Введение к работе
Актуальность темы. При добыче фосфоритовой руды ПО"Каратау" образуется в большом количестве фосфоритовая мелочь, которая до последнего времени не использовалась и накопилась в отвалах. Начиная с конца 70-х годов, фосфоритовая мелочь использовалась в качестве исходного сырья для получения фосфоритовых агломератов. Последние в зависимости от ренима работы агломерационной машины имеют различные физико-механические свойства (прочность на истирание и др.). Путей введения различных добавок и уменьшения модуля кислотности шихты можно повысить прочность агломерата. Однако до настоящего времени не найдены общие принципы контроля за изменением прочностных характеристик агломератов от природы используемых материалов. В этой связи актуальными являются исследования, направленные на повышение прочности агломератов.
Другим видом окускованного фосфатного сырья являются фосфоритовые окатыши, которые получают на обжигевых машинах из тонко измельченного фосфатного сырья. Окатыши по сравнению с фосфоритовыми агломератами более прочные. На Каратауском химической заводе получена опытная партия окатышей, коюрая перерабатывалась на ДПО "Химпром". Как показали промышленные испытания, при переработке фосфоритовых окатышей на стадии транспортировки и подачи их в электропечь образуются отсевы, которые ухудшают экологическую ситуацию на заводе и приводят к потере сырья. Поэтому необходимо изыскать пути утилизации пылевидных отходов производства.
Количества отходов, образующихся при переработке вышеуказанного сырья, почти одинаковы как и в случае переработки кускового фосфорита. Однако они отличаются по составу и физико-химическим характеристикам. Например, водная суспензия котрельной пыли, полученной при переработке окускованного сырья, более щелочная (рН 10-14), чем при переработке кусковых фосфоритов (рН менее 7). Повышение значения рН водной суспензии котрельной пыли приводит к образованию фосфиаа, который, взрываясь, дает "хлопки" и приводит к ценообразованию. Кроме того, при повышенных значениях рН котрельного "молока" образуются цианиды и роданиды, количество которых колеблется от 100 до 5000 мг/л. Присутствие этих примесей в котрельной "молоке" повышает вредность данного отхода. В этой связи как теоретическое, так и практическое значение ииеют исследования, посвяценные разработке технологии синтеза новых соединений из- котрельного "молока".
Цель работы состояла з разработке технологических и технических решений по созданию физико-химических 0СН03
и экологически чкстой технологии утилизации отсевов окатышей в производстве агломерата и вторичных отходов, образующихся при термообработке отсевов» Задачами исследования являются:
исследование процессов, протекающих при обжиге фосфоритовых окатыией и отвальных фосфоритов;
совершенствование технологии повышения прочности окуско-ванного фосфатного сырья;
изучение состава и свойств отходов агломерации и производства элементарного фосфора;
разработка технологии получения новых соединений из кот-рельиого "молока", образованного при переработке фосфоритовых агломератов и окатыией.
Научная новизна. Определены оптимальные условия окомкования еглошихты при введении в качестве компонента отсевов окатыией, выявлены закономерности влияния продолжительности, содержания коикуемых фракций и режима:увлажнения на степень окомкования шихты, которая составила 90-94^. Определены оптимальные условия спекания аглоаихты;.параметры спекания зависят от температуры отхо-дпцих газов, гонины помола (крупности) сырья, содержания отсевов, степени увлажнения; выход годного агломерата повышается на'2-3$. Методом планирования многофакторного эксперимента получена обойденная модель, описывающая влияние различных факторов (температуры, продолжительности, высоты слоя, класса окатышей) на упрочнение агломерата (окатышей) и степень декарбонизации окатыией (93,9$
Впервые систематизированы физико-химические, физико-механические свойства и состав отходов; когрельной пыли, котрельного "молока", продуктов обжига. Впервые выявлено, что котрельное |:ио-локо" содержит цианиды при рН среды = 12, определены оптимальные условия замедления процесса разложения цианидов. Разработана новая технология получения "железной" лазури из жидкой фазы котрельного "молока". Способы упрочнения окагыаей и агломератов защищены тремя авторскими свидетельствами.
Практическая ценность и реализация результатов работы в про-мыялеиности. Разработанный способ подготовки шихты позволяет вовлечь в производство агломерации отсевы фосфоритовых "окатышей. Кроме того, кз отходов, образующихся при переработке окатышей, полушется "железная" лазурь, необходимая в производстве минераль-пих красок. Характеристика окатьшгей партии "железной" лазури отвечает требованиям ГОСТ 21121-75. Ожидаемый экономический эффект
эт внедрения составит 200 млн.рублей в год.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на НТС 10"Нодфос", ДПО"лимпром", научной конференции КазГУ, з КазХТЙ.
Полояения, выносимые на зациту:
- закономерности влияния добавок отсевов окатынея на улучшение
[шико-иехааических свойств агломерата;
оптимальные условия упрочнения агломератов при спекании шихты : добавками отсевов окатыаей;
результаты исследования фазового, агрегатного,химического состава агломератов, пылевидных отходов агломерации и котрельной пыла;
моделирование химико-технологического многофакторного эксперимента с оптимизацией технологических параметров обкига окатыяей J3 отсевов фосфорита;
оптимальные условия синтеза "железной" лазури из котрельного "молока";
технология переработки отсевов фосфатного сырья и вторичных зтходоз его термообработки на неорганические материалы.
Публикации, По теме диссертации опубликовано ? печатных ра-5от, I брошюра, получено 3 авторских свидетельства.
