Что такое доменный шлак, какой у него состав, где используется

Доменный шлак – это отходы или побочный продукт, образующийся в процессе производства металла при высоких температурах. Обычно его отправляют в отвал, проведя предварительную очистку от ценных составляющих – обеднение. Но иногда шлак является и основным продуктом плавки – в ситуации, когда он содержит наиболее ценный компонент сырья. К этой категории относят титановые, ванадиевые шлаки.

В любом случае рассматриваемый продукт, получаемый в ходе производства металла, имеет определенную ценность, потому как зачастую может использоваться повторно. Как и какие шлаки можно применять – рассмотрим далее.

Состав и разновидности шлаков

Если говорить про состав шлаков, то он отличается зависимо от вида отходов. В основном тут присутствуют такие компоненты:

• SiО₂ – кремнезем;
• Al₂O₃ – глинозем;
• CaO – известь.

Эти компоненты являются главными составляющими доменного шлака, присутствуют в нем в массовой доле около 90%. Также в составе могут присутствовать силикаты, шпинели, свободные окислы, фосфаты, сульфиды.

Важно знать, что в разных видах рассматриваемых отходов отличается не только состав, но и пропорциональное соотношение компонентов, что показано на специальных диаграммах. А от этих характеристик во многом зависят их свойства, применение.

Что касается основных видов шлаков, то отходы металлургического производства делят на две группы:

1. Черной металлургии – доменные, сталеплавильные, ферросплавные. Главный их плюс – в возможности повторного применения с определенными целями. Минус в том, что не все разновидности отходов можно применить так, чтобы извлечь максимум выгоды.
2. Цветной металлургии – передельные и отвальные. Первые содержат в составе определенное количество ценных металлов. Последние содержат примеси, которые не подлежат извлечению в металлургическом переделе. Преимущество отвальных шлаков – в возможности извлечь какой-то объем ценных металлов. Минус отходов цветной металлургии – большой вес, сложность переработки.

Если рассматривать подробнее отходы, образующиеся в процессе плавки, например, чугуна, то их разделяют на две категории: основные и кислые. Основной шлак – это тот, у которого модуль основности Мо превышает 1.

Мо= CaO+MgO, деленные на SiO + Al₂O₃ > 1. Кислая разновидность имеет Мо меньше 1.

Так можно понять, что основность шлака – это характеристика, обозначающая соотношение масс основных оксидов к кислотным. Она зависит от состава шихты, используемой для изготовления чугуна. Данный параметр имеет значение только для основных шлаков, характеризует их способность к поглощению из металла серы и фосфора.

Полную классификацию рассматривать не будем, потому как разновидностей шлаков достаточно много. И каждая из них имеет свои особенности.

Где преимущественно используют шлаки

Шлаки из доменной печи используют достаточно широко. Область применения напрямую зависит от состава, свойств отходов производства. В целом, разные их варианты применяют следующим образом:

• как добавку к цементу, бетону, асфальту;
• для изготовления кирпича, черепицы;
• в качестве удобрения для почвы;
• для извлечения металла;
• при изготовлении щебня, например, для дорожного, промышленного строительства;
• для получения железо-флюса, используемого в аглодоменном производстве, варганках;
• в производстве тротуарной плитки, шлаковаты и т.д.

Как видим, доменный шлак может использоваться достаточно широко. И мы перечислили только основные направления применения. В каждом из них он оказывается очень полезным. Но минус в том, что не всегда есть все ресурсы, которые необходимы для извлечения пользы из отходов, организации переработки.