АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АКТУАЛЬНОСТЬ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 8
1.1 Существующие технологии по утилизации техногенных отходов 13
1.2 Твердофазное восстановление 17
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 20
2.1 Метод проведения экспериментов 20
2.2 Материалы 21
2.3 Описание лабораторных установок 25
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 27
3.1 Исследование особенностей твердофазного восстановления в пыли
из сушильных аппаратов при производстве углеродистого феррохрома 27
3.2 Исследование особенностей твердофазного восстановления в пыли
из газоочистки при производстве углеродистого феррохрома 30
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 35
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 36
Черная металлургия представляет собой крупный национальный комплекс по добыче различных видов металлургического сырья и производству черной металлургии. В состав черной металлургии входят добыча и обогащение железных, хромитовых и марганцевых руд; коксование угля; металлургический передел (производство чугуна, стали и проката); производство ферросплавов (ферромарганец, феррохром, ферросилиций и др.); вторичный передел черных металлов; производство огнеупоров. В отраслевой структуре черной металлургии Казахстана, имеющей в своем составе горнорудную, металлургическую, ферросплавную, огнеупорную и ломоперерабатывающую отрасли, наибольший удельный вес занимает металлургическое производство, которое специализировано, в основном, на изготовлении различных видов листового проката [1].
На металлургическом производстве имеют место огромные потери сырья в виде отходов, отбросов и потерь. В металлургическом производстве известна классификация отходов по различным признакам, среди которых основными можно считать классификацию по фазовому состоянию отходов и классификацию отходов по производственным циклам [1].
По фазовому состоянию отходы могут быть: твердыми - пыли, шламы, шлаки; жидкими - растворы, эмульсии, суспензии; газообразными - окислы углерода, окислы азота, соединения серы и другие.
По производственным циклам могут быть: отходы при обогащении - хвосты, шламы, сливы; отходы в пирометаллургии - растворы, осадки, газы.
Около 94% всего объема ферросплавов производится в рудовосстановительных электропечах непрерывным карботермическим процессом, связанным с образованием значительного количество отходов, образующихся уже на стадии добычи, обогащения минерального сырья и на этапах подготовки шихты [2].
Эффективное малозатратное решение проблемы отходов в металлургии достигается сокращением их количества, зависящего от технологических факторов, улавливанием всех видов отходов с минимальным попаданием в окружающую среду, наиболее рациональным и полным их использованием [2].
Процессы переработки хромовых руд и концентратов, включающие этапы подготовка шихты, предварительный подогрев шихты, плавление, протекают с огромными потерями металлических компонентов.
Одно из главных задач предприятий является комплексное использование сырья в металлургической промышленности, эффективная глубина извлечения главных и побочных элементов, и огромное значение имеет утилизация отходов производства в виде пыли, шламов и шлаков.
В настоящее время имеются технологии извлечения ценных побочных элементов из рудного сырья, однако большинство предприятий практикует сброс полезных материалов в хранилища и отвалы.
Образование отходов в ферросплавном производстве происходит, главным образом, в виде шлаков, пыли и шламов газоочистки, а также ферросплавного газа. Объемы образования этих продуктов зависят от применяемых шихтовых материалов и технологии производства.
Утилизация отходов в металлургическом промышленности является вопросом в современном мире первостепенным, а их переработка и применение основной задачей предприятий.
Нами были проведены эксперименты по восстановлению техногенных отходов
из сушильных аппаратов и рукавных фильтров газоочистки при производстве углеродистого феррохрома. В качестве восстановителей использовались графит и газ СО. По результатам проведенных экспериментов можно сделать следующие выводы:
- главными элементами при восстановлении являются хром и железо из техногенных отходов в виде пыли;
- образование карбидов является вторичным процессом, учитывая, взаимодействие восстановленного металла с углеродом;
- в пыли из сушильных аппаратов восстановление происходит за счет взаимодействия частиц с углеродом в виде графита;
- в пыли из рукавных фильтров газоочистки восстановление с твердым углеродом не происходит предположительно из-за недостаточного прибавления температуры, увеличение температуры и время выдержки не дало предполагаемых результатов;
- в атмосфере СО восстановление частиц не происходит в виду того, что СО не является достаточно сильным восстановителем;
- восстановление в пыли из рукавных фильтров в данных экспериментах объясняется тем, что частицы были в печи в восстановленном виде.
