Виды шлаков
Различают:
- шлаки черной металлургии: ваграночные, доменные, сталеплавильные, мартеновские;
- шлаки цветной металлургии, которые делятся на отвальные и передельные. Последние содержат в своем составе ценные металлы, их используют в головных процессах технологических схем. Отвальные шлаки содержат в своем составе оксиды металлов, которые невозможно извлечь в металлургическом переделе, различные примеси, а также небольшое количество ценных металлов. Частично отвальные шлаки применяют в производстве шлаковаты и иных стройматериалов;
- топливные шлаки или золошлаки, образуются при сгорании топлива на ТЭЦ.
Состав и характеристика шлаков
Шлаки состоят из окислов серы, марганца, магния, кальция, железа, алюминия, кремния и других. Такие же окислы содержатся и в горных породах, залегающих на глубине. Шлаки могут иметь качества вулканической пемзы или гранита, все зависит от количественного баланса входящих в их состав окислов, а также от скорости и условий охлаждения расплавленных шлаковых масс. По своему цвету они тоже очень сходны с горными породами. Шлаки могут быть серыми, розовыми, желтыми, зелеными, белоснежными, иссиня-черными. Нередко имеют сиреневые, перламутровые и серебристые оттенки.
Исходя из химического состава доменные шлаки подразделяют на:
- основные, отличаются высоким содержанием CaO (46—50 %) и сравнительно низким содержанием глинозема (около 10 %);
- нейтральные шлаки — CaO (40—45 %);
- кислые — CaO (35—42 %) и высокое содержание глинозема, которое доходит до 15 %.
Состав шлаков цветной металлургии более разнообразен. Помимо оксидов марганца, железа, магния, кальция, алюминия, кремния, в них присутствуют такие ценные компоненты, как кадмий, свинец, цинк, кобальт, медь, редкие металлы.
Исходя из специфического состава шлаков цветной металлургии, при их использовании применяется комплексная переработка, которая состоит из трех этапов:
- предварительное извлечение редких и цветных металлов;
- выделение железа;
- применение силикатного шлакового остатка для изготовления стройматериалов.
Аналогично классифицируют и топливные шлаки, подразделяя их на кислые, основные, нейтральные.
Применение шлаков
Сегодня шлаки широко применяются в строительной индустрии, где удельный вес этого сырья достигает 50 %. Причем чаще используются именно доменные шлаки, состав которых близок к составу смесей цемента.
Во многих случаях доменные шлаки перерабатываются методом грануляции, принцип которой состоит в резком охлаждении сырья воздухом, водой или паром. В результате получают крупные стекловидные зерна размером до 10 мм. Такие гранулы используют для изготовления шлако-портландцемента, минеральной ваты, шлакощелочных бетонов. Доменные шлаки не гранулированные применяются при строительстве дорог в качестве щебня. Помимо этого, из доменных шлаковых расплавов получают шлаковую пемзу, применяемую для изготовления легких бетонов и как утеплитель.
Отходы сталеплавильного производства не гранулируют, их просто сваливают в отвалы, где потом они разваливаются на куски. Такие кусковые шлаки идут на производство шлаковой муки, щебня. Отходы цветной металлургии используются реже, в основном их применяют при производстве литых изделий, минеральной ваты, цемента.
