Розглянуто сучасний стан, перспективи розвитку та фізико-хімічні основи безкоксової металургії заліза. Наведено класифікацію промислових агрегатів й обгрунтовано шляхи інтенсифікації процесів термічної обробки залізорудних матеріалів. Описано процеси відновлення газом руди й окатишів у шахтних печах. Наведено відомості про безкоксову металургію виробництва рідкого чавуну в печах Corex, розкрито перспективи українського шахтно-горнового агрегату. Висвітлено загальні принципи методів газифікації твердого палива. Зроблено прогноз розвитку безкоксової маталургії, зокрема міні металургійних заводів, які використовують як вихідну сировину її продукцію. Показано можливості використання тепла атомного реактора для безкоксової металургії.

Рассмотрены современное состояние, перспективы развития и физико-химические основы безкоксовой металлургии железа. Дана классификация промышленых агрегатов и обоснованы пути интенсификации процессов термической обработки железорудных материалов. Даны сведения о безкоксовой металлургии производства жидкого чугуна в печах Corex, раскрыты перспективы украинского шахтно-горнового агрегата. Освещены общие принципы методов газификации твердого топлива. Осуществлен прогноз развития безкоксовой металлургии, в частности мини металлургических заводов, которые используют как исходное сырье ее продукцию. Показаны возможности использования тепла атомного реактора в безкоксовой металлургии.

Світові родовища бокситів сильно відрізняються за хіміко-мінералогічним складом, що обумовлює застосування різних технологій їх переробки й одержання червоних шламів різного складу. На прикладі українських підприємств ВАТ "Миколаївський глиноземний завод" і ВАТ "Запорізький алюмінієвий комбінат" розглянуто речовинний склад червоних шламів глиноземного виробництва з метою вирішення питання їх подальшого використання. У процесі тривалого зберігання шламів у шламосховищах змінюються їх властивості. Під час накопичення відходи піддаються впливу компонентів, які знаходяться в повітрі (кисень, діоксид вуглецю, агресивні техногенні речовини, що утворюються в технологічних процесах), природних і техногенних вод і мікроорганізмів. Приведені результати порівняльного аналізу фазово-мінералогічного складу свіжих червоних шламів, шламів, що зберігалися в шламонакопичувачі від декількох місяців до 30 років, а також спеціально відібраних шламів, що зберігалися в лабораторії в умовах, близьких до природних. Це дозволило виявити хіміко-мінералогічні особливості таких шламів. Завдяки своєму речовинному складу червоні шлами треба розглядати не просто як відходи глиноземного виробництва, а як вторинну техногенну сировину, що потребує комплексної переробки до отримання з них товарних продуктів. Червоні шлами можна ефективно використовувати в чорній металургії, будівельній, скляній промисловості та сільському господарстві. Комплексний підхід до переробки вторинної сировини дозволить витягати і використовувати цінні для України кольорові метали і забезпечувати підвищення екологічної безпеки територіальних комплексів і відповідних технологій.

Індекс рубрикатора НБУВ: К323.1-3

Рубрики:

Доменне виробництво

Шифр НБУВ: Ж60802 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Залізорудна магнетитова сировина, що видобувається в України характеризується складної текстурою, структурою, підвищеним вмістом шкідливих домішок, таких як діоксид кремнію, оксиди калію, натрію, магнію і сірки. При цьому вимоги до якості залізорудних концентратів, що надходять на подальшу металургійну переробку, зростають, оскільки висока якість магнетитових концентратів дозволяє значно скоротити витрати в металургійному виробництві. Мета роботи - розробка заходів з підвищення якості товарної продукції ВАТ "Полтавський ГЗК" за рахунок використання високоенергетичного ультразвуку для формування чистої поверхні мінеральних часток і, як наслідок, удосконалення технології флотаційного доведення магнетитових концентратів. Виконано моделювання і аналіз ефектів високоенергетичного ультразвуку; технологічні випробування в лабораторних умовах; синтез аналітичних закономірностей і обурунтування раціональних параметрів процесу флотаційного доведення магнетитових концентратів. Для підвищення ефективності очищення поверхонь мінералів запропоновано здійснювати попередню обробку залізорудної пульпи за допомогою високоенергетичного ультразвуку. Уперше для дезінтеграції рудних флокулоутворень перед флотаційним збагаченням розроблено метод попередньої обробки залізорудної пульпи, який засновано на виникненні кавітаційних процесів у повітряній бульбашки за допомогою динамічних ефектів високоенергетичного ультразвуку, що дозволяє збільшити ефективність очищення від шламових часточок поверхонь мінералів живлення флотації первинних концентратів в 1,8 рази. Практична значимість. Дослідження способів формування високоенергетичного ультразвуку, а також моделювання і аналіз його динамічних ефектів при впливі на рудну пульпу дозволили розробити метод змінення траєкторії руху часток певного класу крупності. Запропоновано застосовувати конструкцію каналу впливу високоенергетичних ультразвукових коливань на потік пульпи, виконаного за технологією ультразвукової фазованої решітки. Визначено оптимальні значення інтенсивності і тривалості ультразвукової обробки при очищенні мінеральних часток. Доведено, що ефективність ультразвукової обробки пов'язана з оновленням поверхонь часток, що призводить до збільшення контрастності магнітних і флотаційних властивостей мінералів. Встановлено, що ультразвукова обробка залізорудної пульпи в умовах Кременчуцького залізорудного району України дозволяє зменшити вміст шкідливих домішок: оксиду калію - з 0,19 до 0,035 - 0,04 %, оксиду натрію - з 0,14 до 0,027 %.

З метою зменшення втрат металу після подрібнення в процесі збагачення проведено вивчення магнітних властивостей мінералів і визначено здатність до флокуляції мономінеральних фракцій слабомагнітних породоутворювальних мінералів окиснених кварцитів Кривбасу. Досліджено мономінеральні фракції гематиту, мартиту, гетиту, сидериту і кварцу, які не є абсолютно чистими, а містять включення інших мінералів, включаючи тонковкраплений магнетит, який не розкривається навіть у класі -5 мкм. Так, кварц може містити від 0,03 до 0,7 % магнетиту. Залишкова намагніченість та коерцитивна сила тонких частинок кварцу розміром 5 мкм у 2 рази є більшими за ті ж показники у частинок гетиту. Це є однією з причин засмічення магнітних продуктів. Проведені експериментальні дослідження підтвердили наявність процесу флокулоутворення в процесі збагачення. У продуктах із підвищеною масовою часткою магнетиту в полях напруженістю до 800 кА/м утворюються флокули з частинок магнетиту. Тяжіння слабкомагнітних частинок до них є незначним. При збільшенні індукції поля флокули притягуються між собою, на них поступово налипають частинки слабкомагнітних мінералів, особливо за напруженості понад 400 кА/м, а за 800 кА/м це вже більш об'ємні агрегати-флокули, побудовані паралельними ланцюжками в напрямку поля. Зі зменшенням розмірів частинок гематиту, мартиту та гетиту тяжіння у флокули відбувається за менших відстаней між ними. Спільне намагнічування великих і дрібних частинок полегшує флокулоутворення, особливо в полі 800 кА/м. Результати досліджень пояснюють порівняно низькі показники магнітного збагачення окиснених кварцитів, а дані з флокуляції слабкомагнітних мінеральних часток допомагають поліпшити показники збагачення.

З метою зменшення втрат металу після подрібнення, в процесі збагачення, проведено вивчення магнітних властивостей мінералів і визначена здатність до флокуляції мономінеральних фракцій слабомагнітних породоутворюючих мінералів окислених кварцитів Кривбасу. Досліджено мономінеральні фракції гематиту, мартиту, гетиту, сидериту і кварцу, які не є абсолютно чистими, а містять включення інших мінералів, включаючи тонковкрапленний магнетит, який не розкривається навіть у класі -5 мкм. Так, кварц може містити від 0,03 до 0,7 % магнетиту. Залишкова намагніченість і коерцитивна сила тонких частинок кварцу розміром 5 мкм в два рази більше, ніж той же показник у частинок гетиту. Це є однією з причин засмічення магнітних продуктів. Проведені експериментальні дослідження підтвердили наявність процесу флокулоутворення в процесі збагачення. У продуктах з підвищеною масовою часткою магнетиту в полях напруженістю до 800 кА/м утворюються флокули з частинок магнетиту. Тяжіння слабомагнітних частинок до них незначно. При збільшенні індукції поля флокули притягуються між собою на них поступово налипають частинки слабомагнітних мінералів, особливо принапруженості понад 400 кА/м, а при 800 кА/м це вже більш об'ємні агрегати-флокули, побудовані паралельними ланцюжками в напрямку поля. Зі зменшенням розмірів частинок гематиту, мартиту і гетиту тяжіння в флокули відбувається при менших відстанях між ними. Спільне намагнічування великих і дрібних частинок полегшує флокулоутворення, особливо в полі 800 кА/м. Результати досліджень пояснюють порівняно низькі показники магнітного збагачення окислених кварцитів, а дані по флокуляції слабомагнітних мінеральних часток допомагають поліпшити показники збагачення.

В даний час вважається, що безперервними є процеси виробництва чавуну в доменних печах та розливання сталі на МБЛЗ. Поряд із поняттям "безперервного процесу", з'явилося словосполучення "сумісний металургійний процес", основною ознакою якого є збереження та використання високої температури металу за рахунок внутрішнього тепла попередніх переділів та наявність у системі мінімум двох процесів. Оскільки тепло рідкого чавуну використовується при конвертерному процесі для зниження енергоспоживання виробництва сталі, то можна говорити про суміщені процеси виплавки чавуну та сталі. Однак, це не дає права вважати сталеплавильний переділ безперервним. Очевидно, метою дослідження безперервних процесів виробництва сталі є умови отримання кращих показників при тривалій безперебійній роботі агрегату, часткова проблема в роботі якого дезорганізує роботу всієї лінії. Тому найважливішою вимогою є надійність та стійкість обладнання, синхронність роботи суміжних ланок тощо. Найкращим для безперервних процесів є дозування живлення суворо стандартизованою сировиною і налаштування агрегату на видачу незмінної за складом продукції. Також необхідно узгодити ці умови з потребами переробки достатньої кількості сировини та випуску сталі великої кількості марок. Представлена нова технічна схема та обладнання безперервно-суміщеного безкоксового виробництва металу з руд і концентратів в агрегатах рідкофазного відновлення заліза. Вона включає такі стадії, як: термічна дія на залізорудну сировину, яка вдувається через фурми разом з вугіллям і флюсами в плавильно-відновлювальний реактор-газифікатор, для відновлення заліза та навуглецювання металу в шарі вугілля; розплавлення навуглецьованого заліза та проходження його крізь шар вугілля й шлаку; скачування шлаку з плавильного реактора-газифікатора. У результаті роботи на запропонованій установці отримується високоякісна і за необхідності легована сталь з чавуну, який після реактору-газифікатора спрямовується у камеру, де завдяки потокам кисню через фурму відбувається декарбонізація і залишкова глибока дефосфорація низьковуглецевої сталі, яку подають до наступної обертової камери для відновлення рідкого металу і десульфурації.