RU79284U1 - Система производства цемента и глинозема из золошлаковых отходов электростанций - Google Patents
Система производства цемента и глинозема из золошлаковых отходов электростанций Download PDFInfo
- Publication number
- RU79284U1 RU79284U1 RU2008129156/22U RU2008129156U RU79284U1 RU 79284 U1 RU79284 U1 RU 79284U1 RU 2008129156/22 U RU2008129156/22 U RU 2008129156/22U RU 2008129156 U RU2008129156 U RU 2008129156U RU 79284 U1 RU79284 U1 RU 79284U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- alumina
- cement
- ash
- Prior art date
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 10
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 63
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 24
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims abstract description 20
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 17
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 15
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000005188 flotation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 11
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 9
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 6
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 claims abstract description 5
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 5
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 29
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 17
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 abstract description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 11
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 3
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 abstract 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229910052664 nepheline Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010434 nepheline Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- -1 coalite Chemical compound 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H dialuminum;trisulfate;hydrate Chemical compound O.[Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 229910052903 pyrophyllite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области промышленного производства цемента и глинозема, более конкретно, к системе их комплексного производства из высокоглиноземистых золошлаковых отходов угольных электростанций и может найти применение, в том числе, при переработке золоотвалов Рефтинской и Верхнетагильской ГРЭС. Решаемой задачей полезной модели является создание, на основе имеющихся достижений и опыта цементной и глиноземной промышленности достаточно эффективной и сравнительно простой системы комплексного производства высококачественной целевой продукции в виде цемента и глинозема, преимущественно, из золошлаковых отходов угольных электростанций Свердловской области. Дополнительными к указанной задаче являются разработка экологически чистой технологии практически полной переработки производимых золошлаковых отходов и имеющихся золоотвалов электростанций для расширения масштабов производства указанных целевых продуктов и их использования в металлургии и промышленности строительных материалов. Указанная задача решается тем, что в системе производства цемента и глинозема из золошлаковых отходов электростанций, содержащей первую и вторую линии для получения глиноземного концентрата и цемента, включающих устройства для классификации, флотации, магнитной сепарации, смешивания указанных отходов с известняком и вращающуюся обжиговую печь, согласно полезной модели, система содержит третью линию для производства чистого глинозема, включающую вторую и третью вращающиеся обжиговые печи, причем первая линия содержит последовательно соединенные первое устройство для классификации отходов, второе устройство для флотационного удаления из отходов частиц несгоревшего угля и третье устройство магнитной сепарации для удаления частиц магнетита, выход которого соединен с первым входом четвертого устройства для щелочной обработки отходов раствором гидроокиси натрия, выход которого соединен с входом пятого устройства для получения глиноземного концентрата, первый выход которого по раствору силиката натрия соединен с входом шестого устройства для регенерации раствора щелочи, при этом первый выход шестого устройства по данному раствору соединен с вторым входом четвертого устройства, вторая линия содержит седьмое устройство для классификации известняка, первый выход которого соединен с первым входом восьмого устройства для смешивания известняка с силикатом кальция в виде
белитового шлама и подачи смеси на вход первой вращающейся обжиговой печи для получения на ее выходе цемента, третья линия содержит девятое смешивающее устройство, первый и второй входы которого соединены, соответственно, с вторым выходом пятого устройства по глиноземному концентрату и вторым выходом седьмого устройства, а выход девятого устройства соединен с основным входом второй вращающейся обжиговой печи для получения из указанных ингредиентов промежуточного продукта обжига, выход данной печи по указанному продукту соединен с первым входом десятого устройства для выделения из указанного продукта раствора алюмината натрия и белитового шлама, при этом первый выход десятого устройства соединен с первым входом одиннадцатого устройства для карбонизации раствора алюмината натрия, для чего второй вход одиннадцатого устройства соединен с дополнительным выходом второй вращающейся обжиговой печи по диоксиду углерода, первый выход одиннадцатого устройства соединен через двенадцатое устройство для смешивания растворов соды и щелочи с вторым входом десятого устройства, а второй выход одиннадцатого устройства соединен через тринадцатое устройство сушки продукта карбонизации с основным входом третьей вращающейся обжиговой печи для получения на выходе чистого глинозема, причем второй и третий входы восьмого устройства по белитовому шламу соединены, соответственно, с вторым выходом шестого и вторым выходом десятого устройств системы. Кроме того, указанные вращающиеся обжиговые печи могут быть выполнены на рабочую температуру 1000-1500°С с возможностью работы на угле, причем первое и седьмое устройства могут содержать оборудование для измельчения золошлаковых отходов и известняка до фракции 100-200 мкм, второе устройство в качестве реагента может содержать добавки керосина, восьмое устройство может быть снабжено средствами для корректировки состава цемента дозированием вводимых ингредиентов, а десятое устройство может быть выполнено с возможностью одновременного использования регенерированных содового и щелочного растворов.
Description
Полезная модель относится к области промышленного производства цемента и глинозема, более конкретно, к системе их комплексного производства из высокоглиноземистых золошлаковых отходов угольных электростанций и может найти применение, в том числе, при переработке золоотвалов Рефтинской и Верхнетагильской ГРЭС.
Известна система производства цемента, содержащая линию с устройствами для классификации сырьевых глинистых и известняковых материалов, их смешивания и подачи во вращающуюся обжиговую печь (см. Алексеев Б.В., Барбашев Г.К. Производство цемента, 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1985, с.31).
Известная система производства цемента по сухому способу включает, в том числе, оборудование для сушки, усреднения и корректировки состава шихты, охлаждения клинкера, введения добавок и измельчения клинкера. В качестве исходных сырьевых материалов на некоторых цементных заводах используют отходы различных отраслей промышленности, в том числе, доменные шлаки и нефелиновый (белитовый) шлам, который полностью заменяет глинистый компонент и на 50% известняковый.
Недостатками известной системы являются необходимость функционирования вблизи месторождений сырьевых материалов для уменьшения транспортных расходов, а также требование иметь неприкосновенный запас сырьевых материалов на случай прекращения добычи сырья и поставок других материалов на сроки от 5 до 45 суток и более.
Известна система производства глинозема, содержащая линию с устройствами для классификации алюмосодержащего рудного сырья, реагентов восстановителей, флюсующих компонентов и средств их подачи в высокотемпературную шахтную печь для углеродно-термического восстановления при температуре выше 2000°С (см. патент РФ №67992, опубл. 10.11.2007 Бюл. №31).
Известная система представляет собой металлургический комплекс, содержащий первый модуль для углеродно-термического восстановления алюмосодержащего рудного сырья в глинозем и ферросплав и второй модуль для переработки глинозема в алюминиевый сплав.
К недостаткам такой системы можно отнести сравнительно сложную конструкцию высокотемпературных шахтных печей первого и второго модулей, а также необходимость использования для производства глинозема достаточно дорогих сырьевых материалов в виде бокситов, бемитов, коалинитов, муллитов или пирофиллитов, поставляемых с удаленных месторождений.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является система производства цемента и глинозема из золошлаковых отходов электростанций, содержащая первую и вторую линии для получения глиноземного концентрата и цемента, включающих устройства для классификации, флотации, магнитной сепарации, смешивания указанных отходов с известняком и вращающуюся обжиговую печь (см. Борисенко Л.Ф. и др. Перспективы использования золы угольных тепловых электростанций. - М., 2001, с.52 - прототип).
Особенностью такой системы является возможность использования аппаратов для щелочной обработки золошлаковых отходов, уже освоенных глиноземной промышленностью, в том числе, при переработке нефелинового сырья и высококремнистых бокситов. Данная технология может быть безотходной, поскольку после выделения алюминия известково-силикатный шлам представляет собой ценное сырье для производства цемента.
Однако реализация указанной технологии связана с трудностями получения необходимых количеств белитового шлама на линиях комплексного производства цемента и глинозема системы. Для преодоления указанного недостатка известной системы необходимо обеспечить использование средств и оборудования для снижения потерь реагентов на выщелачивание и карбонизацию, а также дополнительных вращающихся печей для обжига промежуточных и конечных продуктов переработки.
Решаемой задачей полезной модели является создание, на основе имеющихся достижений и опыта цементной и глиноземной промышленности достаточно эффективной и сравнительно простой системы комплексного производства высококачественной целевой продукции в виде цемента и глинозема, преимущественно, из золошлаковых отходов угольных электростанций Свердловской области, в том числе, при переработке золоотвалов Рефтинской и Верхнетагильской ГРЭС. Дополнительными к указанной задаче являются разработка экологически чистой технологии практически полной переработки производимых золошлаковых отходов и имеющихся золоотвалов электростанций для расширения масштабов производства указанных целевых продуктов и их использования в металлургии и промышленности строительных материалов.
Указанная задача решается тем, что в системе производства цемента и глинозема из золошлаковых отходов электростанций, содержащей первую и вторую линии для получения глиноземного концентрата и цемента, включающих устройства для классификации, флотации, магнитной сепарации, смешивания указанных отходов с известняком и вращающуюся обжиговую печь, согласно полезной модели, система содержит третью линию для производства чистого глинозема, включающую вторую и третью вращающиеся обжиговые печи, причем первая линия содержит последовательно соединенные первое устройство для классификации отходов, второе устройство для флотационного удаления из отходов частиц несгоревшего угля и третье устройство магнитной сепарации для удаления частиц магнетита, выход которого соединен с первым входом четвертого устройства для щелочной обработки отходов раствором гидроокиси натрия, выход которого соединен с входом пятого устройства для получения глиноземного концентрата, первый выход которого по раствору силиката натрия соединен с входом шестого устройства для регенерации раствора щелочи, при этом первый выход шестого устройства по данному раствору соединен с вторым входом четвертого устройства, вторая линия содержит седьмое устройство для классификации известняка, первый выход которого соединен с первым входом восьмого устройства для смешивания известняка с силикатом кальция в виде белитового шлама и подачи смеси на вход первой вращающейся обжиговой печи для получения на ее выходе цемента, третья линия содержит девятое смешивающее устройство, первый и второй входы которого соединены, соответственно, с вторым выходом пятого устройства по глиноземному концентрату и вторым выходом седьмого устройства, а выход девятого устройства соединен с основным входом второй вращающейся обжиговой печи для получения из указанных ингредиентов промежуточного продукта обжига, выход данной печи по указанному продукту соединен с первым входом десятого устройства для выделения из указанного продукта раствора алюмината натрия и белитового шлама, при этом первый выход десятого устройства соединен с первым входом одиннадцатого устройства для карбонизации раствора алюмината натрия, для чего второй вход одиннадцатого устройства соединен с дополнительным выходом второй вращающейся обжиговой печи по диоксиду углерода, первый выход одиннадцатого устройства соединен через двенадцатое устройство для смешивания растворов соды и щелочи с вторым входом десятого устройства, а второй выход одиннадцатого устройства соединен через тринадцатое устройство сушки продукта карбонизации с основным входом третьей вращающейся обжиговой печи для получения на выходе чистого глинозема, причем второй и третий входы восьмого устройства по белитовому шламу соединены, соответственно, с вторым выходом шестого и вторым выходом десятого устройств системы.
Кроме того, указанные вращающиеся обжиговые печи могут быть выполнены на рабочую температуру 1000-1500°С с возможностью работы на угле, причем первое и седьмое устройства могут содержать оборудование для измельчения золошлаковых отходов и известняка до фракции 100-200 мкм, второе устройство в качестве реагента может содержать добавки керосина, восьмое устройство может быть снабжено средствами для корректировки состава цемента дозированием вводимых ингредиентов, а десятое устройство может быть выполнено с возможностью одновременного использования регенерированных содового и щелочного растворов.
Такое выполнение системы позволяет решить указанную задачу создания достаточно эффективной, сравнительно простой, экологически чистой и безотходной промышленной технологии переработки золошлаковых отходов электростанций, работающих на Экибастузском угле, в ценную товарную продукцию в виде цемента и глинозема для использования в металлургии алюминия и промышленности строительных материалов. Решение этой задачи связано с использованием указанного дополнительного оборудования для эффективной переработки сырьевых материалов в глиноземный концентрат и белитовый шлам по совместной технологии выщелачивания и высокотемпературного обжига.
Первая вращающаяся печь второй линии, по условиям обжига сырьевой смеси и получения цементного клинкера, должна быть выполнена на рабочую температуру 1400-1500°С. Вторая вращающаяся печь третьей линии для получения промежуточного продукта обжига должна быть выполнена на рабочую температуру 1200-1350°С, а третья вращающаяся печь для получения чистого глинозема - на температуру 1000-1050°С. Указанные диапазоны рабочих температур трех вращающихся печей определяются соответствующими технологическими условиями непрерывной переработки сырьевых материалов.
При этом оптимальный фракционный состав указанных продуктов переработки для эффективной работы оборудования системы должен находиться в диапазоне 100-200 мкм за счет использования соответствующих устройств классификации. Дополнительными факторами, обеспечивающими решение поставленной задачи, могут являться возможность работы обжиговых печей на угле, использование добавок керосина в качестве реагента во втором устройстве, применение дозаторов вводимых ингредиентов в восьмом устройстве для корректировки состава цемента и одновременного использования в технологическом процессе регенерированных содового и щелочного растворов.
На фиг.1 представлена блок-схема предложенной системы производства цемента и глинозема из золошлаковых отходов электростанций.
Система содержит первую, вторую и третью линии для получения глиноземного концентрата, цемента и чистого глинозема, оборудование которых очерчено пунктирными линиями.
Первая линия системы содержит последовательно соединенные первое устройство 1 для классификации золошлаковых отходов (ЗШО), второе устройство 2 для флотационного удаления из отходов частиц несгоревшего угля и третье устройство 3 магнитной сепарации для удаления частиц магнетита. Выход устройства 3 соединен с первым входом четвертого устройства 4 для щелочной обработки отходов раствором гидроокиси натрия, выход которого соединен с входом пятого устройства 5 для получения глиноземного концентрата. Первый выход устройства 5 по раствору силиката натрия соединен с входом шестого устройства 6 для регенерации раствора щелочи, при этом первый выход устройства 6 по данному раствору соединен с вторым входом устройства 4.
Вторая линия системы содержит седьмое устройство 7 для классификации известняка, первый выход которого соединен с первым входом восьмого устройства 8 для смешивания известняка с силикатом кальция в виде белитового шлама и подачи смеси на вход первой вращающейся обжиговой печи для получения на ее выходе цемента.
Третья линия содержит девятое смешивающее устройство 9, первый и второй входы которого соединены, соответственно, с вторым выходом пятого устройства 5 по глиноземному концентрату и вторым выходом седьмого устройства 7, а выход устройства 9 соединен с основным входом второй вращающейся Обжиговой печи для получения из указанных ингредиентов промежуточного продукта обжига.
Выход данной печи по указанному продукту соединен с первым входом десятого устройства 10 для выделения из указанного продукта раствора алюмината натрия и белитового шлама. При этом первый выход устройства 10 соединен с первым входом одиннадцатого устройства 11 для карбонизации раствора алюмината натрия, для чего второй вход устройства 11 соединен с дополнительным выходом второй вращающейся обжиговой печи по диоксиду углерода. Первый выход устройства 11 соединен через двенадцатое устройство 12 для смешивания растворов соды и щелочи с вторым входом устройства 10. При этом второй выход устройства 11 соединен через тринадцатое устройство 13 сушки продукта карбонизации с основным входом третьей вращающейся обжиговой печи для получения на выходе чистого глинозема.
Одновременно второй и третий входы восьмого устройства 8 по белитовому шламу соединены, соответственно, с вторым выходом шестого и вторым выходом десятого устройств 6, 10 системы. Первая вращающаяся обжиговая печь второй линии обозначена поз.14, соответственно вторая и третья вращающиеся обжиговые печи обозначены поз.15 и 16.
Для функционирования предложенной системы ЗШО необходимо подвергнуть предварительному обогащению и освободить от посторонних примесей, шлаковых сростков, для чего они должны быть подвергнуты классификации, например, по классу 100-200 мкм. После этого из золы необходимо удалить углеродную фракцию (недожог), так как для большинства видов сырья важное значение имеет такой показатель, как потери при прокаливании, значение которого не должно превышать 2%. Эффективным способом извлечения углерода из золы является флотационное обогащение с применением флотореагентов, например, керосина, позволяющих перевести в пенный продукт до 80% углерода, который можно вернуть в котел на дожигание. После этого отходы необходимо освободить от магнитной фракции, которая может создавать определенные трудности при дальнейшей переработке. Магнитная фракция, состоящая в основном из окислов железа (до 70% магнетита), может быть выделена методом магнитной сепарации, Магнитная фракция, в свою очередь, может использоваться в металлургии для производства окатышей, агломерата или ферросилиция. Кроме того, в магнитной фракции обычно концентрируется ряд редких элементов (галлий, кобальт, хром, ванадий, цирконий и др.) и она может представлять интерес как сырье для их извлечения.
Переработка золы на глинозем и цемент может осуществляться при спекании ЗШО с известняком. Этот метод аналогичен технологии переработки нефелинового концентрата, существующей на Пикалевском заводе и на Ачинском глиноземном заводе, где в качестве нефелинового сырья используются уртиты Кия-Шалтырского месторождения. Готовыми продуктами при этом методе переработки золы являются глинозем, пригодный для использования в алюминиевой промышленности и белитовый шлам, который очень выгодно использовать в цементной промышленности для производства цементного клинкера.
В предложенной системе производства цемента и глинозема из отходов электростанций используется комбинированная технология переработки ЗШО, включающая химическое обогащение сырья и обжиг продукта во вращающихся высокотемпературных печах. Суть технологии химического обогащения заключается в обработке ЗШО едкой щелочью с получением раствора силикатов натрия и обогащенного глиноземом алюминиевого сырья (Al2O3 до 50% и SiO2 до 40%).
Затем силикаты натрия обрабатываются гидроокисью кальция, в результате чего образуются едкая щелочь и белитовый шлам. Едкая щелочь направляется в голову процесса (рециркуляция щелочи), а алюминиевое сырье и белитовый шлам используются обычным образом. Для повышения качества глиноземного сырья вначале проводится химическое обогащение ЗШО, а затем обогащенный продукт обрабатывается по технологии обжига.
Предложенная система производства цемента и глинозема из ЗШО электростанций функционирует следующим образом.
На вход устройства 1 первой линии системы поступают ЗШО для их классификации до фракции 100-200 мкм. При достижении фракционного состава 100-200 мкм ЗШО направляют на вход устройства 2 для флотационного удаления из отходов частиц несгоревшего угля С, при этом добавки керосина К интенсифицируют процесс флотации. Затем сырье поступает через устройство 3 для магнитной сепарации и удаления частиц магнетита М на вход устройства 4 для щелочной обработки отходов раствором гидроокиси натрия Щ, регенерированного в устройстве 6. Далее в устройстве 5 осуществляется фильтрация продукта для отделения осадка в виде обогащенного глинозема Г и раствора Р силиката натрия для его регенерации известковым молоком И в устройстве 6. Одновременно на вход устройства 7 второй линии системы поступает известняк для классификации до фракции 100-200 мкм, который смешивается в устройстве 8 с силикатом кальция в виде белитового шлама, полученного в устройствах 6, 10 системы. Полученная смесь поступает на вход первой вращающейся обжиговой печи 14 (температура 1400-1500°С) для получения на ее выходе цемента.
При этом на первый и второй входы смешивающего устройства 9 третьей линии из устройств 5 и 7 поступают глиноземный концентрат и известняк. Смесь подается на основной вход второй вращающейся обжиговой печи 15 (температура 1200-1350°С) для получения из указанных ингредиентов промежуточного продукта П обжига сложного состава. Последний поступает на первый вход десятого устройства 10 для содово-щелочного выщелачивания и выделения из указанного продукта раствора Р алюмината натрия и белитового шлама БШ. Раствор алюмината натрия карбонизируется в устройстве 11 диоксидом углерода, поступающим из дополнительного выхода второй вращающейся обжиговой печи 15. Полученный содовый раствор Р смешивается в устройстве 12 с 10% раствором щелочи и подается на второй вход устройства 10. Полученный осадок продукта карбонизации в виде гидроокиси алюминия поступает через устройство 13 сушки на основной вход третьей вращающейся обжиговой печи 16 (температура 1000-1050°С) для получения на ее выходе чистого глинозема.
Зола Экибастузских углей по содержанию глинозема (25-28% Аl2O3) практически сопоставима с нефелиновым концентратом, который производит ОАО "Апатит" для Пикалевского завода. В тоже время она характеризуется более высоким содержанием кремнезема и отсутствием щелочей. По сравнению с бокситами в золе содержится меньше железа и титана. При комплексном ее использовании возможно дополнительное извлечение галлия. Низкое содержание в золе железа, в отличие от бокситов, является благоприятным фактором для производства цемента в предложенной системе производства.
Для указанных конструктивных характеристик предложенной системы и физико-химических условий производства цемента и глинозема из сырья ЗШО электростанций в ОИВТ РАН были проведены необходимые экспериментальные исследования и расчеты определяющих параметров процесса получения указанных целевых продуктов.
Приведем характерные оценки существующей ситуации в данной области. В настоящее время в России существует дефицит производства глинозема и цемента. Объемы производства этой продукции не покрывают потребности алюминиевой промышленности в глиноземе и строительной индустрии в цементе. При этом цены на глинозем и цемент постоянно увеличиваются. Существующая отечественная сырьевая база алюминиевого производства, основанная на эксплуатации бокситовых месторождений Урала и Архангельской области не может обеспечить запросы в данном сырье. По этой причине бокситовое сырье ввозится из-за границы. Сложившийся дефицит цемента и цены на него также сдерживают темпы и стоимость строительства зданий и сооружений. В этой связи становятся очевидными перспективы использования высокоглиноземистой золы ГРЭС Свердловской области для промышленного производства глинозема, цемента и некоторой сопутствующей продукции. На сегодняшний день в золоотвалах Рефтинской ГРЭС находится 116 млн. тонн золы, а Верхнетагильской - 38 млн. тонн, что суммарно составляет 154 млн. тонн. По химическому составу указанная зола может служить источником сырья для переработки на глинозем и цемент, ее количество будет непрерывно увеличиваться, т.к. на ближайшие 20 лет энергетическим топливом на ГРЭС будет оставаться уголь Экибастузского бассейна.
При таких значительных запасах глиноземного и кремнеземного сырья возможно создание предложенной системы по производству цемента до 6 млн. тонн в год и глинозема до 1 млн. тонн в год со сроком эксплуатации не менее 50 лет.
При этом на базе предложенной системы в качестве дополнительной продукции можно организовать производство до 0,2 млн. тонн аглопорита, 0,05 млн. тонн сульфата алюминия и до 1 млн. тонн сверхтонкой классифицированной по фракционному составу 1-5 мкм золы для производства золо-цементной бетонной смеси. Помимо вышеуказанного, на ГРЭС резко улучшается экологическая обстановка в связи с прекращением складирования золы в отвалах, прекращаются платы за использование земли, прекращаются платы за загрязнение окружающей среды, прекращаются работы по поддержанию золоотвалов в безопасном состоянии и др.
Инвестиционные расходы для организации указанного производства по предложенной схеме рядом с источниками ЗШО составят около 1,2 млрд. долларов США. При этом суммарная стоимость конечной продукции в ценах 2005 г. составит около 1,1 млрд. долларов США. За вычетом затрат на сырье, энергетические расходы, оплату труда и др. капитальные вложения в строительство комбината по предложенной схеме полностью окупаются за 2 года.
Claims (2)
1. Система производства цемента и глинозема из золошлаковых отходов электростанций, содержащая первую и вторую линии для получения глиноземного концентрата и цемента, включающие устройства для классификации, флотации, магнитной сепарации, смешивания указанных отходов с известняком и вращающуюся обжиговую печь, отличающаяся тем, что система содержит третью линию для производства чистого глинозема, включающую вторую и третью вращающиеся обжиговые печи, причем первая линия содержит последовательно соединенные первое устройство для классификации отходов, второе устройство для флотационного удаления из отходов частиц несгоревшего угля и третье устройство магнитной сепарации для удаления частиц магнетита, выход которого соединен с первым входом четвертого устройства для щелочной обработки отходов раствором гидроокиси натрия, выход которого соединен с входом пятого устройства для получения глиноземного концентрата, первый выход которого по раствору силиката натрия соединен с входом шестого устройства для регенерации раствора щелочи, при этом первый выход шестого устройства по данному раствору соединен со вторым входом четвертого устройства, вторая линия содержит седьмое устройство для классификации известняка, первый выход которого соединен с первым входом восьмого устройства для смешивания известняка с силикатом кальция в виде белитового шлама и подачи смеси на вход первой вращающейся обжиговой печи для получения на ее выходе цемента, третья линия содержит девятое смешивающее устройство, первый и второй входы которого соединены соответственно со вторым выходом пятого устройства по глиноземному концентрату и вторым выходом седьмого устройства, а выход девятого устройства соединен с основным входом второй вращающейся обжиговой печи для получения из указанных ингредиентов промежуточного продукта обжига, выход данной печи по указанному продукту соединен с первым входом десятого устройства для выделения из указанного продукта раствора алюмината натрия и белитового шлама, при этом первый выход десятого устройства соединен с первым входом одиннадцатого устройства для карбонизации раствора алюмината натрия, для чего второй вход одиннадцатого устройства соединен с дополнительным выходом второй вращающейся обжиговой печи по диоксиду углерода, первый выход одиннадцатого устройства соединен через двенадцатое устройство для смешивания растворов соды и щелочи с вторым входом десятого устройства, а второй выход одиннадцатого устройства соединен через тринадцатое устройство сушки продукта карбонизации с основным входом третьей вращающейся обжиговой печи для получения на выходе чистого глинозема, причем второй и третий входы восьмого устройства по белитовому шламу соединены соответственно с вторым выходом шестого и вторым выходом десятого устройств системы.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что указанные вращающиеся обжиговые печи выполнены на рабочую температуру 1000-1500°С с возможностью работы на угле, причем первое и седьмое устройства содержат оборудование для измельчения золошлаковых отходов и известняка до фракции 100-200 мкм, второе устройство в качестве реагента содержит добавки керосина, восьмое устройство снабжено средствами для корректировки состава цемента дозированием вводимых ингредиентов, а десятое устройство выполнено с возможностью одновременного использования регенерированных содового и щелочного растворов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008129156/22U RU79284U1 (ru) | 2008-07-17 | 2008-07-17 | Система производства цемента и глинозема из золошлаковых отходов электростанций |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008129156/22U RU79284U1 (ru) | 2008-07-17 | 2008-07-17 | Система производства цемента и глинозема из золошлаковых отходов электростанций |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU79284U1 true RU79284U1 (ru) | 2008-12-27 |
Family
ID=48229428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008129156/22U RU79284U1 (ru) | 2008-07-17 | 2008-07-17 | Система производства цемента и глинозема из золошлаковых отходов электростанций |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU79284U1 (ru) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2529901C2 (ru) * | 2012-08-10 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН) | Способ переработки золошлаковых материалов угольных электростанций |
| RU2555980C2 (ru) * | 2012-08-10 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Способ производства цементного клинкера |
| RU2614003C2 (ru) * | 2016-04-22 | 2017-03-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Промэкоинжиниринг" | Способ комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций и установка для комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций |
| CN108276013A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-07-13 | 李佳星 | 一种二次废铝灰制备铝石的方法与系统 |
| RU2667940C1 (ru) * | 2017-04-15 | 2018-09-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Модификация цементных систем" | Способ переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций для производства строительных изделий |
| CN108773849A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-11-09 | 长沙中硅水泥技术开发有限公司 | 水泥窑协同处置二次铝灰的系统与方法 |
| RU2700609C1 (ru) * | 2018-09-09 | 2019-09-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Модификация цементных систем" (ООО "МИП "МЦС") | Способ переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций для производства строительных изделий |
| RU2775066C1 (ru) * | 2021-07-28 | 2022-06-28 | Сергей Викторович Ласанкин | Способ производства электроэнергии, ферросилиция и глиноземистого цемента |
-
2008
- 2008-07-17 RU RU2008129156/22U patent/RU79284U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2529901C2 (ru) * | 2012-08-10 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН) | Способ переработки золошлаковых материалов угольных электростанций |
| RU2555980C2 (ru) * | 2012-08-10 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) | Способ производства цементного клинкера |
| RU2614003C2 (ru) * | 2016-04-22 | 2017-03-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Промэкоинжиниринг" | Способ комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций и установка для комплексной переработки золы отвалов тепловых электростанций |
| RU2667940C1 (ru) * | 2017-04-15 | 2018-09-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Модификация цементных систем" | Способ переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций для производства строительных изделий |
| CN108276013A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-07-13 | 李佳星 | 一种二次废铝灰制备铝石的方法与系统 |
| CN108773849A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-11-09 | 长沙中硅水泥技术开发有限公司 | 水泥窑协同处置二次铝灰的系统与方法 |
| RU2700609C1 (ru) * | 2018-09-09 | 2019-09-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие "Модификация цементных систем" (ООО "МИП "МЦС") | Способ переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций для производства строительных изделий |
| RU2775066C1 (ru) * | 2021-07-28 | 2022-06-28 | Сергей Викторович Ласанкин | Способ производства электроэнергии, ферросилиция и глиноземистого цемента |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103771734B (zh) | 一种规模化煅烧处理利用电解锰渣的方法 | |
| RU79284U1 (ru) | Система производства цемента и глинозема из золошлаковых отходов электростанций | |
| CN101811838B (zh) | 水泥的生产方法 | |
| CN107056102B (zh) | 一种利用脱硫石膏与铝灰生产硫铝酸盐水泥联产硫磺的系统和方法 | |
| CN101003422B (zh) | 一种用磷石膏生产硫酸和水泥的新方法 | |
| CN100577579C (zh) | 一种用煤矸石生产水处理混凝剂的方法 | |
| Balomnenos et al. | The ENEXAL bauxite residue treatment process: industrial scale pilot plant results | |
| CN106904849A (zh) | 一种利用工业固废生产硫铝酸盐水泥联产硫酸的系统和方法 | |
| CN106746802B (zh) | 利用城市废物和工业固废制备硫铝酸盐水泥的系统及方法 | |
| CN104477926B (zh) | 一种粉煤灰碱浸烧结水热法生产硬硅钙石及氧化铝的方法 | |
| CN106830722B (zh) | 有机废水协同工业固废制备超高水充填材料的系统及方法 | |
| CN101481222B (zh) | 磷石膏部分转化制硫铝酸盐水泥副产硫酸铵的方法 | |
| CN103738988A (zh) | 利用工业废渣资源制备造渣脱硫剂的方法 | |
| CN107721216A (zh) | 一种利用高炉熔融渣液相烧成水泥熟料的工艺 | |
| CN103030312A (zh) | 一种金属镁冶炼渣的处理方法 | |
| CN106810094A (zh) | 利用城市废物和工业固废制备水泥联产硫磺的系统及方法 | |
| CN104003633B (zh) | 硅酸盐熟料和水泥的制备方法及制备硅酸盐熟料的回转窑 | |
| CN104477927B (zh) | 一种粉煤灰碱浸烧结水热法生产雪硅钙石及氧化铝的方法 | |
| CN211471243U (zh) | 一种用铝型材污泥生产铝酸盐水泥的系统 | |
| RU102607U1 (ru) | Система производства глиноземного концентрата из золошлаковых отходов электростанций | |
| CN101450843A (zh) | 铁铝复合矿综合利用的方法 | |
| CN101412616B (zh) | 一种制块石灰烧结法处理拜尔法赤泥的方法 | |
| CN101480565A (zh) | 一种镁质用后耐材用于烟气脱硫后的产物回收的方法 | |
| CN103043930A (zh) | 一种利用密闭环形煅烧炉生产水泥并捕集co2 的方法及设备 | |
| CN102180494B (zh) | 一种从粉煤灰中提取氧化铝的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20090718 |