[go: up one dir, main page]

RU2228305C2 - Method of production of special kinds of clinkers and accompanying metals out of industrial wastes - Google Patents

Method of production of special kinds of clinkers and accompanying metals out of industrial wastes Download PDF

Info

Publication number
RU2228305C2
RU2228305C2 RU2002113714/03A RU2002113714A RU2228305C2 RU 2228305 C2 RU2228305 C2 RU 2228305C2 RU 2002113714/03 A RU2002113714/03 A RU 2002113714/03A RU 2002113714 A RU2002113714 A RU 2002113714A RU 2228305 C2 RU2228305 C2 RU 2228305C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
clinker
metals
temperature
melt
indicated
Prior art date
Application number
RU2002113714/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002113714A (en
Inventor
Ю.А. Бурлов
И.Ю. Бурлов
А.Ю. Бурлов
Original Assignee
Бурлов Юрий Александрович
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 Бурлов Юрий Александрович filed Critical Бурлов Юрий Александрович
Priority to RU2002113714/03A priority Critical patent/RU2228305C2/en
Publication of RU2002113714A publication Critical patent/RU2002113714A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2228305C2 publication Critical patent/RU2228305C2/en

Links

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
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy and chemical engineering. SUBSTANCE: the invention presents a method of production of special kinds of clinkers and accompanying metals out of industrial wastes. It is dealt with production of refractory metal and non-metallic materials, predominantly special kinds of the clinker having a high level of a melt viscosity and accompanying metals. The method may be used in metallurgy and chemical engineering. Technical result: usage of a flaming molten slag, decreased specific power inputs, utilization of industrial wastes, extraction of metals, substantial increase of quality of a produced product - clinker, considerable intensification of process of necessary minerals formation. The method of production of a special cement clinker and accompanying non-ferrous metals in a reactor with the plasma-arc and induction heating provides for feeding in the chamber of the reactor through its channels of a raw material mixture of chemical industry waste products containing non-ferrous metals, its heating up to temperature of 2100 C and melting-down with formation of the indicated cement clinker and its consequent cooling and selective extraction of non-ferrous metals at their melting-down by settling in the hearth part of the reactor and similar easily sublimated metals being condensed from vapors. The indicated industrial waste products of aluminate and-or silicate type and the indicated mixture additionally contain some chemical compounds of a faction up to 10 mm, providing at their smelting production of the indicated clinker. Heating is conducted within 1-10 minutes, and the chamber is additionally fed with waste products of the metallurgical production in the form of a flaming slag with a temperature of up to 1800 C. In the capacity of the industrial waste products they may use the waste catalysts. In the capacity of the indicated chemical compounds the lime fluxes and-or highly-aluminate materials may be used. Cool-down of the indicated clinker can be carried out by feeding of its melt having temperature of 1800 through a chute of the chamber onto the revolving around their axes in the counter directions in respect to each other and water-cooled from inside cylinders- granulators, allowing to control in time the process of cool-down of the melt of the indicated cement clinker to the given temperature 60 C. At that the rate of revolving and an amount of a cooling agent allow to keep a stable rate of cooling equal to 55 C/minute till the point of crystallization and to conduct the clinker cooling-down within 1-30 minutes, periodically converting its liquid phase into a solid one and vice versa, and forming at that the necessary minerals. EFFECT: the invention allows to use a flaming molten slag, to decrease specific power inputs, to utilize industrial wastes, to extract metals, to increase substantially the clinker quality and intensify the necessary minerals formation process. 4 cl, 3 tbl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к получению тугоплавких, металлических и неметаллических материалов, преимущественно специальных видов клинкера, имеющих высокую степень вязкости расплава и сопутствующих металлов.The present invention relates to the production of refractory, metallic and non-metallic materials, mainly special types of clinker, having a high degree of melt viscosity and related metals.

Известен способ получения цементного клинкера, включающий плавление сырьевой смеси с использованием электрической дуги, при котором плавлению подвергают сырьевую смесь фракции 0,05-20 мм с влажностью до 2% при температуре 1600-1800°С в течение 0,1-30 мин в нейтральной газовой среде или среде с содержанием до 8% кислорода (патент РФ №2040497, С 04 В 7/44 от 27.07.95 г., бюл. №21).A known method of producing cement clinker, comprising melting the raw mixture using an electric arc, in which the raw mixture is mixed with fractions of 0.05-20 mm with a moisture content of up to 2% at a temperature of 1600-1800 ° C for 0.1-30 minutes in neutral a gas environment or an environment with up to 8% oxygen content (RF patent No. 2040497, C 04 B 7/44 of 07/27/95, bull. No. 21).

Недостатки указанного способа следующие.The disadvantages of this method are as follows.

При осуществлении способа между электродом-анодом, установленным в своде печи, зажигается электродуга, которая расплавляет сырьевой материал, поданный в ванну, образуя токопроводящий участок в толще расплава. Зеркало поверхности жидкотекучего расплава ограничено величиной, равной двум диаметрам электрода, т.е. разогрев материала локализован и расположен в толще слоя расплава вокруг общей вертикальной оси между разноименными электродами.When implementing the method between the electrode-anode installed in the arch of the furnace, an electric arc is ignited, which melts the raw material fed into the bath, forming a conductive section in the thickness of the melt. The surface mirror of a fluid melt is limited to a value equal to two electrode diameters, i.e. heating of the material is localized and located in the thickness of the melt layer around a common vertical axis between unlike electrodes.

Производительность при таком способе обработки, зависящая, в частности, от величины ванны расплава, ограничена, т.к. в периферийной зоне ванны вязкий расплав застывает и не выливается из печи. Форсирование мощности дуги при ее растягивании по вертикали путем перемещения (поднятия) катода приводит к перегреву стен и свода камеры печи, что, в свою очередь, приводит к оплавлению последних, увеличению потерь тепла в окружающую среду, перегреву и ускоренному выгоранию графитового электрода-катода.The productivity with this processing method, which depends, in particular, on the size of the melt pool, is limited, because in the peripheral zone of the bath, the viscous melt solidifies and does not pour out of the furnace. Forcing the arc power while stretching it vertically by moving (raising) the cathode leads to overheating of the walls and the arch of the furnace chamber, which, in turn, leads to fusion of the latter, an increase in heat loss to the environment, overheating and accelerated burnout of the graphite electrode-cathode.

Кроме того, перемешивание расплава также локализовано, что приводит к ухудшению качества готового продукта расплава, например цементного клинкера. Температура, ограниченная величиной 1800°С, недостаточна для придания жидкотекучего состояния многим видам тугоплавких материалов с высокой вязкостью расплава, в частности портландцементного клинкера с высокими коэффициентами насыщения, являющимися определяющими при получении высококачественного продукта.In addition, melt mixing is also localized, which leads to a deterioration in the quality of the finished melt product, such as cement clinker. A temperature limited to 1800 ° C is insufficient to give a fluid state to many types of refractory materials with high melt viscosity, in particular Portland cement clinker with high saturation coefficients, which are decisive in obtaining a high-quality product.

Известен способ извлечения металлов из металлосодержащих отработанных катализаторов на основе оксидов алюминия и (или) кремния, включающий переработку их при нагреве (патент РФ №2075526 С1, 6 С 22 В 7/00 от 31.07.95 г., бюл. №8).A known method of extracting metals from metal-containing spent catalysts based on aluminum and (or) silicon oxides, including processing them when heated (RF patent No. 2075526 C1, 6 C 22 V 7/00 from 07/31/95, bull. No. 8).

Основными недостатками известного способа являются невозможность использования отходов металлургических производств как в виде огненно-жидких, так и в виде гранулированных шлаков, большие энергозатраты, невысокая производительность.The main disadvantages of this method are the inability to use waste from metallurgical industries both in the form of fiery liquid and in the form of granular slags, high energy consumption, low productivity.

Наиболее близким из аналогов является способ по патенту RU №2176277 от 27.11.2001 г.The closest of the analogues is the method according to patent RU No. 2176277 of 11/27/2001

Заявляемое изобретение направлено на решение задач возможности использования в качестве сырьевых компонентов техногенных отходов металлургических производств в виде огненно-жидких шлаков, в виде алюминатных и(или) силикатных отработанных катализаторов химических производств, возможность получения из вышеперечисленных техногенных отходов специальных видов искусственных вяжущих с добавлением известковых флюсов и(или) глиноземистых материалов, возможность получения цветных металлов из отработанных катализаторов и техногенных отходов с их селективным осаждением в донной фазе, затрачивая при этом только 30% энергии внешнего источника от необходимых 100% электрической энергии, затрачиваемой для производства искусственного вяжущего (специального цементного клинкера: высокоглиноземистого, глиноземистого, портландского и монофазного составов) и сопутствующих цветных металлов.The claimed invention is aimed at solving the problem of the possibility of using metallurgical production wastes as fire-liquid slags, in the form of aluminate and (or) silicate spent catalysts of chemical industries as raw materials, the possibility of obtaining special types of artificial binders with the addition of calcareous fluxes from the above-mentioned technogenic wastes and (or) alumina materials, the possibility of obtaining non-ferrous metals from spent catalysts and industrial waste rows with their selective precipitation in the bottom phase, while expending only 30% of the energy required from an external source 100% of the electrical energy used for production of artificial binder (special cement clinker: high-alumina, aluminate, and Portland monophasic formulations) and associated non-ferrous metals.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения специального цементного клинкера и сопутствующих цветных металлов в реакторе с плазменно-дуговым и индукционным нагревом путем подачи в камеру реактора через его каналы сырьевой смеси, содержащей техногенные отходы химических производств, содержащих цветные металлы, ее нагрева до температуры 2100°С и расплавления с получением указанного цементного клинкера, с последующим его охлаждением, с селективным извлечением при расплавлении цветных металлов, оседающих в подовой части реактора, и конденсирующихся из паров легко возгоняемых металлов, указанные техногенные отходы - алюминатные и/или силикатные, а указанная смесь дополнительно содержит химические соединения фракции до 10 мм, обеспечивающие при их плавлении получение указанного клинкера, нагрев ведут в течение 1-10 минут, а в камеру дополнительно подают отходы металлургического производства в виде огненно-жидкого шлака с температурой до 1800°С.This goal is achieved by the fact that in the method for producing a special cement clinker and associated non-ferrous metals in a reactor with plasma-arc and induction heating by supplying a raw material mixture containing technogenic waste from chemical plants containing non-ferrous metals to its chamber through its channels, it is heated to a temperature 2100 ° C and melting to obtain the specified cement clinker, followed by cooling, with selective extraction during melting of non-ferrous metals deposited in the hearth ctor, and condensed from vapors of easily sublimated metals, the indicated technogenic wastes are aluminate and / or silicate, and the specified mixture additionally contains chemical compounds of fraction up to 10 mm, which provide the specified clinker when melted, they are heated for 1-10 minutes, and the chamber additionally serves the waste of metallurgical production in the form of fire-liquid slag with a temperature of up to 1800 ° C.

В качестве техногенных отходов используют отработанные катализаторы.Used man-made catalysts are used as industrial waste.

В качестве указанных химических соединений используют известковые флюсы и/или высокоалюминатные материалы.As these chemical compounds, lime fluxes and / or high aluminate materials are used.

В данном способе в получении специальных клинкеров и цветных металлов используется плазменный реактор (см. чертеж), состоящий из металлического корпуса 1, специальной высокотемпературной футеровки 2, двух графитовых плазмотронов, имеющих внутри коаксиальный канал, расположенных в крышке реактора катода 3 и анода 4 с полками и(или) шнеком (на чертеже полки и шнек условно не показаны) внутри плазмотрона, четырех дозаторов 5 с летками 6 для ввода алюминатных и(или) силикатных отработанных катализаторов 7 химических производств, содержащих цветные металлы в смеси с известковыми флюсами и(или) высокоалюминатными материалами; в результате образуется гарнисаж 8 в виде конусных откосов, соответствующих боковых каналов 9, расположенных тангенциально относительно корпуса камеры 1 для ввода отхода металлургических производств в виде огненно-жидких шлаков 10, индукционной катушки 11 для гомогенизации расплавленного материала, копирной дорожки 12, двух сливных леток 13, 14 для вывода из реактора расплавов клинкеров 15 и расплавов металлов 16 из подовой части 17, вращающиеся вокруг своей оси в противоположные стороны друг от друга водоохлаждаемые изнутри длинные цилиндры (гранулятор) 18 для охлаждения специального цементного клинкера 19.In this method, in the production of special clinkers and non-ferrous metals, a plasma reactor (see drawing) is used, consisting of a metal casing 1, a special high-temperature lining 2, two graphite plasmatrons having a coaxial channel inside, located in the lid of the cathode 3 reactor and anode 4 with shelves and (or) a screw (on the drawing, shelves and auger are not conventionally shown) inside the plasma torch, four batchers 5 with slots 6 for introducing aluminate and (or) silicate spent catalysts 7 chemical plants containing color sintered metals mixed with calcareous fluxes and (or) high aluminate materials; as a result, a skull 8 is formed in the form of conical slopes corresponding to the side channels 9 located tangentially relative to the housing of the chamber 1 for introducing the waste of metallurgical industries in the form of liquid-liquid slag 10, an induction coil 11 for homogenizing the molten material, a copy path 12, two drain slots 13 , 14 for withdrawing clinker melts 15 and metal melts 16 from the reactor hearth from the hearth 17, rotating long cylinders internally cooled from the inside, rotating around their axis from each other (g anulyator) 18 for cooling special cement clinker 19.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Из предварительно дробленых сырьевых материалов и катализаторов, содержащих цветные металлы (никель, кобальт, вольфрам, молибден, литий и т.д.) в смеси с известковыми флюсами и(или) высокоалюминатными материалами путем их смешения были приготовлены сырьевые смеси (поз.7) для добавления к огненно-жидким шлакам (поз.10) - отходам металлургического производства для получения специальных видов цементных клинкеров.From pre-crushed raw materials and catalysts containing non-ferrous metals (nickel, cobalt, tungsten, molybdenum, lithium, etc.) in a mixture with lime fluxes and (or) high-aluminate materials, raw mixes were prepared by mixing them (item 7) for addition to fire-liquid slag (item 10) - waste from metallurgical production for special types of cement clinkers.

Определялись химические составы шлака - отхода металлургического производства в виде огненно-жидкого шлака, известняка, отсевов обогащения руд - железосодержащих добавок, гальванического шлама, сырьевых смесей и клинкеров, полученных при этом способе, приведенные в таблице 1, 2.The chemical compositions of slag - the waste of metallurgical production in the form of liquid-liquid slag, limestone, screenings of ore dressing - iron-containing additives, galvanic sludge, raw mixes and clinkers obtained by this method, are given in Table 1, 2.

Огненно-жидкие шлаки (10) - отходы металлургических производств через соответствующие боковые каналы 9, расположенные тангенциально относительно корпуса камеры, добавляются к алюминатным и(или) силикатным техногенным отходам химических производств, например отработанным катализаторам (7), содержащим цветные металлы (никель, кобальт, вольфрам, молибден и т.д.) в смеси с известковыми флюсами и(или) высокоалюминатными материалами фракции до 5 мм.Flame-liquid slag (10) - waste from metallurgical industries through the corresponding side channels 9, located tangentially relative to the chamber body, are added to aluminate and (or) silicate technogenic waste from chemical industries, for example spent catalysts (7) containing non-ferrous metals (nickel, cobalt , tungsten, molybdenum, etc.) in a mixture with lime fluxes and (or) high aluminate materials fractions up to 5 mm.

Сырьевые смеси, например отработанные катализаторы (7), вводят в камеру боковыми питателями 5 по каналу 6, расположенными в стенах камеры, под углом 90° на одной горизонтальной плоскости относительно друг друга. В верхнюю часть камеры над поверхностью расплава для создания гарнисажной футеровки из самого материала на границе зеркала расплава подается сырьевая шихта, в результате образуется гарнисаж 8 в виде конусных откосов, тем самым на зеркале расплава исключается термохимическая коррозия футеровки. Расплав содержит в расчетном количестве химические соединения, приведенные в вышеуказанной таблице, обеспечивающие при их плавлении получение искусственных вяжущих, например цементного клинкера (поз.19). При наборе некоторой массы расплава и разогреве электродов 3, 4 внутри камеры выше 1000°С подают сырьевой материал через полости электродов 3, 4 в камеру реактора 1. При этом в электроде 3 сырьевой материал пересылается с полки на полку (на чертеже полки условно не показаны), которые нагреты до температуры, близкой к температуре электрода. При относительно медленном (по сравнению с вертикальным падением) перемещении материала и непосредственном контакте с нагретой поверхностью полок происходит передача тепла от полок к материалу и последний (предварительно подогретый), доведенный до температуры диссоциации карбонатов, попадает на поверхность расплава и расплавляется с большей скоростью, т.к. в этом случае идут уже экзотермические реакции, проходящие с выделением тепла. Тот же процесс подогрева сырьевого материала происходит в электроде 4, но в этом случае подогрев происходит при движении материала по винтовой поверхности.Raw mixtures, for example spent catalysts (7), are introduced into the chamber by side feeders 5 along the channel 6 located in the chamber walls, at an angle of 90 ° on one horizontal plane relative to each other. A raw material charge is fed to the upper part of the chamber above the melt surface to create a skull lining from the material itself at the boundary of the melt mirror, resulting in a skull 8 in the form of conical slopes, thereby eliminating thermochemical corrosion of the lining on the melt mirror. The melt contains in the calculated amount the chemical compounds listed in the above table, which provide artificial binders, for example cement clinker (item 19), when melted. When a certain mass of the melt is collected and the electrodes 3, 4 are heated inside the chamber above 1000 ° С, raw material is supplied through the cavities of the electrodes 3, 4 to the reactor chamber 1. At the same time, in the electrode 3, the raw material is transferred from the shelf to the shelf (not shown conventionally in the drawing of the shelf ), which are heated to a temperature close to the temperature of the electrode. With a relatively slow (compared to a vertical fall) movement of the material and direct contact with the heated surface of the shelves, heat is transferred from the shelves to the material, and the last (preheated), brought to the dissociation temperature of carbonates, enters the melt surface and melts at a higher speed, t .to. in this case, exothermal reactions are already taking place with heat evolution. The same process of heating the raw material occurs in the electrode 4, but in this case, heating occurs when the material moves along a helical surface.

Дополнительное тепло поступает с огненно-жидким шлаком, имеющим температуру до 1800°С. Схематически на чертеже показана подача отходов металлургического производства в виде огненно-жидкого шлака, имеющего температуру до 1800°С, резко снижающего энергетические затраты и повышающего производительность камеры плавления и качество цементных клинкеров, а также показано охлаждение расплава специального цементного клинкера с температурой до 1800°С путем подачи через течку 13 на вращающиеся вокруг своей оси в противоположные стороны друг от друга водоохлаждаемые изнутри длинные цилиндры (гранулятор) 18. Позицией 14 обозначен канал, по которому выводится расплав металла. Осаждение металла идет за счет того, что последний имеет в 2 раза большую плотность, чем расплавленный клинкер, химический состав которого приведен в таблице 1.Additional heat comes from the fire-liquid slag having a temperature of up to 1800 ° C. Schematically, the drawing shows the supply of metallurgical waste in the form of fire-liquid slag having a temperature of up to 1800 ° C, sharply reducing energy costs and increasing the productivity of the melting chamber and the quality of cement clinkers, and also shows the cooling of the melt of a special cement clinker with a temperature of up to 1800 ° C by feeding through the estrus 13 to long cylinders (granulator) 18, which are internally cooled from the inside, rotating on their axis in opposite directions from each other, 18. The channel is designated by 14, through which the molten metal is discharged. The deposition of metal is due to the fact that the latter has a 2 times higher density than molten clinker, the chemical composition of which is shown in table 1.

Процесс плавки осуществляется следующим образом (см. чертеж): концы электродов внутри камеры сводят и опускают в нижнюю часть камеры 1. При поднятии уровня сырьевого материала до концов электродов 3, 4 на последние подается напряжение, например, постоянного тока от преобразователя.The melting process is carried out as follows (see drawing): the ends of the electrodes inside the chamber are brought down and lowered to the lower part of the chamber 1. When the raw material level is raised to the ends of the electrodes 3, 4, the latter is supplied with voltage, for example, direct current from the converter.

Концы электродов сводят до контакта. При разведении электродов образуется электрический дуговой разряд (дуга), представляющий собой низкотемпературную плазму. При этом в электроды подают плазмообразующий газ, например азот или диоксид углерода. Материал в камере нагревается до температуры плавления. При обжиге клинкера температура расплава достигает 2000-2100°С. При подъеме расплава выше катушки 11 подается напряжение на последнюю, что приводит расплав во вращательное движение. За счет копирной дорожки 12 происходит колебательное движение катушки 11. При колебательных движениях катушки 11 меняет свое положение и магнитное поле, образующееся внутри токопроводного расплава, который активно перемешивается в вертикальной плоскости и дополнительно нагревается. В результате перемешивания расплава происходит его гомогенизация, что активно способствует повышению качества и производительности основной продукции, например цементного клинкера (19).The ends of the electrodes are reduced to contact. When the electrodes are diluted, an electric arc discharge (arc) is formed, which is a low-temperature plasma. In this case, plasma-forming gas, for example nitrogen or carbon dioxide, is supplied to the electrodes. The material in the chamber is heated to its melting point. When firing clinker, the melt temperature reaches 2000-2100 ° C. When the melt rises above the coil 11, a voltage is applied to the latter, which causes the melt to rotate. Due to the copy path 12, the oscillatory motion of the coil 11 occurs. During the oscillatory movements of the coil 11, the magnetic field generated inside the conductive melt, which is actively mixed in the vertical plane and additionally heated, changes its position. As a result of mixing the melt, its homogenization occurs, which actively contributes to improving the quality and productivity of the main products, for example, cement clinker (19).

При расплавлении шихты для получения цементного клинкера, в которой содержится небольшое количество редких металлов, некоторые из них, температура плавления которых несколько выше клинкерного расплава (кроме вольфрама и молибдена), оседают в подовой части 17 и периодически (по мере накопления) выпускаются в изложницы. Осаждение металлов (16) идет за счет того, что их плотность минимум в два раза выше клинкерного расплава (15).When melting the mixture to obtain a cement clinker, which contains a small amount of rare metals, some of them whose melting point is slightly higher than the clinker melt (except for tungsten and molybdenum) are deposited in the hearth 17 and periodically (as they accumulate) are released into the molds. The deposition of metals (16) is due to the fact that their density is at least two times higher than the clinker melt (15).

Пары легко возгоняемых цветных металлов (например, лития) вместе с диоксидом углерода, выделяемым в результате декарбонизации карбонатных компонентов клинкерной шихты, эвакуируются под действием разрежения в специальные разделительные и кондиционные устройства, где пары металлов конденсируются, переходя в металл или его соединения, а диоксид углерода может использоваться для получения сухого льда или специальным нагнетателем снова вводится в реактор через электроды. Легкие металлы или их соединения передаются на дальнейшую переработку для получения кондиционного продукта. Клинкерный расплав 15 периодически или непрерывно (при согласованном вводе в камеру 1 сырья) выливают на вращающиеся вокруг своей оси в противоположные стороны друг от друга, водоохлаждающиеся изнутри длинные цилиндры (гранулятор) 18, позволяющие управлять во времени процессом охлаждения расплава специального цементного клинкера 15 до заданной температуры - 60°С.Vapors of easily sublimated non-ferrous metals (for example, lithium) together with carbon dioxide released as a result of decarbonization of the carbonate components of the clinker charge are evacuated by vacuum to special separation and conditioning devices, where metal vapors condense, passing into the metal or its compounds, and carbon dioxide It can be used to produce dry ice, or it is introduced into the reactor through special electrodes using a special supercharger. Light metals or their compounds are transferred for further processing to obtain a conditioned product. Clinker melt 15 is periodically or continuously (with a coordinated input of raw materials into chamber 1) poured onto long cylinders (granulator) 18, which are cooled from the inside, rotating around their axis in opposite directions from each other, allowing to control the process of cooling the melt of a special cement clinker 15 to a predetermined time temperature - 60 ° С.

Провели физико-механические испытания цементного клинкера, свойства приведены в таблице 3. Охлажденный клинкер передают на измельчители для получения цемента.We conducted physical and mechanical tests of cement clinker, the properties are shown in table 3. The cooled clinker is passed to the grinders to obtain cement.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет использовать огненно-жидкий шлак и экономить удельные энергозатраты, утилизировать промышленные отходы (огненно-жидкий шлак, отработанные катализаторы, гальванический шлам), извлекать металлы, значительно повысить качество получаемого продукта, например клинкера, значительно интенсифицировать процесс образования необходимых минералов.

Figure 00000002
Thus, the proposed method allows the use of fire-liquid slag and save specific energy consumption, utilize industrial waste (fire-liquid slag, spent catalysts, galvanic sludge), extract metals, significantly improve the quality of the resulting product, such as clinker, significantly intensify the process of formation of the necessary minerals .
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

При необходимости в сырьевую смесь можно добавить корректирующие железосодержащие добавки - гальванический шлам, пиритные огарки и т.д.If necessary, correcting iron-containing additives such as galvanic sludge, pyrite cinders, etc. can be added to the raw material mixture.

Figure 00000004
Figure 00000004

Указанным способом можно получать в зависимости от состава техногенных отходов и состава дополнительно вводимых химических соединений различные цементные клинкера, такие как высокоглиноземистый, глиноземистый, портландский и монофазные составы, а также сопутствующие цветные металлы.Depending on the composition of technogenic wastes and the composition of additionally introduced chemical compounds, various cement clinkers, such as high alumina, alumina, Portland and monophasic compositions, as well as related non-ferrous metals, can be obtained by this method.

Claims (4)

1. Способ получения специального цементного клинкера и сопутствующих цветных металлов в реакторе с плазменно-дуговым и индукционным нагревом путем подачи в камеру реактора через его каналы сырьевой смеси, содержащей техногенные отходы химических производств, содержащих цветные металлы, ее нагревом до температуры 2100°С, и расплавления с получением указанного цементного клинкера, с последующим его охлаждением, с селективным извлечением при расплавлении цветных металлов, оседающих в подовой части реактора, и конденсирующихся из паров легковозгоняемых металлов, отличающийся тем, что указанные техногенные отходы – алюминатные и/или силикатные, а указанная смесь дополнительно содержит химические соединения фракции до 10 мм, обеспечивающие при их плавлении получение указанного клинкера, нагрев ведут в течение 1-10 мин, а в камеру дополнительно подают отходы металлургического производства в виде огненно-жидкого шлака с температурой до 1800°С.1. A method of producing a special cement clinker and associated non-ferrous metals in a reactor with plasma-arc and induction heating by feeding a raw material mixture containing technogenic waste from chemical plants containing non-ferrous metals to the reactor chamber through its channels by heating it to a temperature of 2100 ° C, and melting to obtain the specified cement clinker, followed by cooling, with selective extraction during melting of non-ferrous metals deposited in the hearth of the reactor and condensed from the vapor characterized by the fact that the specified technogenic waste is aluminate and / or silicate, and the specified mixture additionally contains chemical compounds of a fraction of up to 10 mm, which ensure the specified clinker during melting, they are heated for 1-10 minutes, and additionally serves metallurgical waste in the form of liquid-liquid slag with a temperature of up to 1800 ° C. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве техногенных отходов используют отработанные катализаторы.2. The method according to claim 1, characterized in that the spent catalysts are used as industrial waste. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве указанных химических соединений используют известковые флюсы и/или высокоалюминатные материалы.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as these chemical compounds use calcareous fluxes and / or high aluminate materials. 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что охлаждение указанного клинкера осуществляют путем подачи его расплава с температурой 1800°С через течку камеры на вращающиеся вокруг своей оси в противоположные стороны друг от друга водоохлаждающиеся изнутри цилиндры-грануляторы, позволяющий управлять во времени процессом охлаждения расплава указанного цементного клинкера до заданной температуры – 60°С, при этом скорость вращения и количество охлаждающего агента позволяет установить скорость охлаждения равной 55°С/мин до степени кристаллизации и проводить охлаждение клинкера в течение 1-30 мин, поэтапно превращая его жидкую фазу в твердую, формируя при этом необходимые минералы.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the said clinker is cooled by supplying its melt with a temperature of 1800 ° C through the chute to the granulator cylinders that are water-cooled from the inside and rotate around their axis from each other, allowing control in time the process of cooling the melt of the specified cement clinker to a predetermined temperature of 60 ° C, while the rotation speed and the amount of cooling agent allows you to set the cooling rate equal to 55 ° C / min to the degree of crist llizatsii and to cool the clinker for 1-30 min, gradually turning its liquid phase into a solid, thereby forming the necessary minerals.
RU2002113714/03A 2002-05-28 2002-05-28 Method of production of special kinds of clinkers and accompanying metals out of industrial wastes RU2228305C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002113714/03A RU2228305C2 (en) 2002-05-28 2002-05-28 Method of production of special kinds of clinkers and accompanying metals out of industrial wastes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002113714/03A RU2228305C2 (en) 2002-05-28 2002-05-28 Method of production of special kinds of clinkers and accompanying metals out of industrial wastes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002113714A RU2002113714A (en) 2003-11-27
RU2228305C2 true RU2228305C2 (en) 2004-05-10

Family

ID=32678533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002113714/03A RU2228305C2 (en) 2002-05-28 2002-05-28 Method of production of special kinds of clinkers and accompanying metals out of industrial wastes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2228305C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2335549C2 (en) * 2006-10-11 2008-10-10 Ооо "Твинн" Method of plasma arc furnace charging and device for implementation of method
RU2368667C2 (en) * 2007-04-19 2009-09-27 Ооо "Твинн" Method of direct reduction of iron

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1735217A1 (en) * 1990-02-28 1992-05-23 Белгородский технологический институт строительных материалов им.И.А.Гришманова Method for heat treatment of white portland cement clinker
SU1798998A1 (en) * 1990-02-08 1996-11-10 Ереванский политехнический институт им.К.Маркса Method of fabricating portland cement clinker
RU2127765C1 (en) * 1993-09-07 1999-03-20 "Хольдербанк" Финансьер Гларус АГ Method of producing steel and hydraulically active binders from slags
RU2176277C1 (en) * 2000-12-28 2001-11-27 Бурлов Юрий Александрович Plasma reactor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1798998A1 (en) * 1990-02-08 1996-11-10 Ереванский политехнический институт им.К.Маркса Method of fabricating portland cement clinker
SU1735217A1 (en) * 1990-02-28 1992-05-23 Белгородский технологический институт строительных материалов им.И.А.Гришманова Method for heat treatment of white portland cement clinker
RU2127765C1 (en) * 1993-09-07 1999-03-20 "Хольдербанк" Финансьер Гларус АГ Method of producing steel and hydraulically active binders from slags
RU2176277C1 (en) * 2000-12-28 2001-11-27 Бурлов Юрий Александрович Plasma reactor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2335549C2 (en) * 2006-10-11 2008-10-10 Ооо "Твинн" Method of plasma arc furnace charging and device for implementation of method
RU2368667C2 (en) * 2007-04-19 2009-09-27 Ооо "Твинн" Method of direct reduction of iron

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100417201B1 (en) The method for the production of solid iron and carbon product, or iron product, and the apparatus for effectuating same
KR100645618B1 (en) Method for producing slag containing titanium oxide
JP5603865B2 (en) Method for processing solid or molten material
US2805929A (en) Process for obtaining iron from material containing iron oxides
US6915750B2 (en) Plasma reactor-separator
CN117441031A (en) Method for generating slag with desired properties
EP0976840B1 (en) Method of operating rotary hearth furnace for reducing oxides
CA2935206A1 (en) Method for making steel in an electric arc furnace and electric arc furnace
RU2228305C2 (en) Method of production of special kinds of clinkers and accompanying metals out of industrial wastes
KR20210079354A (en) Gatan materials and methods using the same
RU2404272C1 (en) Device for simultaneous obtaining of heat-resistant, metallic and non-metallic materials and distillates
RU2347764C2 (en) Method of producing portland cement clinker from industrial wastes
JP7531274B2 (en) How to treat by-products
FI69647B (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING OCH BEHANDLING AV FERROKROM
RU2277598C1 (en) Plasma reactor - separator
CN115558783B (en) Method for controlling metallurgical zinc-containing dust mud rotary kiln ring formation
RU2190034C2 (en) Method of smelting alloys from oxide-containing materials
US20250129440A1 (en) Processes and systems for molten slag energy extraction and utilization with foam reduction
RU2157856C2 (en) Anodeless method of aluminum production
RU2354724C2 (en) Plasma thermo-decarbonator reactor-separator (tdrs)
SU1333670A1 (en) Method of producing castable refractories
RU2318876C1 (en) Apparatus for direct reduction of metals
SU1740469A1 (en) Process for production of cast-iron
US2681275A (en) Process for producing steel from ferreous ores directly
KR101532338B1 (en) method for producing of molten iron

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20060322

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170529