УСТРОЙСТВО ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ МАГНИЙСОДЕРЖАЩИХ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАМОВ

Полезная модель относится к оборудованию для утилизации твердых промышленных отходов, в частности, магнийсодержащих металлургических шламов, являющихся крупнотоннажным отходом магниевого производства, в товарный продукт - оксид магния, который может быть использован в цветной металлургии, стекольной, керамической, атомной промышленности, в строительной индустрии.
Известно устройство для переработки твердых отходов магниевого производства, включающее узел подготовки исходного материала, последовательно соединенные друг с другом узел дробления, узел измельчения и узел фракционирования измельченного материала, позволяющее вести предварительную подготовку твердых отходов к дальнейшему технологическому переделу [Свидетельство на полезную модель РФ №14883, МПК B28D 1/00, 2000 г.].
Известное устройство недостаточно функционально для использования его в качестве аппарата для дальнейшего передела магнийсодержащих шламов, т.к. при применении вышеназванного устройства обеспечивается только измельчение материала.
Известно технологическая линия для переработки карналлитового шлама магниевого производства, включающая сообщенные друг с другом узел подготовки исходного материала, узел дробления, узел измельчения до заданной степени дисперсности, узел фракционирования и узел сбора товарной фракции - порошка магнезиального вяжущего [Свидетельство на полезную модель РФ №17300, МПК B28D 1/28, 2000 г.].
Известная технологическая линия не обеспечивает возможности комплексной переработки шлама магниевого производства с получением других товарных продуктов, обладающих полезными свойствами.
Наиболее близкой к предлагаемой является технологическая линия для переработки металлургических отходов, включающая ванну гидроудаления, гидроотстойник, фильтр-пресс, реактор для осаждения гидроксидов металлов, шнековый смеситель, соединенный с бункером пыли от рудно-термической плавки титансодержащих концентратов, второй шнековый смеситель, соединенный с бункером исходных магнийсодержащих оксидных материалов, баком дозатором раствора и/или пульпы хлорида магния и с блоком формирования, термообработки и прессования композиционной смеси [Свидетельство на полезную модель РФ №29530, МПК C22B 60/00, 2002 г.].
Известная технологическая линия требует для ее размещения довольно значительных производственных площадей, что повлечет соответствующие дополнительные капитальные затраты.
Задачей полезной модели является создание компактного устройства, обеспечивающего переработку магнийсодержащих отходов магниевого производства с получением оксида магния.
Поставленная задача решается тем, что заявляемое устройство для утилизации магнийсодержащих металлургических шламов включает сообщающиеся друг с другом узел гидровыщелачивания магнийсодержащих металлургических шламов с образованием пульпы, узел обезвоживания пульпы с образованием твердой фракции и фильтрата, узел сушки твердой фракции, узел улавливания мелкой фракции, узел прокаливания твердой фракции, узел сбора товарного продукта, которые соединены между собой последовательно, а узел обезвоживания пульпы дополнительно соединен со сборником фильтрата.
Узел гидровыщелачивания магнийсодержащих металлургических шламов выполнен в виде химического реактора со сферическим днищем, якорной мешалкой, рубашкой и загрузочными устройствами для шлама и воды. Магнийсодержащий металлургический шлам подается в реактор через бункер-дозатор, размещенный сверху, образующаяся пульпа отводится снизу реактора на узел обезвоживания.
Узел обезвоживания пульпы, образующейся в реакторе, с получением твердой фракции и фильтрата выполнен в виде вакуум-фильтра. С фильтрующей ткани осадок в виде твердой фракции срезается механическим устройством и направляется на узел сушки, а образующийся фильтрат отбирается снизу и направляется в сборник фильтрата.
Узел сушки твердой фракции выполнен в виде сушилки "кипящего слоя", совмещенной с циклоном и горизонтальной вращающейся печью.
Узел улавливания мелкой фракции выполнен в виде батарейного циклона. Уловленная мелкая фракция совместно с высушенной твердой фракцией направляется на прокаливание. Тепло отходящих газов используется предпочтительно в качестве теплоносителя для обогрева реактора узла гидровыщелачивания.
Узел прокаливания твердой фракции выполнен в виде вращающейся горизонтальной печи. Прокаленная при температуре 1073 К твердая фракция затаривается в узел сбора товарной продукции, который выполнен, предпочтительно, в виде биг-беков.
Заявляемая полезная модель отличается от известной технологической линии обработки металлургического шлама тем, что узел гидрообработки магнийсодержащих металлургических шламов выполнен как узел гидровыщелачивания с получением пульпы, узел фильтрования выполнен как узел обезвоживания образующейся пульпы с получением фильтрата и твердой фракции, узел термообработки готовой продукции выполнен как узел прокаливания твердой фракции, а узел сбора готовой продукции выполнен как узел сбора предварительно прокаленной твердой фракции-оксида магния. Кроме того, дополнительно размещены узел сушки твердой фракции и узел улавливания мелкой фракции, при этом все вышеуказанные узлы заявляемого устройства соединены друг с другом последовательно, а узел фильтрования дополнительно соединен со сборником фильтрата.
Вышеизложенное позволяет сделать вывод о том, что заявляемое устройство характеризуется новой совокупностью признаков, обеспечивающей решение поставленной задачи - создание компактного устройства переработки магнийсодержащих отходов магниевого производства с получением товарных продуктов, одним из которых является чистый оксид магния. При этом заявляемое устройство может быть компактно размещено на одном этаже производственного здания.
Заявляемая полезная модель может быть изготовлена из серийно выпускаемого оборудования и скомпонована в заявляемое техническое устройство для утилизации шлама карналлитовых хлораторов магниевого производства известными методами.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется схемой цепи аппаратов, представленной на чертеже.
На представленном чертеже изображены последовательно соединенные узел гидровыщелачивания магнийсодержащего металлургического шлама, выполненный в виде химического реактора 1, узел обезвоживания образующейся пульпы с получением фильтрата и твердой фракции, представленный барабанным вакуум-фильтром 2, узел сушки твердой фракции представлен в виде сушилки "кипящего слоя" 3, узел улавливания твердой фракции представлен в виде батарейного циклона 4, узел прокаливания твердой фракции представлен горизонтальной вращающейся печью 5, узел сбора предварительно прокаленной твердой фракции представлен в виде биг-беков 6. Сборник фильтрата 7 соединен с барабанным вакуум-фильтром 2. Пульпа, образующаяся на выходе химического реактора 1, подается на барабанный вакуум-фильтр 2, например, центробежным насосом. Трубопроводы, соединяющие элементы устройства друг с другом, снабжены запорными элементами.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Предварительно подготовленный к технологическому переделу шлам и вода подаются в реактор 1, в котором при вращающейся якорной мешалке происходит выщелачивание водорастворимых компонентов шлама. В рубашку реактора подаются отходящие газы из циклона 4 для обогрева реактора 1 и создания необходимой температуры в реакционной зоне аппарата. Образующаяся в реакторе 1 пульпа центробежным насосом перекачивается в барабанный вакуум-фильтр 2, откуда твердый осадок с фильтрующей ткани срезается, например, механическим устройством и направляется на сушку в сушилку "кипящего слоя" 3, а фильтрат сливается в сборник фильтрата 7. Высушенный осадок из сушилки 3 направляется на прокаливание в горизонтальную вращающуюся печь 5, а отходящие газы, содержащие мелкую фракцию, в батарейный циклон 4, откуда уловленная мелкая фракция направляется на прокаливание в печь 5, а очищенный газ поступает в качестве теплоносителя в рубашку реактора 1. Прокаленный в печи 5 твердый остаток представляет собой товарный продукт - оксид магния с содержанием основного компонента 96, 4% по массе, который затаривается в полиэтиленовые мешки (биг-беки) 6 для дальнейшего его использования.
Фильтрат, образующийся на барабанном вакуум-фильтре 2, собирается в сборнике фильтрата 7. Фильтрат представляет собой водный раствор карналлита, который после соответствующего передела в товарный карналлит может использоваться как сырье для производства металлического магния или для других известных целей.
Заявляемое устройство может быть использовано для утилизации шлама карналлитовых хлораторов магниевого производства с получением чистого оксида магния, при этом устройство может быть размещено компактно на одном этаже производственного помещения.