4.7 Феррованадий өндірісінің құйма қожын утилизациялау
Феррованадийді үшпериодты үрдіс бойынша балқыту барысында 1 т металлға 2,8...3,5 т үйінді қож түзіледі, ол феррованадий өндірісі кезінде жылына 4 мың тоннадан артық түзіліп, оны қаттауда қиындық тудырады және де оны тиімді утилизациялауды қажет етеді. Үйінді қождың негізінде кальций силикаты (nCaO · SiO2) бар және оның негізділігі 2,5...3,5 құрайды. Қождың орташа құрамы, мас.%: CaO – 55 ; MgO – 5…8 ; SiO2 – 18…25 ; Al2O3 – 5…7 V2O5 – 0,3.
Феррованадий қожы басқа өндірістерде шикізат ретінде қарастырылады. Қож қатты қож қоспасы ретінде және де АО «Камасталь» болатын балқыту кезінде және т.б. кәсіпорындарда десульфуратор ретінде жақсы көрсеткіштермен сыналған. Қож қожтүзуші қыздыру қоспаларында негізгі компонент ретінде қолданылады, сұйық күйінде жоғарыглиноземді стандартталған синтетикалық қожға қайта өңделеді, дисперсті ұнтақ түрінде құрылыста байланыстырушыларды алу үшін қолданылады. Қождың бөлінуінің тиімділігі ванадий балқымасындағы қиыршықтардың болуына байланысты анықталады.
Жоғарыдағы айтылғандарға байланысты, феррованадийді балқыту кезінде алынған үйінді қож базасында тауарлы өнім өндірісіне мамандандырылудың тиімділігі туралы сұрақ қойылады.
Феррованадийді термиялық әдіспен балқыту барысында түзілген құйма қождар құрамы бойынша кальций ортосиликатына жақын және суыту кезінде өздігінен шашылуға бейімді, ол утилизацияға қатысты қосымша қиындықтар туғызады.
Феррованадийдің құйма қожын кесектеу арқылы алынған қиыршық тас техникалық сипаттамалары бойынша құрылыс өндірісіне қойылған талаптарға сай келеді. Ол құрама темірбетон өндірісінде ірі толықтырушы ретінде, сонымен қатар монолитті және жол құрылысында қолданыла алады.
Титаномагнетиттерді қайта өңдеу кезінде ванадийді қолдану балансында 3,8%-ды техногенді ванадий шикізатының тағы бір түрі – ванадий металлелендісі алады. Қождың магнитті сепарациясы мен кесектеу кезінде одан магнитті шлакметаллды фракция – ванадийлі металлеленді (ВМ) 3...4% ванадий концентрациясымен бөлінеді. Ванадийдің неізгі мөлшері стандартты ванадий қожының құрамына ие қождық фазаға шоғырландырылған. Металлдық фаза 3%-ға дейін C; 0,1% V; 0,06%-ға дейін P; 0,04%-ға дейін S; <0,02 % Ti; <0,04% Mn – ті құрайды.
ВМ-да металлдық және қождық фазаның қатынасы кең шекте өзгереді, бұл оның қолдануын қиындатады. Алайда ВМ доғалы электр пештеріндегі болат балқытуда легірлеуші ретінде кең қолданысқа ие.
Үйіндіге ВМ-ді енгізу балқыту және тотығу үрдістерін бірге қолдануға мүмкіндік береді, сонымен қатар темір кенінің шөгуіне және жеңіл балқитын қож алуға мүмкіндік береді. Енгізілетін ВМ-нің мөлшері болаттағы V мөлшеріне байланысты және 0,06...0,12% V кезінде 1 т сұйық болатқа 30...80 кг құрайды. ВМ металдың 70...80 % құрайды, ал қождық фазаның темір, марганец, ванадий оксидтері балқу үрдісі кезінде тотықсызданады, бұл сапалы болат сынығының шығынын азайтады. Әрбір қолданылатын 100 кг ВМ-ға болат сынығының 85...95кг үнемдейді.
ВМ легірлеуші-тотықсызданушы қоспалардың компоненті ретінде қолданылуы мүмкін. Негізінен, ванадий қожын, металл елендісін, қышқылсыздандырғыш, глиноземқұрамды компоненттерден тұратын қоспа ойлап табылды. Қоспаны пешке немесе шөмішке отырғызу экзотермиялық реакцияны тудырып, жеңіл балқитын синтетикалық қождың түзілуіне әкеледі.
Ванадий өнімін аоу үшін ванадий шикізатының негізгі көзі болып жылу электр станцияларында (ЖЭС) мазутты жағу кезінде пайда болатын күл мен шламдар бола алады. Алайда ЖЭС қалдықтарын металлургияда қолдану қиындық тудырады, себебі олардың құрамында көміртегінің жоғары мөлшері мен бос және кристаллогидратты күйдегі химиялық байланысқан күкірт пен судың болуы есебінен. Одан басқа, болаттағы ванадий мен никельдің байланысы сирек кездеседі, сондықтан қос бағалы металды кешенді қолдану үшін ЖЭС қалдықтарын қайта өңдеу технологиясы олардың бөлінуіне немесе кешенді ванадий және никельқұрамды лигатураны бірге қолдануына бағытталуы тиіс.
ЖЭС қалдықтары шығу тегіне, табиғатына және ванадий мен никель концентрациясына байланысты бөлінеді.
Негізгі түрлері:
Күл – күрделі оксидті материал қалдығы құрамына кіретін, жағылатын мазуттың күл бөлігі, котлоагрегаттардың қыздырылуы кезіндде бетінде түзіледі ;
Шламдар - котлоагрегаттарды жөндеу кезінде қыздыру бетіндегі шайылатын суды нейтрализациялау кезінде түзіледі.
Сонымен қатар ЖЭС қалдықтары құрамындағы V2O5 байланысты кедей және бай болып бөлінеді: сәйкесінше, 10% дейін және 10% кейін.
Электростанция аумағындағы дисперсті массаның шаңдалуы немесе әр түрлі ылғалдықтағы пульпа түріндегі қалдықтар металлургиялық өңдеуге берілер алдында тасымалдауға және жұмыс істеуге ыңғайлы формаларға ауыстырылады. Оларды шекемдеу, кесектеу, агломерациялау жүргізіледі. ЖЭС күлі мен шламдарын металлургияда қолданылуы 49-суретте жалпы көрсетілген.
Сурет 49. ЖЭС күлі мен шламдарын металлургияда қолдану
Кесте 28