Научная статья на тему 'Перспективы использования твердых отходов производства кальцинированной соды АО "БСК" в качестве карбонатной составляющей сырья для производства цемента'

Перспективы использования твердых отходов производства кальцинированной соды АО "БСК" в качестве карбонатной составляющей сырья для производства цемента Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
601
89
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СОДОВОЕ ПРОИЗВОДСТВО / АММИАЧНЫЙ СПОСОБ / ТВЕРДЫЕ ОТХОДЫ / ТЕХНОЛОГИЯ / НИЗКОХЛОРИДНЫЙ ШЛАМ / ХЛОРИД КАЛЬЦИЯ / РАССОЛ / СЫРЬЕ / ЦЕМЕНТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО / СУХОЙ СПОСОБ / SODA PRODUCTION / AMMONIA-SODA PROCESS / SOLID WASTE / TECHNOLOGY / LOW-CHLORIDE SLIME / CALCIUM CHLORIDE / BRINE / RAW MATERIALS / CEMENT PRODUCTION / DRY METHOD

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Сабитов К.Б., Воронин А.В.

В статье предлагается новая технология переработки твердых отходов производства кальцинированной соды аммиачным способом, которая обладает рядом преимуществ по сравнению с существующей технологией. В предлагаемой технологии предусматривается получение низкохлоридного шлама дистиллерной суспензии (ДС) отхода содового производства по схеме: сгущение ДС карбонизация сгущенной части ДС газом известковых печей обработка сгущенного шлама содосодержащими растворами (побочными продуктами производства соды) вторая стадия сгущения фильтрация сгущенной ДС. Конечный продукт отфильтрованный низкохлоридный шлам ДС. Низкохлоридный шлам дистиллерной суспензии (ШДС) после фильтрации совместно с мелкими отходами гашения извести и известняковой мукой подаются в схему дозирования, измельчения и сушки. Предложенный способ снимает все ограничения на применение шлама в производстве цемента. При разработке системы обжига сырьевых материалов были учтены недостатки в схеме обжига при производстве белитового вяжущего с использованием твердых отходов соды и основные принципы развития техники и технологии производства цемента в XXI в. Тенденции развития производства цемента направлены на увеличение мощности, снижение энергозатрат, повышение уровня автоматизации и обеспечение охраны окружающей среды. Принят сухой способ производства, при котором сырьевые материалы перерабатываются в сухой порошок (сырьевую муку) и подаются во вращающуюся печь, оборудованную циклонными теплообменниками с декарбонизатором. Для улучшения контроля качества предусмотрена полная автоматизация лабораторных анализов с размещением оборудования непосредственно в технологической цепочке. При разработке схемы учтены также такие факторы как налипаемость, необходимость гомогенезации, наличие примесей, как хлор, и контроль его содержания в сырьевой смеси. Система тепловой обработки претерпела серьезные.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Prospects of use of solid waste of production of the calcinated soda of JSC BSK in quality carbonate component of raw materials for production of cement

The paper proposes a new technology for processing solid waste products by the ammonia-soda method, which has several advantages compared to existing technology. The proposed technology provides a method for obtaining low chloride sludge distiller suspension (DS) through the following scheme: DS thickening carbonization of the thickened DS portion with lime kiln gas treatment of the thickened sludge with soda-containing solutions (soda byproducts) the second stage of condensation filtering of thickened DS. The final product is filtered DS low chloride sludge. After filtration, the low chloride distillery sludge suspension (DSS), together with small-size waste of slaked lime and limestone flour, is fed into the dosing, grinding and drying circuit. The proposed method removes all restrictions on the use of sludge in cement production. When developing the raw materials roasting system, account was given for the drawbacks in the roasting scheme during the production of belite binder with soda solid waste and the basic principles of engineering and cement production technology in the 21st century. The current trends in the development of cement production aim at increasing the capacity, lowering energy costs, better automation and environmental protection. Dry process technology is used when the raw materials are processed into dry powder (raw flour) and fed into the rotary kiln equipped with cyclone heat exchangers and calciners. The quality control envisages full automation of laboratory testing with the arrangement of the equipment directly in the process chain. When developing the scheme, account was also given to such factors as adhesiveness, necessity for homogenization, presence of chlorine impurities and control over its content in the raw mixture. The heat treatment system has undergone considerable modifications, especially in cooling the clinker, burners, and rotary kiln elements. The key equipmemt in this process is a drier crusher (fine milling pulverizer) that can process a very wet sludge after filtering. The heat exchanger dries wet material by mixing it with hot kiln off-gases.

Текст научной работы на тему «Перспективы использования твердых отходов производства кальцинированной соды АО "БСК" в качестве карбонатной составляющей сырья для производства цемента»

УДК 661. 333. 3

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА КАЛЬЦИНИРОВАННОЙ СОДЫ АО «БСК» В КАЧЕСТВЕ КАРБОНАТНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕМЕНТА

© К.Б. Сабитов,

доктор физико-математических наук, член-корреспондент АН РБ, директор,

Стерлитамакский филиал Института стратегических исследований РБ, ул. Одесская, 68,

453103, г Стерлитамак, Российская Федерация,

эл.почта: sabitov_fmf@mail.ru

© А.В. Воронин,

кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Стерлитамакский филиал Института стратегических исследований РБ, ул. Одесская, 68,

453103, г Стерлитамак, Российская Федерация,

В статье предлагается новая технология переработки твердых отходов производства кальцинированной соды аммиачным способом, которая обладает рядом преимуществ по сравнению с существующей технологией.

В предлагаемой технологии предусматривается получение низ-кохлоридного шлама дистиллерной суспензии (ДС) - отхода содового производства по схеме: сгущение ДС - карбонизация сгущенной части ДС газом известковых печей - обработка сгущенного шлама содосо-держащими растворами (побочными продуктами производства соды) - вторая стадия сгущения - фильтрация сгущенной ДС. Конечный продукт - отфильтрованный низкохлоридный шлам ДС.

Низкохлоридный шлам дистиллерной суспензии (ШДС) после фильтрации совместно с мелкими отходами гашения извести и известняковой мукой подаются в схему дозирования, измельчения и сушки. Предложенный способ снимает все ограничения на применение шлама в производстве цемента.

При разработке системы обжига сырьевых материалов были учтены недостатки в схеме обжига при производстве белитового вяжущего с использованием твердых отходов соды и основные принципы развития техники и технологии производства цемента в XXI в. Тенденции развития производства цемента направлены на увеличение мощности, снижение энергозатрат, повышение уровня автоматизации и обеспечение охраны окружающей среды. Принят сухой способ производства, при котором сырьевые материалы перерабатываются в сухой порошок (сырьевую муку) и подаются во вращающуюся печь, оборудованную циклонными теплообменниками с декарбонизатором. Для улучшения контроля качества предусмотрена полная автоматизация лабораторных анализов с размещением оборудования непосредственно в технологической цепочке. При разработке схемы учтены также такие факторы как налипаемость, необходимость гомогенезации, наличие примесей, как хлор, и контроль его содержания в сырьевой смеси. Система тепловой обработки претерпела серьезные

Ключевые слова: содовое производство, аммиачный способ, твердые отходы, технология, низкохлоридный шлам, хлорид кальция, рассол, сырье, цементное производство, сухой способ

© R.F. K.B. Sabitov1, A.V. Voronin1

PROSPECTS OF USE OF SOLID WASTE OF PRODUCTION OF THE CALCINATED SODA OF JSC BSK IN QUALITY CARBONATE COMPONENT OF RAW MATERIALS FOR PRODUCTION OF CEMENT

1 Sterlitamak Branch,

Institute for Strategic Studies

of the Republic of Bashkortostan,

68, ulitsa Odesskaya,

453103, Sterlitamak, Russian Federation,

e-mail: sabitov fmf@mail.ru

The paper proposes a new technology for processing solid waste products by the ammonia-soda method, which has several advantages compared to existing technology.

The proposed technology provides a method for obtaining low chloride sludge distiller suspension (DS) through the following scheme: DS thickening - carbonization of the thickened DS portion with lime kiln gas - treatment of the thickened sludge with soda-containing solutions (soda byproducts) - the second stage of condensation - filtering of thickened DS.

The final product is filtered DS low chloride sludge.

After filtration, the low chloride distillery sludge suspension (DSS), together with small-size waste of slaked lime and limestone flour, is fed into the dosing, grinding and drying circuit. The proposed method removes all restrictions on the use of sludge in cement production.

When developing the raw materials roasting system, account was given for the drawbacks in the roasting scheme during the production of belite binder with soda solid waste and the basic principles of engineering and cement production technology in the 21st century. The current trends in the development of cement production aim at increasing the capacity, lowering energy costs, better automation and environmental protection. Dry process technology is used when the raw materials are processed into dry powder (raw flour) and fed into the rotary kiln equipped with cyclone heat exchangers and calciners. The quality control envisages full automation of laboratory testing with the arrangement of the equipment directly in the process chain. When developing the scheme, account was also given to such factors as adhesiveness, necessity for homogenization, presence of chlorine impurities and control over its content in the raw mixture. The heat treatment system has undergone considerable modifications, especially in cooling the clinker, burners, and rotary kiln elements. The key equipmemt in this process is a drier crusher (fine milling pulverizer) that can process a very wet sludge after filtering. The heat exchanger dries wet material by mixing it with hot kiln off-gases.

Key words: soda production, ammonia-soda process, solid waste, technology, low-chloride slime, calcium chloride, brine, raw materials, cement production, dry method

Более 50% кальцинированной соды в мире, в т.ч. в России производится аммиачным способом, при котором основным сырьем являются хлорид натрия и известняк. Вспомогательные материалы: аммиак, топливо, водяной пар, вода.

Соль в производстве кальцинированной соды используется в виде рассола, который добывается путем подземного выщелачивания речной водой и содержит 306—310 г/л N0.

Добыча известняка ведется методом открытых разработок буровзрывным способом. Несмотря на широкое применение аммиачного способа производства кальцинированной соды, высокий уровень технологического процесса и сравнительно высокую экономичность, он является несовершенным по степени утилизации исходного сырья. Образуется значительное количество твердых, жидких и газообразных отходов производства [1, с. 379].

При выработке одной тонны кальцинированной соды образуется до 250 кг твердых отходов (в пересчете на сухое), которые

складируются в шламонакопителях, что требует постоянного увеличения площадей под накопители и проведения мероприятий, связанных с решением вопросов экологии. Твердые отходы содержат полезные для применения в народном хозяйстве компоненты: СаС03, Са(ОН)2, CаSO4, СаС12, MgCO3, и др.

Шлам дистиллерной суспензии (ШДС) и мелкие отходы гашения извести (МОГ) транспортируются в шламонакопители гидротранспортом.

Жидкая часть отходов перерабатывается в хлористый кальций и направляется для заводнения нефтяных месторождений; остальной объем дистиллерной жидкости аккумулируется, отстаивается от взвесей в накопителях, доводится до требований ПДК путем смешивания с речной водой и в паводковый период сбрасывается в р. Белую.

В различное время были проведены научно-исследовательские и опытные работы по разработке технологии подготовки и использованию твердых отходов соды в виде

сырья для получения извести, белитового вяжущего, кормовых добавок, мелиоранта и тампонажных материалов [2, с. 36, 42]. Однако практически вопрос использования твердых отходов производства кальцинированной соды еще не решен, так как он связан с рядом трудностей, которые в первую очередь вызваны высоким содержанием хлоридов в шламе и щелочей [3, с. 425, 454].

ШДС представляет собой сложное минеральное дисперсное образование, в котором хорошо развиты структурные связи между отдельными частицами, обусловленные, высокой полярностью молекул гидрок-сида и хлорида кальция, что оказывает отрицательное влияние на свойства шлама (липкость, закупоривание фильтровальных перегородок при фильтрации и т.д.).

Для проведения исследований и опытных работ на площадке производства кальцинированной соды в 1981 г. было построено опытное производство извест-ково-белитового вяжущего по проекту Института «Промстройпроект» (г. Уфа). Для подготовки шлама был построен дренированный шламонакопитель по проекту Института «Союзводоканалпроект» (г. Москва), на основании исходных данных Института ХНПО «Карбонат» (г. Харьков).

Полный цикл работы одной секции следующий:

1. Намывка шлама в секцию — 1 год.

2. Обезвоживание шлама через дренажную систему в период паводка на реке и выдержка шлама под воздействием атмосферного влияния для его подсушки — 2 года.

3. Выгрузка шлама из секции шламо-накопителя и перегрузка его в закрытый склад-накопитель — 1 год.

По проекту в работе должны находиться три шламонакопителя площадью по 40 га каждый, которые при их последовательной работе должны обеспечить работу производ-

ства белитового вяжущего сырьем и устойчивую работу производства соды. После дренирования и просушки шлам автотранспортом подается в закрытый склад опытного производства. Влажность шлама должна составлять не более 48%, массовая доля ионов хлора — не более 10%. Далее, шлам грейферным краном подается в бункер. Компоненты шихты из отдельных бункеров дозируют на ленту транспортера и подают во вращающуюся печь на обжиг. В печи разлагается карбонат, гидроксид и другие соединения кальция, образуются свободный оксид кальция (20—35%), белит (25—40%) и небольшое количество алюминатов и алю-моферитов кальция. Кроме этого, в печи происходит также разложение хлорида кальция с образованием хлорида водорода (6 мг на 1 м3 отходящих газов) и возгонка хлоридов щелочных металлов, в результате чего массовая доля ионов хлорида в уловленной электрофильтром пыли достигает 20%, поэтому ее нельзя возвращать в производственный цикл. После охлаждения в холодильнике вяжущее использовалось в производстве силикатного кирпича, белитового вяжущего, газобетона и т.п.

На основании полученных данных на опытной установке Институтом «Промстройпроект» (г. Уфа) в 1988 г. был выполнен проект завода по выпуску белитового вяжущего в объеме 324 тыс. т/год. Для обжига шихты предусмотрена установка трех вращающихся печей 3,6 х 100 м. Основные расходные коэффициенты производства: расход сухой шихты с учетом пылеуноса (10%) — 1,56 т, расход условного топлива (газа с теплотой сгорания 33 325 кДж/м3) — 216 кг/т клинкера. Ежегодной переработке по описанной технологии подлежат:

- ШДС / влажность 47,7% - 615,9 тыс. т (321,6 тыс. т),

— МОГ / влажность 12,6% — 158,1 тыс. т

(138,2 тыс. т),

— песок / влажность 8% — 55,4 тыс. т (50,7 тыс. т).

В скобках приведено количество компонентов в пересчете на сухое вещество.

Недостатками опытного и проектного производства белитового вяжущего являются:

1. Необходимость складирования и длительной выдержки шлама дистилляции в накопителе. Фактически время цикла работы накопителей оказалось больше чем в два раза предусмотренного в проекте, что приводит к увеличению числа накопителей.

2. Необходимость использования болотной техники (экскаваторов, бульдозеров, автокранов, щитов сланей) и большого количества автотранспорта для перевозки шлама из накопителей на опытное производство.

3. Колебания химического состава шлама и его неоднородность, что отрицательно влияет на технологический процесс и качество продукции.

4. Большая доля хлоридов в шламе (7—11%) и в шихте (7,7%), что способствует появлению высыл на стенах, выложенных из кирпича и блоков, изготовленных с использованием твердых отходов производства соды при эксплуатации домов и сооружений.

5. Образование в процессе обжига шихты хлорида водорода в количестве 6 мг на 1 м3 в отходящих газах печей обжига, что приводит к выходу из строя оборудования и газоходов за непродолжительное время работы.

6. Система обжига, принятая на опытном производстве и в проекте способствует циркуляции и накоплению легкоплавких соединений хлора, щелочей, серы вследствие их возгонки, способствует образованию настылей и колец, что в свою очередь, приводит к остановке печи.

Частые остановки производственного процесса из-за перечисленных недостатков производства приводят к перерасходу

топлива, увеличению ручного труда и повышению себестоимости продукции. В результате опытное производство было остановлено, работы по строительству завода по производству белитового вяжущего также были прекращены. Часть оборудования демонтирована и установлена на производстве цемента сухим способом (трубные мельницы 2,6х13 м в количестве двух штук).

Предлагаем новую схему подготовки и обжига комбинированной сырьевой смеси для производства цемента с использованием твердых отходов производства кальцинированной соды.

Поток дистиллерной суспензии, выводимой из испарителей дистилляции, проходит через аппараты мгновенного вскипания, где происходит некоторое сгущение суспензии. После суспензию направляют на первую стадию сгущения, сгущенную часть Т:Ж = 1:10 карбонизуют газом известковых печей. При этом массовая доля хлорида кальция в сливе с сгустителей достигает 16%, что позволит значительно снизить расход тепловой энергии при производстве хлористого кальция. Далее, прокарбонизован-ную суспензию подают на вторую стадию сгущения, где сгущение осуществляется до Т:Ж = 1:5, слив представляющий CaCl2, направляют на производство CaCl2 (или на другие цели), а сгущенную массу подают на фильтр-пресс. Карбонизация шлама позволяет исключить отрицательное влияние на свойства шлама Ca(OH)2 при фильтрации. Последующая обработка карбонизованного шлама проводится содосодержащими растворами, побочными продуктами производства соды для перевода хлорида кальция в соединение с менее выраженной полярностью молекул — хлорид натрия, что облегчает разделение суспензии и повышает эффективность отмывки шлама от ионов хлора. Конечный продукт — отфильтрованный

низкохлоридный шлам. При этом шлам обогащается карбонатом кальция, т.к. при обработке ШДС содосодержащими растворами протекают следующие реакции.

Процесс разделения пульпы обработанного шлама осуществляется с помощью сгущения и фильтрации дистиллерной суспен-

чистый раствор №С1 с концентрацией 5%, отводится на дальнейшую переработку, используется в процессе выщелачивания каменной соли на рассолопромысле и направляется в технологическую схему производства соды.

Низкохлоридный ШДС после филь-

1. СО2 + 2ОН- = Н2О + С03-2 Са2+ С03-2 = СаСО3;

3. Na2CO3 = 2Ш+ + С03-2 СаС12 = С022- + 2С1- 3 Са2+ +С03-2 = СаС03 2Na+ + 2С1- = 2NaСl;

2. Na2CO3 = 2Na+ + С03-2 Са!504 = Са2+ + 804-2 Са+2 + С03-2 = СаС03 2NA+ + 804 2- = NA2SO4;

4. ^Н4)2 С03 = 2NH4+ + С03-2 СаС12 = Са2+ + 2С1-Са2+ + СО3-2 = СаС03 2NH4+ + 2С1- = 2 ^Н4)С1.

зии с использованием флокуляционных высокоскоростных сгустителей и мембранных фильтр-прессов (см. рис. 1).

Содержание хлоридов фильтрате без промывки шлама составляет не более 4%, с промывкой — не более 2%, а в низкохло-ридном шламе после конверсии — не более 0,1%. Образованная промывная жидкость —

трации совместно с мелкими отходами гашения извести и известняковой мукой подается в схему дозирования, измельчения и сушки (см. рис. 2). В результате появляется возможность эффективного регулирования концентрации хлоридов в шламе и, кроме того, улучшения качественного состава кальцийсодержащего сырья за счет образо-

Рис. 1. Принципиальная схема подготовки шлама дислилляции к переработке: 1,3 - сгуститель, 2 - карбонизационная колонна, 4 - нейтрализатор, 5 - фильтр-пресс

вания в процессе репульпации (конверсии) химически активного СаС03.

Предложенный способ решает все проблемы, связанные с ограничением применения твердых отходов производства соды из-за присутствия в них хлориона, а также снимает все ограничения на применение шлама в высокотемпературном синтезе, например, в производстве цемента (см. табл. 1).

После получения низкохлоридного шлама, который можно использовать в качестве карбонатной составляющей сырья для производства цемента, следующей задачей является разработка и внедрение новой системы обжига комбинированной сырьевой смеси. Новизна заключается в том, что подготовленная низ-кохлоридная сырьевая мука, состоящая из шлама дистилляции, мелких отходов гашения, известковой муки (отсев) и представленная карбонатным компонентом, прошедшим тепловую обработку, подается в смесительный силос и образует после смешения с основным сырьевым потоком в системе обжига окончательную сырьевую смесь заданного состава. В качестве основного потока рассматривается сырьевая смесь на основе сырьевых материалов — известняка, глины, огарков, традиционно используемых предприятием для полу-

чения портландцемента (рис. 3).

Следует отметить, что с увеличением содержания дополнительного сырьевого потока в сырьевой смеси увеличивается ее реакционная способность, следовательно, и активность клинкера. Поэтому следует ожидать снижение температуры клинкероо-бразования, что приведет к снижению удельного расхода топлива на обжиг клинкера.

Для решения проблемы обжига сырьевой муки, содержащей твердые отходы производства кальцинированной соды, на основании полученных данных исследовательских и опытных работ, была разработана и построена технологическая схема по производству цемента по сухому способу. В составе этой технологической схемы установлено оборудование, позволяющее использовать отходы соды как дополнительное сырье в качестве карбонатного компонента [5, с. 96, 226, 331, 430].

Предлагаемая технологическая схема в значительной степени приспособлена к проведению процессов: сушки — подогрева —кальцинирования — спекания — охлаждения, в отдельных соответствующих природе процесса аппаратах (см. рис. 4).

Поскольку количество примесей в

Рис. 2. Схема дозирования, измельчения и сушки

Таблица 1 - Химический состав шлама

№ п/п Состав шлама в пересчете на сухое вещество, % масс Влагосодержание, С1 , % ^кг ; , \ог нет -вя ) Текучесть, мм

1 Шлам, получаемый при выделении и фильтровании традиционным методом

СаСО3 - 43,73

Са(ОН)2 - 31,85

СаС12 - 2,081

ЫаС1 - 1,096

СаБО4 - 3,35

MgO - 3,16

РА - 1,6 110 Нетекуч

Б.О, + НР - 12,82

Расход воды на промывку - 9-10 м3/1 т сухого

2 Шлам, полученный по безхлоридной технологии (аналог)

СаСО3 - 95,5

Са(ОН)2 -

СаС12 - 0,01

ЫаС1 - 0,01

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

СаБО4 - 0,2

MgO -

Р2О3 - 4,1 Б1О2 + НР - 4,1 98 90

Расход воды на промывку - 3-4 м3/1 т сухого

твердых отходах после их обработки меньше, чем в исходной сырьевой муке, то корректирующим потоком является исходная сырьевая мука. Интенсификация процесса декарбонизации, фильтрации с использованием мембранных фильтров-прессов, понижение температуры обжига путем интенсификации теплообмена в высокотемпературных зонах, понижение гидравлического сопротивления циклонных теплообменников и увеличение числа их ступеней с целью снижения температуры отходящих газов и максимальной утилизации их теплоты привели к снижению удельного расхода топлива на обжиг клинкера. (В себестоимости цемента на топливо приходится 26% общих энергозатрат). Расход топлива на обжиг клинкера при мокром способе производства цемента составляет 236,2 кг условных т/тонну клин-

кера; расход топлива на обжиг клинкера при сухом способе производства цемента 108 кг условных т/тонну клинкера. Годовой выпуск цемента на технологической линии получения цемента сухим способом достигло 1280 тыс. т/год, общий выпуск цемента 1500 т/год, произошло снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (взвешенных веществ, окислов азота, окислы углерода).

Достигнутый уровень удельной теплоты на обжиг клинкера в системах сухого способа приближается к пределу и его дальнейшее снижение с использованием обжиговых агрегатов с вращающейся печью становится экономически нецелесообразным. Включение в состав сырья техногенного продукта — отхода производства соды, прошедшего тепловую обработку в технологи-

Рис.З.Технологическая блок-схема использования твердых отходов производства кальцинированной соды в схеме производства цемента по сухому способу

ческом цикле этого производства, является новым направлением повышения энергетической и экономической эффективности цементного производства.

Применение кальцинированной соды разнообразно: производство глинозема из бакситов, осажденного мела, очищенного бикарбоната натрия (пищевая сода), стекла, лаков и красок, мыла и стиральных порошков, очистка воды и рассолов, обогащение урановых руд и т.д.

В последние годы наметилась тенденция к повышению качества кальцинированной соды и, как следствие, требования к сырью, из которого производится кальцинированная сода. Доразведкой месторождения карьера Шах-Тау установлена высокая водонасыщенность известняков и прямой связью

Клинкер

Рис. 4. Принципиальная технологическая схема комбинированного способа на цементном заводе:

1 - пресс-фильтры; 2 - бункер-разгружатель; 3 - сушилка-дробилка; 4 - резервный силос; 5 - циклон-осадитель; 6 - циклонный теплообменник; 7 - система «Пироклон»; 8 - вращающаяся печь; 9 - холодильник. Примечание - В схеме рис. 4 не показан блок дозирования, измельчения и сушки.

с другими водоносными горизонтами, развитыми в районе месторождения, имеющими единый уровень подземных вод на абсолютной отметке 125 м, тесно взаимосвязанными между собой и с водами р. Белая и Селеук. Учитывая большой риск в деле продолжения добычи известняка на карьере Шах-Тау, необходимо проведение поисковых разведочных работ новых месторождений. Использование шлама фильтрации дистиллерной суспензии в качестве карбонатной составляющей сырья для производства цемента частично решает эту проблему. В производство цемента возвращается около 549 тыс. т/год отходов, подготовленных в качестве сырья. (На производство клинкера сухим способом требуется карбонатного сырья 1 433 тыс. т/год).

Выводы. Преимущества предлагаемой технологии:

1. Исключается необходимость строительства накопителей площадью 40 га каждый, приобретение самосвалов, болотной техники, перевозки шлама из накопителей до производства.

2. Снижаются колебания химического состава шлама, в том числе ионов хлора, что повышает качество сырья и способствует снижению влияния щелочей, хлора, серы и других легкоплавных соединений на работу производства цемента.

3. Снижается влага ШДС до 28—30% путем его фильтрации на пресс-фильтрах с большой площадью фильтрации, давлением фильтрации 3 бар и давлением мембранного сжатия — 15 бар, что позволит снизить затраты топлива в системе обжига до 108 кг/т клинкера.

4. Снижаются выбросы загрязняющих частиц в атмосферу: взвешенных веществ, окислов азота, окислов углерода на цементном производстве, и исключается отрицательное влияние «белых морей» на экологию

окружающего пространства на площадке содового производства.

5. Реализация технологии получения низкохлоридного ШДС по схеме: сгущение

— карбонизация — конверсия — сгущение — фильтрация с промывкой, использование слива со сгустителей и фильтрата для получения хлористого кальция, промывной воды для выщелачивания каменной соли с экономией сырого рассола в содовом производстве сделают производство соды малоотходным и позволят улучшить экономические показатели производства хлористого кальция и добычи рассола.

6. Включение в состав сырья производства цемента техногенного материала

— твердых отходов производства соды, прошедшего тепловую обработку в печах обжига известняка, позволит повысить производительность печи обжига, снизить удельный расход топлива на обжиг на 8—10%, повысит активность клинкера на 3,8 МПа.

7. Использование твердых отходов производства соды частично решает проблему обеспечения сырьем цементное производство в количестве, примерно, 549 тыс. т/год.

Предлагаемая ИПИ РБ технология подготовки низкохлоридного шлама дистил-лерной суспензии предполагает проведение реакций по снижению хлоридов, щелочей, серосодержащих соединений в шламе в жидкой среде без выбросов пылегазовых потоков в атмосферу, а обжиг шихты осуществить с применением низкохлоридного шлама, содержащего незначительное количество примесей.

Другие технологии, в том числе реализованные в производстве белитового вяжущего проводятся с использованием исходного шлама дистиллерной суспензии, содержащего хлорные, щелочные и серосодержащие соединения, что при обжиге шихты способствует образованию вредных

выбросов в атмосферу.

Необходимо учитывать, что предприятия строительных материалов в основном находятся в черте города, поэтому вредные выбросы будут отрицательно влиять на экологию в городе.

Комплекс предлагаемых технологических решений, основанных на новых принципах механотермохимического превращения сырья в целевой продукт обеспечивает после его реализации интегральную энергетическую эффективность действующих заводов.

Принятая на производстве кальцинированной соды очень важная программа замены колонного оборудования с использованием вновь разработанных колонн, а также

проведенная работа по внедрению ленточных фильтров, позволят не только восстановить производство легкой соды до 1 800— 2 000 т /год, но заметно снизить потребление тепловой и электрической энергии, а также повысить качество продукции. При этом повышается концентрация технологических потоков и создаются условия для использования промывных жидкостей для проведения стадии конверсии в технологии подготовки низкохлоридного ШДС. Необходимо продолжить исследовательские работы в новых условиях, с учетом принятых решений, и завершить проделанную работу по использованию твердых отходов для производства строительных материалов.

Л И Т Е РАТУ РА

1. Ткач Г.А., Шапорев В.П., Титов В.М. Производство соды по малоотходной технологии. Харьков: ХГПУ, 1998. 429 с.

2. Отходы производства в строительстве. Уфа: Башк. кн. изд-во, 1988. 119 с.

3. Тейлор Х. Химия цемента. М.: Мир, 1996. 560 с.

4. Проект «Комплекс сооружений по переработке отходов содового производства на известково-бе-литовое и другие вяжущие». Общая пояснительная записка. Т. II. 1000 - II - ОПЗ). Уфа: Башк. промстрой-проект. 1988. 109 с.

5. Дуда В. Цемент. М.: Стройиздат, 1981. 464 с.

REFERENCES

1. Tkach G.A., Shaporev V.P., Titov V.M. Proizvodstvo sody po malootkhodnoy tekhnologii [Soda production by low-waste technology]. Kharkov, KhSPU, 1998. 429 p. (In Russian).

2. Otkhody proizvodstva v stroitelstve [Use of waste products in construction]. Ufa, Bashknigoizdat, 1988. 119 p. (In Russian).

3. Taylor H.F.W. Cement chemistry. Russian

edition. Moscow, Mir, 1996. 560 p.

4. Proekt "Kompleks sooruzheniy po pererabotke otkhodov sodovogo proizvodstva na izvestkovo-belitovoe i drugie vyazhushchie" [Project "Complex of facilities for recycling waste in the production of soda-lime belite and other binders"]. General explanatory note. Vol. 2. 1000 - II - ESV). Ufa, Bash. Promstroiproekt, 1988. 109 p. (In Russian).

5. Duda B. Tsement [Cement]. Moscow, Stroyizdat, 1981. 464 p. (In Russian).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.