Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» и предприятие «Вторалюминпродукт» ввели в эксплуатацию в городе Мценск уникальную пилотную установку производства чугуна и концентрата цветных металлов из техногенных отходов. Эта разработка вызвала интерес отечественных энергетиков и производителей черных металлов. Дело в том, что более 95% выпускаемого в мире чугуна до настоящего времени производится в доменных печах. Это мощные агрегаты, выдающие в сутки тысячи тонн металла. Но обычные доменные печи требуют подготовленного высококачественного сырья, перерабатывать отходы в них технологически и экономически нецелесообразно или даже невозможно. Только на российских предприятиях ежегодно образуется более 5 миллионов тонн вторичного сырья.
Инновационная печь построена на барботажном принципе, в основе которого лежит подъем пузырей газа в расплаве. Конечной целью процесса является восстановление расплава со смешанным составом до чистого чугуна. Сначала в печи при температуре 1400-1500°С железорудный концентрат превращается в расплав, который затем продувают газообразным монооксидом углерода с примесями диоксида углерода и азота. Образующиеся при этом пузырьки значительно ускоряют химические процессы в ванне и интенсивно перемешивают железистый расплав и шлак (отходы от производства металлов).
Как сообщают разработчики, они усовершенствовали технологию «Ромелт», созданную в СССР на базе МИСиС еще в 1980-е годы, разделили реактор на две зоны: плавильную и восстановительную. На поверхность ванны расплава подаются железосодержащие материалы, энергетический уголь, флюсующие добавки. Уголь при этом вовлекается шлаковыми потоками в нижние зоны ванны, где за счет кислородного потока происходит его горение с выделением углекислого газа и паров воды. Далее расплав перетекает в восстановительную зону, где происходит его окончательное восстановление до чугуна.
По требованию заказчика состав шлака может быть подобран для последующей переработки в шлакокаменные изделия, теплоизоляционную шлаковату, выпуска промежуточных продуктов при производстве цемента. Еще одним преимуществом новой установки является сниженный удельный расход энергии. За счет уникальной конструкции агрегата расходы энергоносителей могут быть доведены до 500 килограммов угля и 500 нм³ кислорода на одну тонну получаемого чугуна. В результате перерабатываются бросовые техногенные отходы, а получают чугун, товарный шлак и концентрат цветных металлов. Отходов в новой российской технологии нет. Пилотный образец предназначен также для отработки технологии безотходной газификации многочисленных углеродсодержащих отходов, включая твердые бытовые отходы.
Рассказывает руководитель группы Геннадий Подгородецкий:
«Мы усовершенствовали созданную в МИСиС в 80-х годах технологию Ромелт, и разделили реактор на две зоны: плавильную и восстановительную. Расчеты показывали, что при такой конфигурации печи можно снизить расход угля и кислорода на 1 т получаемого чугуна на 20 – 30 %. Шлаковая ванна и ванна железистого расплава продуваются струей газа с содержанием кислорода 50–99%. Поддерживается температура на уровне 1400–1500 оС. На поверхность ванны расплава подаются железосодержащие материалы, энергетический уголь, флюсующие добавки. Уголь, попадающий на поверхность расплава, вовлекается шлаковыми потоками в нижние зоны ванны, где за счет кислородного потока, происходит его горение до углекислого газа и паров воды. Далее расплав перетекает в восстановительную зону, где происходит его окончательное восстановление до чугуна. Ряд цветных металлов также восстанавливается до металла, и удаляются с отходящими газами из печи. Далее они улавливаются в пыли, и образуют еще один товарный продукт – концентрат цветных металлов».
Важнейшим преимуществом разрабатываемых технологий являются низкие удельные расходы энергоносителей: на 20 – 30% ниже, чем у лучших мировых аналогов. С этой точки зрения они могут претендовать на европейскую номинацию BAT (Best Available Techniques – наилучшие существующие технологии). В целом, технологии являются изначально экологически ориентированными. Количество выбросов в них существенно ниже, чем у лучших мировых аналогов, помимо этого в технологиях предусмотрено подавление образования особо опасных экотоксикантов.
«По требованию заказчика состав шлака может быть подобран для последующей переработки в шлакокаменные изделия, теплоизоляционную шлаковату, служить основой для производства цементного клинкера и т.д. За счет уникальной конструкции агрегата, расходы энергоносителей могут быть доведены до 500 кг угля и 500 нм3 кислорода на 1 т получаемого чугуна. В результате мы перерабатываем бросовые техногенные отходы, получаем чугун, товарный шлак и концентрат цветных металлов. Отходов в нашей технологии нет. Пилотный образец предназначен также для отработки технологии безотходной газификации многочисленных углеродсодержащих отходов, включая твердые бытовые отходы», – отметил Геннадий Подгородецкий.
Уникальный пилотный агрегат, построенный в г. Мценске Орловской области на территории ЗАО МК «СТАЛЬКРОН», предназначен для переработки техногенных отходов, шлаков и шламов с производством чугуна, а также для производства генераторных газов из углеродсодержащих отходов включая твердые бытовые отходы. Реактор уже вызвал повышенный интерес отечественных энергетиков и производителей черных металлов.
Успешная отработка разрабатываемых технологий и дальнейшее тиражирование агрегатов – выход на создание безотходных производств черной и цветной металлургии, а также мощный позитивный экологический фактор.
Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!
