Глава 16. Поведение летучих элементов
При газификации угля в шлаковом расплаве в объеме шлаковой ванны одновременно имеются области с высоким окислительным потенциалом (области ввода окислителя в расплав) и области с высоким восстановительным потенциалом (в основном верхняя часть шлаковой ванны вне барботажных столбов).
Такие специфические условия потребовали проведения специального исследования распределения элементов, содержащихся в угле и других шихтовых материалах между продуктами процесса: металлом, шлаком и пылегазовой фазой.
Исследования проводились как при газификации угля без добавок железосодержащего сырья, так и при переработке различных видов железосодержащего сырья: шламов кислородно-конвертерного и доменного производств, отсева металлизованных окатышей, аглоруды, прокатной окалины, окалины установок непрерывной разливки стали, стальной стружки и др.
Сводные показатели распределения примесей между фазами приведены в таблице 16.1.
 |
Одной из важнейших закономерностей, установленной при проведении исследований, является удаление значительного количества калия и натрия, содержащихся в золе угля, вместе с пылегазовой фазой Эти элементы всегда содержатся в золе угля, часто их количество достаточно велико.
Удаление калия и натрия осуществляется в виде паров, образующихся при восстановлении соответствующих оксидов твердым углеродом из шлакового расплава
В еще большей степени удаляются в пылегазовую фазу цинк и свинец.
Все эти элементы в газовой фазе активно взаимодействуют с газообразными соединениями серы, образуя твердые продукты, которые улавливаются аппаратами пылеочистки.
В таблице 16.2 приведены данные по содержанию некоторых элементов в шихтовых материалах и в пыли
Как видно из приведенных данных, в пыли содержание железа, никеля и меди не увеличивается, так как при восстановлении эти элементы формируют металлическую ванну на подине реактора.
В то же время происходит значительная концентрация элементов, имеющих высокую упругость пара, таких как свинец, серебро, цинк, кадмий. Расчеты показывают, что в преимущественно пыли будет концентрироваться и германийТаблица 162 Содержание примесей в шихтовых материалах и пыли
| Элемент | Содержание в конверторном шламе, % | Содержание в пыли, % | Коэффициент концентрирования в пыли |
| Fe | 51,8 | 33,2 | 0,64 |
| Ni | 0,016 | 0,013 | 0,81 |
| Си | 0,041 | 0,044 | 1,07 |
| Se | 6*104 | 2*103 | 3,33 |
| Pb | 0,4 | 3,6 | 9,0 |
| Ag | 8 г/тонну | 77 г/тонну | 9,63 |
| Cd | 3,5*10'3 | 2,7*102 | 7,7 |
| Zn | 1,2 | 12 | 10 |
| Те | 5 |
Таким образом, происходит концентрирование элементов с высокой упругостью пара в пыли.
В таблице приведены средние значения содержания примесей в пыли. Значительная часть возгонов концентрируется в мелкодисперсной ее части. При двухступенчатой пылеочистке, когда на первой ступени отделяются крупнодисперсные частицы, представляющие собой в основном механический вынос шихтовых материалов и капель шлака, а на второй улавливается мелкодисперсная пыль. Содержание летучих элементов в пыли, улавливаемой на второй ступени, существенно выше, чем на первой.
Это открывает возможность ее переработки с целью извлечения содержащихся в ней ценных компонентов, таких как цинк, кадмий, свинец и др.