ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ УТИЛИЗАЦИИ ШЛАМОВ МАГНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Полезная модель относится к химической промышленности, в частности к оборудованию для утилизации твердых магнийсодержащих отходов, а именно шламов карналлитовых хлораторов магниевого производства, в товарные продукты оксид магния и карналлит, которые могут быть использованы 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.
Известна технологическая линия для переработки шлама карналлитовых хлораторов магниевого производства, включающая сообщенные друг с другом узел подготовки исходного материала, узел дробления, узел измельчения, узел фракционирования и узел сбора товарной фракции [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 руднотермиче-ской плавки титансодержащих концентратов, второй шнековый смеситель, соединенный с бункером магнийсодержащих оксидных отходов, баком дозатором раствора и/или пульпы хлорида магния и с блоком формирования, термообработки и прессования композиционной смеси [Свидетельство на полезную модель РФ №29530, МПК С22В 60/00, 2002 г.].
Известная технологическая линия требует для ее размещения довольно значительных производственных площадей, а магнийсодержащие отходы в данном случае используются в качестве магнезиального вяжущего для совместного отверждения с радиоактивными отходами с целью их экологически безопасного длительного хранения и не может быть использована для утилизации шламов в другие товарные продукты.
Задачей полезной модели является расширение арсенала технологических линий, обеспечивающих комплексную утилизацию шламов магниевого производства с получением оксида магния и дополнительного товарного продукта, используемого в качестве сырья для производства металлического магния.
Поставленная задача решается тем, что заявляемая технологическая линия утилизации магнийсодержащих металлургических шламов магниевого производства состоит из последовательно соединенных друг с другом узла гидровыщелачивания магнийсодержащих шламов с получением пульпы, узла обезвоживания пульпы с получением фильтрата и твердой фракции, узла сушки твердой фракции, узла улавливания твердой фракции, узла прокаливания твердой фракции с получением оксида магния, и сборника оксида магния, а также последовательно соединенных друг с другом узла сбора фильтрата, сообщенного с узлом обезвоживания пульпы и узлом выпарки фильтрата, выполненного в виде сообщенных друг с другом теплообменного аппарата, многокорпусной выпарной установки для получения карналлита, соединенного со сборником карналлита, и холодильника-конденсатора, соединенного со сборником конденсата.
Узел гидровыщелачивания магнийсодержащих металлургических шламов с получением пульпы 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, 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 твердой фракции выполнен в виде батарейного циклона. Уловленная мелкая фракция совместно с высушенной твердой фракцией направляется на прокаливание. Тепло отходящих газов предпочтительно используется в качестве теплоносителя для обогрева химического реактора.
Узел прокаливания твердой фракции выполнен в виде вращающейся горизонтальной печи. Прокаленная при температуре 950-1073 К твердая фракция затаривается в сборник оксида магния, который выполнен, предпочтительно, в виде полиэтиленовых мешков (биг-беков) или металлических бочек или представляет собой иную герметичную тару.
Сборник фильтрата и сборник конденсата могут быть выполнены в виде технологической емкости- резервуара, бака и т.п. емкостей.
Узел выпарки фильтрата выполнен в виде сообщенных друг с другом теплообменного аппарата и многокорпусной выпарной установки с холодильником-конденсатором.Теплообменный аппарат может быть представлен в виде кожухотрубного теплообменника. Выпарная установка может быть представлена в виде трехкорпусной батареи выпарных аппаратов.
Сборник карналлита может представлять собой любую тару для сыпучей продукции - мешки, бочки и т.п.
Заявляемая полезная модель отличается от известной технологической линии тем, что содержит две технологические нитки, соединенные друг другом через узел обезвоживания пульпы, при этом каждая из технологических ниток позволяет получить собственный товарный продукт - одна нитка обеспечивает получение оксида магния, а вторая - карналлита, обеспечивая возможность комплексной переработки магнийсодержащего металлургического шлама. Заявляемая технологическая линия характеризуется новой совокупностью конструктивных элементов и их связей друг с другом.
Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемой полезной модели, заключается в обеспечении возможности утилизации магнийсодержащих металлургических шламов в товарные продукты, обладающие полезными свойствами и предотвращении загрязнения окружающей среды за счет полного прекращения складирования промышленных отходов в шламохранилищах.
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 технологическая линия получения оксида магния, состоящая из последовательно соединенных друг с другом узла гидровыщелачивания магнийсодержащего металлургического шлама, выполненный в виде химического реактора 1, узла обезвоживания образующейся пульпы с получением фильтрата и твердой фракции, представленного барабанным вакуум-фильтром 2, узла сушки твердой фракции, который представлен в виде сушилки "кипящего слоя" 3, узла улавливания твердой фракции, который представлен в виде батарейного циклона 4 и предназначен для улавливания мелкодисперсной части твердой фракции, узла прокаливания твердой фракции, который представлен горизонтальной вращающейся печью 5, сборника оксида магния 6. В заявляемую технологическую линию включена линия получения карналлита, содержащая сборник фильтрата 7, соединенный с барабанным вакуум-фильтром 2, узел выпарки фильтрата, состоящий из соединенных последовательно друг с другом теплообменника 8 и трехкорпусной выпарной установки 9, соединенной со сборником карналита 12, холодильника-конденсатора 10, соединенного со сборником конденсата 11. Трубопроводы, соединяющие элементы устройства друг с другом, снабжены запорными элементами.
Заявляемая технологическая линия работает следующим образом.
Предварительно подготовленный к дальнейшему технологическому переделу шлам и вода подаются в химический реактор 1, в котором при вращающейся якорной мешалке происходит выщелачивание водорастворимых компонентов шлама с получением пульпы. В рубашку химического реактора 1 подаются отходящие газы из циклона 4 для обогрева и создания необходимой температуры в реакционной зоне химического реактора 1. Образующаяся пульпа, например, центробежным насосом перекачивается в барабанный вакуум-фильтр 2, откуда твердая фракция срезается с фильтрующей ткани механическим устройством и направляется на сушку в сушилку "кипящего слоя" 3, а фильтрат сливается в сборник фильтрата 7. Высушенная твердая фракция 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 химического реактора 1. Прокаленная в печи 5 твердая фракция представляет собой товарный продукт - оксид магния с содержанием основного компонента 96, 4% по массе, которая затаривается в сборник оксида магния 6, который представляют собой предпочтительно полиэтиленовые мешки (биг-беки) для дальнейшего его использования.
Фильтрат из сборника фильтрата 7 подается в теплообменный аппарат 8 для предварительного нагрева, а затем в выпарную установку, представляющую собой батарею последовательно сообщенных друг с другом выпарных аппаратов 9. Образующаяся в выпарных аппаратах 9 паровоздушная смесь, проходя через холодильник-конденсатор 10, конденсирутся. Образующийся конденсат направляется в сборник конденсата 11, а сухой продукт, представляющий собой товарный карналлит, выгружается из последнего выпарного аппарата 9 и направляется в сборник карналлита 12.
Использование предлагаемой технологической линии позволяет обеспечить комплексную переработку крупнотоннажных отходов магниевого производства с получением товарных продуктов - оксида магния и карналлита и значительно улучшить экологическую обстановку в местах их образования.