21) Утилизация шлаков сталеплавильного производства

Утилизация шлаков сталеплавильного производства - этапы переработки и утилизации всей массы образующихся в сталеплавильном производстве шлаков (Далее "шлак" - "Ш."; ) являются обязательным элементом безотходной технологии. Во-первых, многочисленные шлаковые отвалы и связанные с этим отчуждения земельных угодий, образование пыли, отрицательное воздействие на воздушный и водный бассейны вредны и экологически недопустимы; во-вторых, утилизация отходов экономически выгодна. Достаточно отметить, что только чистого металла со Ш. извлекается более 1 млн. т в год.

Основными путями утилизации шлаков сталеплавильного производства являются:

1) извлечение металла;

2) получение железофлюса для вагранок и аглодоменного производства;

3) получение щебня для дорожного и промышленного строительства;

4) использование основных Ш. в качестве известковых удобрений (шлаковой муки) для сельского хозяйства;

5) использование фосфорсодержащих шлаков для получения удобрений для сельского хозяйства;

6) вторичное использование конечных сталеплавильных шлаков.

Сталеплавильные шлаки условно (имея в виду их дальнейшее использование)можно разбить на несколько подгрупп:

а) шлаки, образующиеся в начальный период плавки (этот период часто называют окислительным). Эти Ш. содержат большое количество оксидов железа (иногда до 40 % от общего количества Ш.). Железо в Ш. может быть в виде оксидов FeO и Fe₂O₃ и в виде запутавшихся корольков железа. Основность этих Ш. невелика; обычно они скачиваются из агрегата после завершения начального периода плавки и могут храниться и перерабатываться отдельно;

б) шлаки, сформировавшиеся в конце плавки (конечные шлаки). Обычно эти Ш.содержат несколько меньшее количество железа и имеют более высокое значение основности (CaO/SiO₂ = 2,5 — 3,5). При выплавке низкоуглеродистой стали содержание оксидов железа и в этих Ш. может быть достаточно высоким (15-20%), однако корольков железа в них значительно меньше. В дуговых печах при проведении восстановительного периода под белым или карбидным Ш.содержание оксидов железа снижается до <1 %, содержание СаО возрастает до 55—60 %. Конечные Ш. можно оставлять в агрегате для использования в следующей плавке или после выпуска вновь загружать в печь;

в) шлаки, попадающие в сталеразливочный ковш с выпускаемой сталью. ЭтиШ. в жидком состоянии содержат незначительное количество железа. На практике часто определенное количество металла, оставшегося на днище и стенках ковша после окончания разливки стали, попадает вместе со Ш. в чаши(это так называемые скрапины). Получаемый в результате конгломерат конечного шлака и скрапин металла подвергают тщательной разделке с целью максимального извлечения железа.

В среднем можно принять, что в сталеплавильных Ш. содержится (в пересчете на чистое) 20—25 % железа, в том числе 10—15 % металлического железа. Находящееся в Ш. металлическое железо затрудняет дальнейшую переработку шлака; для его помола требуется мощное дробильное оборудование. При измельчении Ш. до кусков размером 25-27 мм из него удается извлечь металл(почти 15 % от массы Ш., что экономически оправдывает все затраты на помол и извлечение).