Работа посвящена рассмотрению вариантов применения вторичных материальных ресурсов.
Ключевые слова: металлургия, чугун, сталь, шлак, шлам, пыль.
Металлургический шлак — это основной источник получения твердых материальных ресурсов (рис. 2). На предприятиях черной металлургии ежегодно образуется примерно 70 млн. тонн металлургических шлаков, при этом из них на переработку уходит 52 %, а оставшиеся отправляют в отвалы (рис. 1).
Рис. 1. Шлаковые отвалы
Всего 10 % используемой железной руды удается вернуть за счет утилизации отходов и их внедрения в производство. В доменном производстве образуется наибольшее количество шлаков. Основным способом их переработки является процесс гранулирования. Часто гранулированные шлаки применяются при строительстве дорог. Если гранулированные шлаки доменного производства комбинировать с менее прочными материалами или проводить обработку вязкими битумами, эти материалы могут заменить асфальтобетонные смеси. При этом покрытия дорог с использованием шлаков обходятся намного дешевле, чем асфальтобетонные покрытия. Помимо этого, большинство шлаков могут использоваться при изготовлении шлакового щебня, шлаковой пемзы и цемента. Доменные, электросталеплавильные, ферросплавные шлаки в своем составе имеют значительное количество соединений оксида кальция и фосфора.
Также в них имеются следующие элементы:
– железо
– натрий
– бор
– медь
– молибден
– цинк
– марганец
– магний.
За счет содержания этих веществ шлаки могут быть использованы в качестве удобрения, для улучшения структуры почв. Их последующая переработка заключается в дроблении шлаков и измельчении до размеров 2 мм с одновременной магнитной сепарацией.
В металлургическом производстве замкнутого цикла твердые отходы представляют собой пыль. Зачастую применяют газоочистку мокрого типа, с помощью которой пыль превращается в шлам.
Одним из способов переработки шламов является их утилизация в агломерационном производстве. Для этого шламы, поставляемые с аглофабрик, тракта шихтоподачи дробильносортировочной фабрики, подбункерных помещений доменных печей сгущают и обезвоживают на вакуум-фильтрах, выбор которых зависит от размера фракции. Продукты, прошедшие обезвоживание, группируют и поставляют в шихтовое отделение аглофабрики.
Рис. 2. Металлургический шлак
Пыль, образованная в доменном, электросталеплавильном и конвертерном производстве, содержит в своем составе цинк, количество которого оказывает вредное влияние на процесс получения чугуна. Цинк способствует разрушению футеровки доменной печи, вызывает в ней образование настылей и понижает качество агломерата, производимого из сырья с повышенным содержанием цинка. Процесс утилизации таких пылей заключается в их присадке в агломерационную шихту, при этом осуществляется накопление цинка в изготавливаемом агломерате. Существует два способа извлечения цинка из исходного материала: гидро- и пирометаллургический способы.
Сущность пирометаллургического метода заключается в извлечении цинка с помощью восстановительного обжига сырья во вращающихся печах. В качестве восстановителя используется кокс, но в последние годы широко применяется энергетический уголь. Помимо этого, существует способ избавления от цинка за счет электроплавки окатышей, которые получают из пыли в дуговой печи.
Процесс обесцинкования возможно провести в шахтной печи. В этом случае шахтная печь выступает в роли агрегата для восстановления. В печи в ее нижней части располагаются плазматроны. Пыль и коксовая мелочь загружаются в печь, и в восстановительной атмосфере печи оксид цинка восстанавливается до чистого цинка. Цинк, находясь при этом в парообразном состоянии, поступает в конденсатор вместе с отходящими газами и затем конденсируется до жидкого металла.
Литература:
- Черепанов К. А., Черныш Г. И., Динельт В. М., Сухарев Ю. И. Утилизация вторичных материальных ресурсов в металлургии. — М.: Металлургия,1994.
- Бернадинер М. Н., Шурыгин А. П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов. М., Химия, 1990. 5. Вредные вещества в промышленности. Л., Химия, 1967.
- Лукашов В. П., Янковский А. И. Переработка и обезвреживание промышленных и бытовых отходов с применением низкотемпературной плазмы. //Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки — аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.
- Хмельницкий А. Г. Использование вторичных материальных ресурсов в качестве сырья для промышленности // Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки — аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.
- Шпирт М. Л. Безотходные технологии. Утилизация отходов добычи и переработки твердых горючих ископаемых. М., Недра, 1986.
