ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКИХ СТИМУЛОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКЦИИ ИЗ ПЕРЕРАБОТАННЫХ ОТХОДОВ

А.Г.Георгадзе, В.И.Гернер, С.А.Никифоров, М.В.Никифорова, А.Н.Плетнев

(ООО «СХМ», ООО «ЭКОС», ЮУрГУ, Екатеринбург, г.Челябинск)

Проведен статистический анализ производства некоторых металлургических предприятий Урала и Сибири по образованию отходов и вторичного их применения.

 На ряде предприятий образующиеся отходы выбрасываются в отвал и практически не используются не только в собственном производстве, но и в других производственных отраслях.

Анализ показал, что направление образующихся отходов на возврат в производственный цикл не всегда экономически выгодно и целесообразно без предварительной дополнительной подготовки. Например, при производстве феррохрома в электрических печах в системах газоочистки улавливается большое количество пылевидных отходов, а при дроблении кускового материала готовой продукции в системах грубой очистки образуется так называемая «циклонная пыль». Если циклонная пыль от дробления кусковой продукции, имеющая преобладающий фракционный состав в виде относительно  крупных частиц 0,5-3 мм,  может быть в определенной степени использоваться в шихте плавильных печей, то отходы от фильтров систем газоочистки печей фактически является балластом и затрудняет основное производство. Поэтому во многих случаях эта пыль в виде отходов производства выбрасывается в отвалы.

Установлено, что образование пыли в системах газоочистки печей  является неизбежным процессом, так как по технологии предусмотрено применение в качестве исходной  шихты рудного материала в большей части в порошкообразном или пылевидном виде, предварительно прошедших флотационное обогащение. В процессе загрузки исходных порошкообразных материалов в печь происходит значительное их распыление и  отсос системой вентиляционной газоочистки плавильных печей.

Причем фракционный состав пылевидных отходов систем  газоочистки значительно отличается от исходного состава загружаемого сырья, как по химическому, так и по фракционному  составу. Например, фракционный состав пыли газоочистки в производстве феррохрома на 90-100% состоит из пылевидных частиц, размер которых колеблется от 80 до 10 мкм и менее. В исходной  шихте доля мелкой фракции с размером частиц от 80 до 50 мкм составляет около 8-10%.

Возврат пылевидных отходов систем газоочистки в повторное производство в составе исходной шихты без дополнительной подготовки не обеспечивает эффективное их использование, а наоборот ухудшает процесс выплавки ферросплава. Это связано с одной стороны с ухудшением гранулометрических свойств исходной шихты, например по газопроницаемости, с другой стороны увеличивается доля пылевидных отходов в системах газоочистки от плавки к плавке и увеличивает трудоемкость обслуживания очистных сооружений плавильных печей.

Анализ показал, что пылевидные отходы систем газоочистки можно эффективно повторно использовать в  собственном производстве лишь после предварительного их брикетирования в виде кускового материала.

На крупных ферросплавных предприятиях не всегда уделяется должное внимание к использованию пылевидных отходов в собственном производстве и считается за благо выбрасывать их в виде отходов в отвал.

Это связано с тем, что не всегда выгодно для основного производства повторное использование пылевидных отходов в собственном   производстве без какой либо предварительной подготовки.

Анализ показал, что если образующиеся в системе газоочистки пылевидные отходы направлять для подмешивания в исходную шихту, что неоднократно предпринимали на многих предприятиях, то количество пыли в системах газоочистки непрерывно возрастает от плавки к плавке, в результате чего обычно ухудшаются и общие свойства исходной шихты и эффективность работы систем газоочистки.

 Поэтому производственники считают за благо выбрасывать отходы циклонной пыли в отвал, чем  увеличивать трудоемкость на их сбор и вторичную загрузку отходов в печь.

Анализ состава циклонных отходов феррохромового производства показал, что доля содержания основного элемента в пересчете на хром практически достигает содержание его в исходном материале. В отходах систем газоочистки доля основного элемента значительно ниже, чем в основных материалах шихты. Таким образом, получается, что в технологии закладывается повышенный расход хромового концентрата с учетом потерь на образование пылевидных отходов.

Эффективным и экономически выгодным использование пылевидных отходов можно достичь после предварительного брикетирования их в виде кускового материала. Наиболее эффективным является использование брикетированной циклонной пыли, которая обычно имеет высокое содержание основных элементов для ферросплава. 

На ряде предприятий имеется опыт по организации участков  по брикетированию порошкообразных и пылевидных материалов. Однако на основных производствах не всегда уделяется должного внимания к ним по ряду причин, в том числе из-за необходимости дополнительных финансовых вложений, технологического и экологического обслуживания.

Результаты исследования отходов ферросплавного производства показали, что на многих производствах пылевидные отходы систем газоочистки обладают рядом ценных свойств, которые придают материалам новые потребительские свойства. Эти свойства позволяют эффективно использовать указанные отходы по новому назначению, как без предварительной обработки, так и после специальной подготовки применительно к условиям применения.

Так, пылевидные отходы, образующихся при выплавке феррохрома в системах газоочистки плавильных печей, имеют достаточно высокое содержание оксидов хрома (до 40%), которое придает пылевидному материалу ценные свойства. В частности, пылевидный материал может быть использован для производства порошкообразных или жидких связующих материалов для металлургии и строительных производств. Указанные порошкообразные отходы феррохромового производства могут быть использованы в виде эффективных противопригарных материалов в литейном производстве при изготовлении форм и стержней.

Исследование показало, что хромовая пыль, образующаяся в системах газоочистки ферросплавных плавильных печей, имеет высокую температуру плавления и теплоаккумулирующую способность. Поэтому    указанный материал может быть использован для производства элементов литейных форм, выполняющих роль холодильников для ускоренного охлаждения перегреваемых узлов стальных отливок и тем самым обеспечивающих устранение усадочных раковин горячих узлах и горячих трещин в стенках отливок.

Однако наиболее экономически эффективным является использование пылевидных отходов после их предварительного окомковывания или брикетирования в виде кусков разного размера.

Брикетированный материал может быть использован, как в собственном ферросплавном производстве, так и в других процессах металлургического и строительного производства после гранулирования и фракционирования по виду продукции.

На Челябинском предприятии ООО «ЭКОС» разработана простая технология брикетирования пылевидных отходов, в том числе и циклонной пыли и пыли от фильтров систем газоочистки плавильных печей феррохромового производства, для возврата их в собственное производство.

Экономический расчет показал, что производить брикетирование  исходного порошкообразного материала целесообразно при использовании любых объемов исходного техногенного сырья. Особенно ценным является брикетирование циклонной пыли, образующейся при дроблении кусковых материалов. При этом  достигается значительный эффект. Во-первых, исключается засорение исходной шихты мелкой пылевидной фракцией циклонной пыли, так как после окомковывания в производство выдается материал с довольно крупной фракцией до 30-60 мм.  Наоборот, применение крупной фракции в исходной шихте увеличивает газопроводность ее столба и обеспечивает более равномерный сход материалов в зону плавки. Во-вторых, в производство возвращается  значительное количество ценного элемента, т.е. выход годного продукта на единицу исходного материала значительно возрастает. В третьих, исключение выбросов в отвал улучшает экологическую обстановку вблизи металлургических предприятий.

На предприятии ООО «ЭКОС» разработаны эффективные процессы брикетирования ряда других пылевидных материалов, в том числе ферросилиция, кузнечной и прокатной окалины, синтетического чугуна, брикетированного из чугунной стружки и угольного порошка или графита. Также разработаны процессы брикетирования пылевидных руд в горнодобывающем производстве, синтетических твердошлаковых десульфураторов и дефосфораторов для рафинирующей обработки жидких металлов.

 На предприятии имеется полная документация по проектированию и организации участков по брикетированию порошкообразных и пылевидных отходов применительно к различным условиям производства.

Предприятие ООО «ЭКОС» готово сотрудничать с заинтересованными  предприятиями по разработке технологий брикетирования и использования  брикетированных материалов в различных условиях металлургического и литейного производства.

Подробные сведения об организации производства брикетирования техногенного сырья и опыте использования брикетированных материалов в металлургическом и литейном производстве изложены на сайте: uralvim. ru.  

 Для связи c предприятием ООО «ЭКОС»: Т/ф(351)280.46.13; факс: 797.39.68; е-mail SDN@URALVIM.RU.