды, то требуемый гидравлический модуль может быть достигнут только либо добавлением оксида кальция либо удалением излишка оксида кремния. В свою очередь оксид кальция в шлаке может быть получен добавкой оксида в шихту в виде известняка или мела либо добавкой фторида кальция в шихту, что приводит к образованию летучего четырехфтористого кремния и обеспечивает удаление излишков оксида кремния.
H M 0.55 0.80 and S M 0.08 0.35. (4)
If the desired silicate module can be implemented by the addition of bauxite ore, then the desired hydraulic module can be achieved only by either adding calcium oxide or removing excess silicon oxide. In turn, calcium oxide in the slag can be obtained by adding oxide to the mixture in the form of limestone or chalk or by adding calcium fluoride to the mixture, which leads to the formation of volatile silicon tetrafluoride and removes excess silicon oxide.

Излишек оксида кремния может быть удален также добавкой кремнийвосстанавливающего вещества, например, кальция или алюминия, в результате чего гидравлический модуль может быть повышен. Excess silicon oxide can also be removed by the addition of a silicon reducing agent, for example calcium or aluminum, as a result of which the hydraulic module can be increased.

Предлагается вначале расплавлять красный шлам, затем добавлять боксит, а затем колошниковую пыль. Нарушение этого порядка приводит к образованию трудновосстановимых соединений железа либо к резкому повышению необходимых для протекания плавки температур, что ухудшает показатели процесса. It is proposed to first melt the red mud, then add bauxite, and then blast furnace dust. Violation of this order leads to the formation of refractory iron compounds or to a sharp increase in the temperatures necessary for the melting to occur, which affects the performance of the process.

На чертеже приведен график зависимости гидравлического модуля от состава шихты. The drawing shows a graph of the dependence of the hydraulic module on the composition of the charge.

Пример 1. Проводили плавку исходных компонентов, состав которых указан в таблице. Example 1. Spent the melting of the starting components, the composition of which is indicated in the table.

Как видно из данных таблицы, ни одно из исходных веществ не удовлетворяет требованиям для получения глиноземистого цемента. У красного шлама мал гидравлический модуль и велик силикатный, у забалансового боксита мал гидравлический модуль, у колошниковой пыли наоборот последний слишком велик. Вместе с тем возможен такой подбор сочетания исходных веществ и приемов их переработки, который обеспечил бы нужные для вяжущего вещества свойства. As can be seen from the table, none of the starting materials satisfies the requirements for producing alumina cement. Red sludge has a small hydraulic module and silicate, a large amount of off-balance bauxite has a small hydraulic module, and, for blast furnace dust, the latter is too large. At the same time, such a selection of a combination of starting materials and methods for their processing is possible that would provide the properties necessary for the binder.

Так, добавленные боксита к красному шламу понижает силикатный модуль до необходимого уровня, о чем свидетельствует изображенный на чертеже график, на котором изображена зависимость силикатного модуля SM от содержания боксита в шихте (мас.), числа при кривых содержание колошниковой пыли (мас.), штриховкой помечена область допустимых значений для глиноземистого цемента. Как видно из этого рисунка, допустимыми являются содержания боксита в шихте от 55 до 100% Однако для ведения плавки необходимо наличие не менее 20% колошниковой пыли, т. к. для реакции восстановления железа требуется не менее 16% углерода (по массе) от количества оксида железа. Тогда при составе шихты 20% красного шлама + 60% боксита + 20% колошниковой пыли получим SM=0,34, что удовлетворяет условию (4). При этом содержание углерода в шихте составит 0,3•20= 6% а общее содержание оксидов железа 0,20•36,3+0,6•22+0,2•42=29% на восстановление которого требуется 4,8% углерода
В графитном тигле, помещенном в электропечь Таммана, расплавляли 200 г красного шлама, добавляли 600 г боксита и 200 г колошниковой пыли. После отделения железа массой 172 г (выход составил 95%) получили шлак состава, мас. CaO 14,7,Al2O3 62,3, SiO2 21,5 с силикатным модулем 0,35, что соответствует условию (4). Такой шлак может быть использован для получения глиноземистого цемента методом спекания при условии добавления необходимого количества оксида кальция с целью достижения необходимого гидравлического модуля.
So, the added bauxite to the red mud reduces the silicate module to the required level, as shown in the graph shown in the drawing, which shows the dependence of the silicate module S M on the bauxite content in the charge (wt.), The number of curves with blast furnace content (wt.) , shading marks the region of acceptable values for alumina cement. As can be seen from this figure, the content of bauxite in the charge from 55 to 100% is acceptable. However, for conducting smelting, at least 20% of blast furnace dust is necessary, since the iron reduction reaction requires at least 16% carbon (by weight) of the amount iron oxide. Then, with the mixture composition of 20% red mud + 60% bauxite + 20% blast furnace dust, we obtain S M = 0.34, which satisfies condition (4). In this case, the carbon content in the charge will be 0.3 • 20 = 6% and the total content of iron oxides 0.20 • 36.3 + 0.6 • 22 + 0.2 • 42 = 29%, the restoration of which requires 4.8% carbon
200 g of red mud was melted in a graphite crucible placed in a Tamman electric furnace, 600 g of bauxite and 200 g of blast furnace dust were added. After separation of iron weighing 172 g (yield 95%), a slag of the composition was obtained, wt. CaO 14.7, Al 2 O 3 62.3, SiO 2 21.5 with a silicate module of 0.35, which corresponds to condition (4). Such slag can be used to obtain alumina cement by sintering, provided that the necessary amount of calcium oxide is added in order to achieve the necessary hydraulic module.

Пример 2. Необходимый модуль может быть достигнут и в процессе плавки, что снимает необходимость последующего спекания и повышает эффективность процесса в целом. Для этого регулируют соотношение между оксидом кальция и оксидом кремния из расчета получения гидравлического модуля 0,55 0,80 уже в процессе плавки. С этой целью выполнили плавку в условиях приведенного выше примера с добавкой 159 г оксида кальция (15,9 мас. к составу шихты) и получили содержание оксида кальция в шкале 33% оксида кремния 15,1% и оксида алюминия 44,9% гидравлический модуль HM 33/(15+45)=0,55, что соответствует требованиям (4).Example 2. The required module can be achieved in the smelting process, which eliminates the need for subsequent sintering and increases the efficiency of the process as a whole. To do this, adjust the ratio between calcium oxide and silicon oxide based on the receipt of a hydraulic module of 0.55 0.80 already in the process of melting. For this purpose, melting was performed under the conditions of the above example with the addition of 159 g of calcium oxide (15.9 wt. To the composition of the charge) and the content of calcium oxide in the scale of 33% silica 15.1% and aluminum oxide 44.9% hydraulic module H M 33 / (15 + 45) = 0.55, which meets the requirements of (4).

Пример 3. В условиях предыдущего примера выполнили плавку с добавкой 266 г оксида кальция (26,6 мас. к составу шихты) и получили содержание оксида кальция в шлаке 42,1% оксида кремния 13,0% и оксида алюминия 38,9% гидравлический модуль HM=42,1/(13+38,9)=0,77, что соответствует требованиям (4).Example 3. In the conditions of the previous example, melting was performed with the addition of 266 g of calcium oxide (26.6 wt.% To the composition of the charge) and the content of calcium oxide in the slag was 42.1% of silicon oxide 13.0% and aluminum oxide 38.9% hydraulic module H M = 42.1 / (13 + 38.9) = 0.77, which corresponds to the requirements of (4).

Пример 4. Выполнили плавку в условиях прототипа. Смешали 100 г красного шлама с 30 г графита и 20 г оксида кальция. Выплавили 18 г чугуна, выход металла составил 72% что существенно ниже, чем по предлагаемому способу. В шкале 21,1% оксида алюминия и 17,0% оксида кремния, силикатный модуль 0,81, что не удовлетворяет условию (4) для получения глиноземистого цемента. Следует отметить, что шлакообразование в этом случае сопровождалось образованием карбида кальция, что крайне негативно сказывается на качестве вяжущего (9, с.83). Эти негативные результаты явились следствием нерационального состава шихты, а также неправильным порядком ее распыления. Example 4. Performed melting in the conditions of the prototype. 100 g of red mud was mixed with 30 g of graphite and 20 g of calcium oxide. Smelted 18 g of cast iron, the metal yield was 72%, which is significantly lower than by the proposed method. On a scale of 21.1% alumina and 17.0% silica, the silicate modulus is 0.81, which does not satisfy condition (4) to obtain alumina cement. It should be noted that slag formation in this case was accompanied by the formation of calcium carbide, which extremely negatively affects the quality of the binder (9, p. 83). These negative results were the result of the irrational composition of the mixture, as well as the wrong order of its spraying.

Пример 5. В условиях примера 2 вместо оксида кальция добавили фторид кальция в том же количестве. Получили шлак с содержанием оксида кальция 37,0% и оксида кремния 11,1% оксида алюминия 47,1% и гидравлическим модулем 0,64. Увеличение модуля по сравнению с примером 2 объясняется образованием летучего соединения SiF4.Example 5. Under the conditions of example 2, calcium fluoride in the same amount was added instead of calcium oxide. Got slag with a content of calcium oxide of 37.0% and silicon oxide of 11.1% of aluminum oxide of 47.1% and a hydraulic module of 0.64. The increase in module compared to example 2 is due to the formation of a volatile compound SiF 4 .

Пример 6. В условиях примера 1 добавили 100 г металлического кальция и в результате плавки получили металл, а также шлак состава: оксида кальция 40,2% оксида кремния 5,1% оксида алюминия 49,7, гидравлическим модулем 0,75 и силикатным модулем 0,11, что удовлетворяет условию (4). Example 6. Under the conditions of Example 1, 100 g of calcium metal was added and, as a result of melting, the metal and slag of the composition were obtained: calcium oxide 40.2% silica 5.1% alumina 49.7, hydraulic module 0.75 and silicate module 0.11, which satisfies condition (4).

Изобретение позволяет решить такую техническую задачу как экономию энергоносителей, поскольку для восстановления железа специальных углеродсодержащих материалов -кокса или угля- не потребовалось. Одновременно утилизируются отходы черной и цветной металлургии, до сих пор наносящие вред экологической обстановке. The invention allows to solve such a technical problem as energy saving, since no special carbon-containing materials — coke or coal — were required to restore iron. At the same time, waste from ferrous and non-ferrous metallurgy is being disposed of, which is still harmful to the environmental situation.

Claims (5)

1. Способ переработки железоглиноземного сырья, включающий подачу в плавильную печь красного шлама глиноземного производства, бокситовой руды с кремневым модулем (Al2O3/SiO2) 2 5, и углеродистого восстановителя, в количестве, обеспечивающем восстановление оксидов железа, плавку с получением чугуна и алюмосиликатного саморассыпающего шлака с последующей переработкой его на глиноземистый цемент или глинозем, отличающийся тем, что в качестве углеродистого восстановителя используют колошниковую пыль, а подачу компонентов в плавильную печь осуществляют последовательно, расплавляя сначала красный шлам, в который вводят бокситовую руду, а затем колошниковую пыль.1. A method of processing iron-alumina raw materials, including feeding red sludge from an alumina production, bauxite ore with a silicon module (Al 2 O 3 / SiO 2 ) 2 5, and a carbon reducing agent, in an amount providing reduction of iron oxides, smelting to produce pig iron and aluminosilicate self-scattering slag with its subsequent processing into alumina cement or alumina, characterized in that blast furnace dust is used as a carbon reducing agent, and the components are fed into a smelting furnace suschestvlyayut sequentially first melting the red mud, which is introduced into the bauxite ore, and then the flue dust. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что компоненты подают в количестве, обеспечивающем получение силикатного модуля (SiO2/Al2O3) 0,08 0,35.2. The method according to claim 1, characterized in that the components are supplied in an amount that provides a silicate module (SiO 2 / Al 2 O 3 ) of 0.08 0.35. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что компоненты подают в количестве, обеспечивающем получение гидравлического модуля (CaO/SiO2 + Al2O3) 0,55 0,80.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the components are fed in an amount that ensures the receipt of a hydraulic module (CaO / SiO 2 + Al 2 O 3 ) 0.55 0.80. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что поддержание гидравлического модуля на нужном уровне осуществляет добавкой оксида или фторида кальция. 4. The method according to claim 3, characterized in that the hydraulic module is maintained at the desired level by the addition of calcium oxide or fluoride. 5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что поддержание гидравлического уровня на нужном уровне осуществляют добавкой кальция или алюминия. 5. The method according to p. 3, characterized in that the maintenance of the hydraulic level at the desired level is carried out by the addition of calcium or aluminum.
RU93043807A 1993-09-03 1993-09-03 Method of processing iron-silica raw material RU2086659C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93043807A RU2086659C1 (en) 1993-09-03 1993-09-03 Method of processing iron-silica raw material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93043807A RU2086659C1 (en) 1993-09-03 1993-09-03 Method of processing iron-silica raw material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93043807A RU93043807A (en) 1996-07-20
RU2086659C1 true RU2086659C1 (en) 1997-08-10

Family

ID=20147181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93043807A RU2086659C1 (en) 1993-09-03 1993-09-03 Method of processing iron-silica raw material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2086659C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2165461C2 (en) * 1999-05-27 2001-04-20 ОАО "Уральский институт металлов" Method of pig iron and slag production
RU2245371C2 (en) * 2003-02-03 2005-01-27 Общество с ограниченной ответственностью Фирма "Дата-Центр" Method of reworking red mud of alumina production process
RU2360981C1 (en) * 2008-02-26 2009-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ГОУ ИрГТУ) Treatment method of red mud
RU2428490C2 (en) * 2009-06-11 2011-09-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина" Procedure for red mud processing
RU2459879C2 (en) * 2010-10-04 2012-08-27 УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИИ УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН (ИМЕТ УрО РАН) Method of making pellets for reduction casting
RU2473478C1 (en) * 2011-06-29 2013-01-27 Закрытое акционерное общество "КонсОМ СКС" Furnace charge for obtaining alumina cement

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Ни Л.П. и др. Комбинированные способы переработки низкокачественного алюминиевого сырья. - Алма-Ата: Наука, 1986, с. 256. 2. Матяю В.Г. и др. Подготовка и комплексная переработка металлургического сырья. /Труды института металлургии, вып. 22. - свердловск, 1970, с. 46 - 49. 3. Заявка ФРГ N 2552088, кл. C 22 B 21/00, 1977. 4. Патент США N 3295961, кл. C 21 B 13/00, 1967. 5. Другалев С.М. и др. Подготовка и комплексная переработка металлургического сырья. /Труды института металлургии, вып. 22. - Свердловск, 1970, с. 56 - 62. 6. Заявка Великобритании N 2109356, кл. C 01 G 23/00, 1986. 7. Патент Румынии N 76410, кл. C 22 B 34/10, 1981. 8. Агроновский А.А. и др. Производство глинозема. Справочник металлурга по цветным металлам. - М.: Металлургия, 1970, с. 320. 9. Кузнецова Т.В. и др. Глиноземистый цемент. - М.: Стройиздат, 1988, с. 272. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2165461C2 (en) * 1999-05-27 2001-04-20 ОАО "Уральский институт металлов" Method of pig iron and slag production
RU2245371C2 (en) * 2003-02-03 2005-01-27 Общество с ограниченной ответственностью Фирма "Дата-Центр" Method of reworking red mud of alumina production process
RU2360981C1 (en) * 2008-02-26 2009-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ГОУ ИрГТУ) Treatment method of red mud
RU2428490C2 (en) * 2009-06-11 2011-09-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина" Procedure for red mud processing
RU2459879C2 (en) * 2010-10-04 2012-08-27 УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИИ УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН (ИМЕТ УрО РАН) Method of making pellets for reduction casting
RU2473478C1 (en) * 2011-06-29 2013-01-27 Закрытое акционерное общество "КонсОМ СКС" Furnace charge for obtaining alumina cement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Singh et al. Geopolymerization of solid waste of non-ferrous metallurgy–A review
US5626646A (en) Method of recovering metals and producing a secondary slag from base metal smelter slag
US5364447A (en) Method of recycling hazardous waste
US5865872A (en) Method of recovering metals and producing a secondary slag from base metal smelter slag
US4369062A (en) Method of making briquettes and product
US5198190A (en) Method of recycling hazardous waste
CN101914639A (en) A method for on-line recovery of iron from iron-containing industrial slag and preparation of glass-ceramic frit
WO2012064004A1 (en) Ultra-rapidly hardening hydraulic binder using reducing slag powders, and method for preparing same
JP5800387B2 (en) Soil improvement material
Pribulova et al. Comparison of cupola furnace and blast furnace slags with respect to possibilities of their utilization
CZ291176B6 (en) Process for making steel and hydraulically active binding agent
DE69621861T2 (en) Process for converting aluminum dross and residues containing aluminum dross into calcium aluminate
Balomenos et al. Efficient and complete exploitation of the bauxite residue (red mud) produced in the Bayer process
RU2086659C1 (en) Method of processing iron-silica raw material
US4652310A (en) Process for making a hardening agent for weak soil or sludge from steel making slag
CN1743488A (en) Method for preparing ferro-titantium, steel and ferrovanadium from vanadium-titantium iron headings
US4778523A (en) Process for using steelmaking slag
Bazhin et al. Refractory materials of metallurgical furnaces with the addition of silicon production waste
CA2100125A1 (en) Method for preparing a cement base material, together with a cement composition containing this base material
JP4865167B2 (en) Hydraulic binder
CN111348926A (en) Low-cost alumina-silicon carbide-carbonaceous castable and preparation method thereof
US2184318A (en) Process for simultaneous production of alumina cement and pig iron in blast furnaces
CN117430410B (en) Ceramic-combined refractory material for red mud recycling tap hole and preparation method and application thereof
CN117430435B (en) Aluminum-chromium-magnesium-zirconium composite material for red mud recovery melting furnace bottom and preparation method and application thereof
CN116426773B (en) A method for producing rare earth ferrosilicon alloy using rare earth slag