RU2393923C1 - Method of processing greased roll scale and greased metallurgical slurry - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention can be used for processing wastes of metallurgical production, in particular for processing greased scale and slurry of metallurgical production. Proposed method comprises accumulation of scale and slutty in slam tanks, their delivery to processing location and their processing. Processing comprises initial stock disintegration in continuous rotary-pulsation-cavitation apparatus, solid-to-fluid ratio making 1:3 and inlet surplus pressure making 4 atm, and feeding material into floatation machine with extraction of hydrocarbons into foam product and lead-chamber product directed to second stage of disintegration for more complete opening of iron grains. After repeated disintegration, pulp is directed to wet magnetic separation to be performed in separators with permanent magnets to produce graded iron-containing concentrate cleaned of hydrocarbon impurities.

EFFECT: higher efficiency.

1 dwg

Description

Изобретение относится к переработке отходов металлургической промышленности, в частности к переработке замасленной прокатной окалины и замасленных шламов металлургического производства, и может быть использовано в тех отраслях промышленности, где в силу технологических особенностей производства возникает необходимость очистки от углеводородных загрязнений материалов, которые потенциально могут быть использованы как ценное сырье в повторном производстве.The invention relates to the processing of waste from the metallurgical industry, in particular to the processing of oily mill scale and oily sludge from metallurgical production, and can be used in those industries where, due to the technological features of production, it becomes necessary to clean hydrocarbon contaminants of materials that could potentially be used as valuable raw materials in re-production.

В прокатном производстве металлургических предприятиях, на трубопрокатных заводах, а также предприятиях машиностроения в больших количествах образуется замасленная окалина и замасленные шламы с содержанием в них масла от 5 до 30% и железа до 70%, остальное вода. В настоящий момент не разработаны и соответственно не используются экологически чистые, технически простые и экономически выгодные способы переработки замасленной окалины и замасленных шламов, по этой причине предприятия вынуждены вывозить и складировать в отвалы ценное производственное сырье, в связи с чем снижают свои экономические показатели и усиливают негативную нагрузку на окружающую среду.In rolling production of metallurgical enterprises, pipe rolling plants, and also engineering enterprises, oily scale and oily sludge are formed in large quantities with an oil content of 5 to 30% and iron up to 70%, the rest is water. At the moment, environmentally friendly, technically simple and economically viable methods for processing oily scale and oily sludge are not developed and, accordingly, are not used; for this reason, enterprises are forced to remove and store valuable production raw materials into dumps, and therefore reduce their economic indicators and increase the negative environmental burden.

Известен способ термического обезвреживания нефтесодержащих отходов (Универсальная установка для огневого обезвреживания нефтесодержащих промышленных отходов. Труды международной научно-практической конференции «Топливно-металлургический комплекс». Т.4, ч.II. Екатеринбург. 2007. Подковыркин Е.Г., Жуков Ю.С. Винтовкин А.А., Советкин В.Л.), выполнен проект и запущена в эксплуатацию на ОАО «Ревдинский завод по обработке цветных металлов» установка, которая позволяет одновременно вести процесс обезвреживания отработанного масла, эмульсий и твердых отходов. Процесс термического обезвреживания производится за счет сжигания нефтепродуктов, содержащихся в отходах. Основное топливо - отработанное масло. В основу схемы положен вариант стыковки вертикальной циклонной печи с вращающейся печью. Процесс ведут в интервале температур 1400-1600 градусов.A known method of thermal disposal of oily waste (Universal installation for fire treatment of oily industrial waste. Proceedings of the international scientific-practical conference "Fuel and Metallurgical Complex". T.4, part II. Yekaterinburg. 2007. Podkovyrkin EG, Zhukov Yu. S. Vintovkin A.A., Sovetkin V.L.), a project was completed and a unit was launched at Revdinsky Non-Ferrous Metal Processing Plant OJSC that allows simultaneous neutralization of used oil, emulsions and TV rdyh waste. The process of thermal neutralization is carried out by burning petroleum products contained in the waste. The main fuel is waste oil. The scheme is based on the option of docking a vertical cyclone furnace with a rotary furnace. The process is conducted in the temperature range of 1400-1600 degrees.

К недостаткам данного способа следует отнести, в первую очередь, его пагубное воздействие на окружающую среду, поскольку любой термический способ удаления нефтепродуктов из отходов связан с образованием вредных химических соединений и выбросом их в окружающую среду. Весьма сомнительны и положительные экономические показатели данного способа, т.к. способ является дорогостоящим и сложным в эксплуатации громоздкого термического оборудования.The disadvantages of this method include, first of all, its detrimental effect on the environment, since any thermal method of removing petroleum products from waste is associated with the formation of harmful chemical compounds and their release into the environment. The positive economic indicators of this method are also highly doubtful, since the method is expensive and difficult to operate bulky thermal equipment.

Известен способ утилизации замасленной окалины прокатного производства, предусматривающий ее обработку при температуре выше 80 градусов более 24 часов, отделение отстоем и ее последующую переработку. Перед температурной обработкой смесь отстаивается 50-150 часов, первичный отстой удаляется, а вторичный отстой, который получен после температурной обработки при 80-98 градусах в течение 24-50 часов, смешивают с окисью кальция в порошкообразном виде при соотношении масс окиси кальция и отстоя как 1:1,3-1,6 затем в смесь добавляют первичный отстой в количестве 10-50% и проводят его агломерацию (Патент РФ №2078441, C22B 1/16. Публ. 27.12.97).There is a method of disposal of oily scale mill, providing for its processing at temperatures above 80 degrees for more than 24 hours, separation of sludge and its subsequent processing. Before heat treatment, the mixture settles for 50-150 hours, the primary sludge is removed, and the secondary sludge, which is obtained after heat treatment at 80-98 degrees for 24-50 hours, is mixed with calcium oxide in powder form at a ratio of calcium oxide mass and sludge as 1: 1.3-1.6, then primary sludge is added to the mixture in an amount of 10-50% and agglomerated (RF Patent No. 2078441, C22B 1/16. Publ. 27.12.97).

К недостаткам данного способа следует отнести значительную длительность процесса отстоя, безвозвратные потери органического сырья, а также значительные затраты вспомогательного сырья в виде окиси кальция.The disadvantages of this method include the significant duration of the sludge process, the irretrievable loss of organic raw materials, as well as the significant costs of auxiliary raw materials in the form of calcium oxide.

Известен способ утилизации мелкой замасленной окалины (Горный журнал. Известия высших учебных заведений, 1997 г., №11-12, стр.239-241. Орлов С.Л) методом ее обработки отработанными сернокислотными растворами. Мелкая замасленная окалина в виде пульпы с содержанием 200-300 г/л твердого подвергается химической обработке в емкости с мешалкой в течение 10 минут отработанными сернокислотными растворами. Расход отработанных сернокислотных растворов зависит от гранулометрического состава окалины и плотности пульпы и контролируется увеличением pH пульпы в диапазоне 1-5. Для дальнейшего процесса отделения масел от окалины процесс обработки отработанными сернокислотными растворами, видимо, имеет положительный эффект, но не дает возможности полного отделения металлической фракции пульпы от масел, что в конечном счете ведет к тому, что значительная часть мелкодисперсной окалины будет потеряна для дальнейшего использования с хвостами переработки. Также к недостаткам данного способа следует отнести сами отработанные сернокислотные растворы, поскольку их использование в процессе переработки мелкой замасленной окалины ведет к существенным затратам на нейтрализацию агрессивного характера отработанных сернокислотных растворов, связанным с использованием в процессе дорогих коррозионно-стойких оборудования, материалов и системы нейтрализации.There is a method of disposal of small oily scale (Mountain Journal. Proceedings of higher educational institutions, 1997, No. 11-12, pp. 239-241. Orlov S. L.) by the method of its treatment with spent sulfuric acid solutions. Fine oily scale in the form of pulp with a content of 200-300 g / l solid is subjected to chemical treatment in a container with a stirrer for 10 minutes spent sulfuric acid solutions. The flow rate of spent sulfuric acid solutions depends on the particle size distribution of the scale and pulp density and is controlled by an increase in pulp pH in the range of 1-5. For the further process of separating oils from scale, the process of processing spent sulfuric acid solutions apparently has a positive effect, but does not allow the complete separation of the metal fraction of the pulp from the oils, which ultimately leads to the fact that a significant part of the fine scale will be lost for further use with tailings processing. The disadvantages of this method include the spent sulfuric acid solutions themselves, since their use in the processing of fine oily scale leads to significant costs for neutralizing the aggressive nature of the spent sulfuric acid solutions associated with the use of expensive corrosion-resistant equipment, materials and a neutralization system.

Известен способ очистки маслосодержащей прокатной окалины способом мокрой механической промывки, включающий доставку маслосодержащей окалины из мест складирования и ее переработку (Клозе Р., Уппхоф Р., Кучера Й. «Очистка маслосодержащей прокатной окалины способом мокрой механической промывки», Черные металлы, 1994 г., №7, стр.44-48), который является наиболее близким аналогом к предложенному способу по совокупности признаков и назначению и может быть принят в качестве прототипа.There is a method of cleaning oil-containing mill scale by wet mechanical washing, including the delivery of oil-containing mill scale from storage sites and its processing (Klose R., Upphof R., Kuchera J. "Cleaning of oil-containing mill scale by wet mechanical washing", Ferrous metals, 1994 , No. 7, p. 44-48), which is the closest analogue to the proposed method for the combination of features and purpose and can be adopted as a prototype.

Цель предлагаемого изобретения - внедрение в производство значительно менее дорогого и более эффективного способа переработки замасленной прокатной окалины и замасленных шламов металлургического производства, который позволит значительно увеличить объемы их переработки и в большем объеме использовать их в дальнейшем переделе, а также снизить экологическую нагрузку в местах сосредоточения вредных отходов металлургического производства в виде замасленной прокатной окалины и замасленных шламов.The purpose of the invention is the introduction into production of a much less expensive and more efficient method of processing oily mill scale and oily sludge from metallurgical production, which will significantly increase the volume of their processing and use them more in the future redistribution, as well as reduce the environmental burden at the concentration of harmful metallurgical waste in the form of oily mill scale and oily sludge.

Поставленная цель достигается за счет того, что в схеме переработки использован комбинированный флотодезинтеграционный способ переработки замасленной прокатной окалины и замасленных шламов металлургического производства с использованием на стадии дезинтеграции исходного сырья, ротационно-пульсационно-кавитационного аппарата непрерывного действия (РПКАНД). В дальнейшем РПКАНД будут использованы в каждой стадии переработки замасленной прокатной окалины и замасленных шламов металлургического производства. РПКАНД относятся к средствам, обеспечивающим интенсификацию технологических процессов. РПКАНД перспективны вследствие относительной простоты конструкции и высокой энергетической эффективности. РПКАНД на стадии дезинтеграции обеспечивает воздействие на пульпу гидродинамических пульсаций, акустических волн, резонанса, а также кавитационное воздействие, при этом минеральные частицы, находящиеся в обрабатываемой пульпе, измельчаются, происходит их гидратация, меняется фазовый состав, а также меняется форма частиц, в результате получаем отделенные друг от друга с зачищенными поверхностями минеральные частицы железа. Процесс дезинтеграции минерального вещества в аппаратах РПКАНД необходим для того, чтобы последующие стадии обогащения проходили более эффективно и давали необходимый результат. В процессе проведения работ по дезинтеграции цинксодержащих пылей и шламов металлургического и горного производства в РПКАНД использовались различные режимы его работы и соответственно получали различные результаты. Так при изменении соотношения твердого к жидкому (Т:Ж) в интервале 1:2-4 и избыточном давлении на входе в РПКАНД в пределах 2-5 атм. оптимальный результат получили при следующих параметрах: соотношение Т:Ж как 1:3 при избыточном давлении на входе в РПКАНД 5 атмосфер. Процесс переработки замасленной прокатной окалины и замасленных шламов металлургического производства проходит по следующей схеме, Фиг.1. Замасленная прокатная окалина и замасленные шламы металлургического производства из мест складирования, а также текущие замасленная прокатная окалина и замасленные шламы металлургического производства в виде пульпы по трубопроводам насосами подаются в РПКАНД, в котором происходят вышеописанные процессы разделения минерального сырья на микронные составляющие, после проведенной дезинтеграции материал поступает в комбинированную флотомашину (КФМ), где происходит стадиальная флотация углеводородных соединений пузырьками воздуха и их переход в пенный продукт, т.е. с пенным продуктом удаляются загрязняющие замасленную прокатную окалину и замасленные шламы металлургического производства углеводородные соединения, причем в результате проведенных работ было установлено, что процесс флотации в КФМ проходит эффективно даже без применения какого-либо дополнительного реагентного режима флотации. Однако в каждом конкретном случае переработки замасленной прокатной окалины и замасленных шламов металлургического производства для усиления эффекта флотации целесообразно применять известные флотореагенты. Далее камерный продукт флотомашины подвергается еще одной стадии дезинтеграции в РПКАНД. Этот процесс необходим для максимального раскрытия минералов железа и удаления с их поверхности загрязняющих углеводородов, т.к. замасленная прокатная окалина и замасленные шламы металлургического производства являются мелкодисперсными, поэтому одностадийная дезинтеграция необходимого эффекта не дает. Далее проходит магнитная сепарация на магнитных сепараторах с постоянным магнитным полем получаем хвосты и готовую для дальнейшего использования металлические окалину и щламы.The goal is achieved due to the fact that the combined flotation disintegration method for processing oily mill scale and oily sludge from metallurgical production using continuous feedstock, continuous pulsation-pulsation-cavitation apparatus (RPKAND) was used in the processing scheme. In the future, RPKAND will be used at each stage of processing oily mill scale and oily sludge from metallurgical production. RPKAND relate to tools that provide the intensification of technological processes. RPKAND promising due to the relative simplicity of design and high energy efficiency. RPKAND at the stage of disintegration provides the impact on the pulp of hydrodynamic pulsations, acoustic waves, resonance, as well as cavitation, while the mineral particles in the treated pulp are crushed, they are hydrated, the phase composition changes, and the shape of the particles changes, as a result we get mineral particles of iron separated from each other with cleaned surfaces. The process of disintegration of mineral matter in RPKAND devices is necessary so that the subsequent enrichment stages are more efficient and give the desired result. In the process of disintegrating zinc-containing dusts and sludges of metallurgical and mining production in RPKAND, various modes of its operation were used and, accordingly, different results were obtained. So when changing the ratio of solid to liquid (T: G) in the range of 1: 2-4 and overpressure at the inlet to the RPKAND within 2-5 atm. The optimal result was obtained with the following parameters: ratio T: W as 1: 3 at an overpressure at the inlet of RPKAND 5 atmospheres. The process of processing oily mill scale and oily sludge of metallurgical production is carried out according to the following scheme, Figure 1. Oiled mill scale and oily slurry of metallurgical production from storage sites, as well as current oily mill scale and oily slurry of metallurgical production in the form of pulp through pipelines are pumped to RPKAND, in which the above processes of separation of mineral raw materials into micron components take place, after the disintegration, the material arrives in a combined flotation machine (CPM), where the staged flotation of hydrocarbon compounds by air bubbles takes place and and x transition to a foam product, i.e. hydrocarbon compounds contaminating oily mill scale and oily sludge of metallurgical production are removed from the foam product, and as a result of the work carried out, it was found that the flotation process in the CPM is effective even without the use of any additional reagent flotation regime. However, in each specific case of processing oily mill scale and oily sludge from metallurgical production, it is advisable to use known flotation reagents to enhance the flotation effect. Next, the chamber product of the flotation machine undergoes another stage of disintegration in RPKAND. This process is necessary for the maximum disclosure of iron minerals and removal of polluting hydrocarbons from their surface, because the oily mill scale and the oily slurry of the metallurgical industry are finely dispersed, therefore single-stage disintegration does not give the desired effect. Next, magnetic separation is carried out on magnetic separators with a constant magnetic field, we get tails and metal scale and slimes, ready for further use.

Пенный продукт с КФМ также подвергается дополнительной дезинтеграции, т.к. с пенным продуктом уходит часть мелкодисперсной замасленной прокатной окалины и замасленных шламов металлургического производства. Далее проходит процесс флотации во флотомашине, в результате получаем пенный продукт в виде углеводородов для дальнейшего использования и камерный продукт, который направляется на мокрую магнитную сепарацию с получением отвальных хвостов и готовую для дальнейшего использования металлические окалину и шламы.Foam product with CPM is also subjected to additional disintegration, because part of the finely dispersed oily mill scale and oily sludge of metallurgical production go away with the foam product. Then the flotation process takes place in the flotation machine, as a result we get a foam product in the form of hydrocarbons for further use and a chamber product, which is sent to wet magnetic separation to obtain tailings and metal scale and sludge ready for further use.

Таким образом следует сделать вывод о том, что технический результат достигнут и что использование в комбинированной флотодезинтеграционной схеме РПКАНД эффективно для переработки замасленной прокатной окалины и замасленных шламов металлургического производства с получением кондиционного железосодержащего концентрата, с минимальными затратами и высокой производительностью, вследствие чего также снижается вредная нагрузка на окружающую среду и экологические штрафы предприятий.Thus, it should be concluded that the technical result has been achieved and that the use of RPKAND in the combined flotation disintegration scheme is effective for processing oily mill scale and oily sludge from metallurgical production with the production of conditioned iron-containing concentrate, with minimal cost and high productivity, which also reduces harmful load on the environment and environmental fines of enterprises.

Claims (1)

Способ переработки замасленной прокатной окалины и замасленных шламов металлургического производства, включающий складирование окалины и шламов в шламонакопителях, их доставку к месту переработки и их переработку, отличающийся тем, что переработку осуществляют путем дезинтеграции исходного сырья в ротационно-пульсационно-кавитационном аппарате непрерывного действия при соотношении твердого к жидкому как 1:3 и при избыточном давлении 4 атм на входе в аппарат, и дальнейшей подачи материала во флотомашину с выделением углеводородов, как вредной примеси в пенный продукт и камерного продукта, направляемого на вторую стадию дезинтеграции для более полного раскрытия зерен железа, после повторной дезинтеграции пульпа направляется на мокрую магнитную сепарацию в сепараторах с постоянными магнитами с получением кондиционного железосодержащего концентрата, очищенного от углеводородных загрязнений. A method of processing oily mill scale and oily sludge of metallurgical production, including storing scale and sludge in sludge collectors, their delivery to the processing site and their processing, characterized in that the processing is carried out by disintegration of the feedstock in a continuous pulsation-cavitation apparatus with a ratio of solid to liquid as 1: 3 and at an overpressure of 4 atm at the inlet to the apparatus, and then supplying the material to the flotation machine with the release of hydrocarbons, as contaminant in the foam product and the cell product, directed to the second step of disintegration for a more complete disclosure of the iron grains, after the re-disintegration of the pulp is directed to a wet magnetic separation in the separators with permanent magnets to obtain conditioned iron concentrate, purified from hydrocarbon contamination.

Images