Разработка режимов восстановительных процессов шлаков сталеплавильного производства

Тотальное исследование нынешнего состояния технологий мировой, а в особенности российской черной металлургии позволяет сделать вывод, что основной объем (свыше 80%) составляют шлаковые отвалы. Естественно это плохо влияет на состояние окружающей среды, ухудшается экологическая обстановка, в связи с расположением техногенных отходов вблизи города. Так же нельзя не отметить, что активные компоненты, содержащиеся на шлаковых отвалах, губительно действуют на здоровье людей, распространяясь в атмосферу.
Многие техногенные объекты являются перспективными источниками получения целого ряда металлов. Лидирующими регионами по количеству ежегодно накапливаемых промышленных отходов являются развитые горнопромышленные и металлургические районы, среди которых можно выделить, прежде всего, Урал. В высокоразвитых здесь отраслях черной и цветной металлургии образуется большое количество различного вида отходов. Одним из путей решения указанных проблем может стать использование металлургических отходов в качестве сырья для извлечения металлов.
При комплексном анализе шлаковых отвалов установлено, что содержащиеся в них вторичное сырье можно использовать для дальнейшего передела. В среднем отмечено, что шлаковые отвалы сталеплавильного производства состоят из 60..80 % шлака, 10..20 % скрапа (магнитного и немагнитного металлического продукта), 10.. 15 % лома огнеупоров и до 10 % производственного мусора. Данные о количестве металлического лома позволяют сделать актуальным дальнейшую переработку шлака для восстановления необходимых компонентов.
Эффективное использование вторичных ресурсов в процессе металлургического производства, возможно, только после их переработки. В зависимости от состояния исходного сырья используются технологии, которые позволяют получать различные компоненты. Массовое использование сталеплавильных шлаков началось сравнительно недавно, в основном их используют для получения желе- зофлюса для вагранок и аглодоменного производства, для изготовления щебня и порошков для дорожного и промышленного строительства, так же применяют основные шлаки в качестве известковых удобрений (шлаковой муки) для сельского хозяйства и фосфорсодержащих шлаков для получения удобрений. Такой переработкой занимаются специализированные предприятия, отдельные цеха металлургических предприятий [1, с. 56].
Однако им можно найти более эффективное применение. Тем более что, в состав шлаков входят такие металлы как никель, хром, ванадий, титан, необходимые для производства легированных сталей. В данный момент очень привлекательны и перспективны пирометаллургические способы переработки сталеплавильных шлаков. Соответствующая обработка шлаковых расплавов позволяет почти полностью (на 90 - 100%) извлечь из них металлы, присутствующие в оксидах, сульфидах и металлической форме, а восстановление металлов проводится дешевым способом - углем. Получаемый в результате переработки металлический по-
лупродукт может использоваться на предприятии для производства высоколегированных и марочных сталей, или как товарный продукт.
Практически все виды продукции при переработке отвальных шлаков находят применение в различных отраслях производства и успешно конкурируют с природными материалами. Массовыми видами являются щебень, песок и щебеночно-песчаные смеси для дорожного строительства, оборотный и магнитный продукты и металлоконцентрат для доменного, сталеплавильного и литейного производств, удобрения для сельского хозяйства. В меньших объемах из отвальных шлаков производятся абразивные материалы для струйной обработки поверхностей, зернистые материалы для фильтров и защитных покрытий для мягких кровельных материалов, наполнители и пигменты для шпатлевок, красок, мастик и линолеума.
Из - за большого количества образующихся в процессе производства отходов остро выступает проблема охраны окружающей среды. К приоритетным направлениям в природоохранной деятельности предприятий черной металлургии относятся сокращение выбросов в атмосферу и сбросов в водоемы, переработка отходов. Так же одно из направлений решения этой проблемы - утилизация шлаковых отвалов, занимающих большие площади, консервирующих в себе много ценных элементов, потерянных в процессе производства, что является немаловажным в связи с исчерпываемостью природных ресурсов. В этом плане шлаки становятся незаменимым вторичным сырьем, доступным в большом количестве учитывая объемы металлургического производства.
Проблема переработки отвальных шлаков и извлечение из них металлургических компонентов с последующим использованием является одной из актуальных в металлургии. Одной из задач разработки заводских отвалов является максимально полное извлечение металлоотходов с целью использования их как оборотного лома в металлургическом производстве. Наряду с включениями черных металлов в отвалах практический интерес представляют вторичные огнеупоры, цветные металлы, сплавы и собственно шлак. Поэтому возникает необходимость организовать переработку всех составляющих отвалов и придать им вид в соответствии с требованиями к качеству вторичного сырья, предусмотренными ГОСТами, техническими условиями и другими нормативами. Эта проблема имеет несколько аспектов.
Во-первых, металл, извлеченный из шлаков, значительно дешевле металла, извлеченного из руды.
Во-вторых, после извлечения металлов из шлака последний может быть полезно утилизирован. Наконец, полезная переработка шлаковых отвалов дает возможность освободить территорию, занимаемую отвалами, или по крайней мере не расширять ее до неопределенных пределов, то есть улучшает и экологическую обстановку в отвальной зоне и вокруг нее [1, с 59].
Переработка электросталеплавильных шлаков является наиболее сложной, но с экономической точки зрения наиболее желательной. Это связано с тем, что постоянное ухудшение качества добываемых руд как по содержанию ценных компонентов, так и по степени их обогащения, высокие транспортные затраты и стоимость энергоносителей обусловливают необходимость добычи вторичных металлов в непосредственной близости от предприятий.
Целью данной проблемы является разработка схемы и технологии переработки шлаковых отвалов, для достижения которой необходимо решить следующие задачи:
1) Анализ существующих способов утилизации отходов сталеплавильного производства.
2) Выявление недостатков существующих способов утилизации.
3) Проведение эксперимента по твёрдофазному восстановлению металлической части из отходов сталеплавильного производства
4) Вывести закономерности полученных результатов при опытных данных и существующих.
5) Предоставление технологии переработки.

Купить