Переработка шлака металлургического как бизнес - Контакты компаний и предприятий

Утилизация шлаков

Значительная часть шлаков содержит металлические включения. Такие отходы сложно обрабатывать. Основной способ переработки – грохочение с последующей магнитной сепарацией металлических элементов. У этого метода есть недостатки: низкое качество разделения металла и шлака, повышенный износ оборудования, низкая рентабельность. Появляются новые технологии, которые осуществляют более точное разделение, а также извлечение немагнитных металлов. Удается извлечь 15% металлического железа.

https://youtu.be/pefVAyhbTvI

Освобожденный от металлических примесей шлак пригоден для дальнейшего промышленного применения. Шлаки пористой структуры используют как добавку к бетону. Существуют технологии удаления воздуха (дегазации) из металлургических отходов, что позволяет получить плотный строительный щебень.

Определенную сложность представляет переработка рафинированных шлаков от плавки сурьмянистых концентратов. Из отходов необходимо выделить сурьму и мышьяк, чтобы они не попадали в окружающую среду. В последнее время эти примеси отделяют методом водного выщелачивания.

Большую часть отходов металлургического производства перерабатывают в твердом виде, но переработка расплавов более эффективна.

Шлаковые отходы при выплавке чугуна и стали

К шлакам черной металлургии относятся доменные и сталеплавильные. Доменные шлаковые отходы появляются при выплавке чугуна. Для каждого из видов чугуна – литейного, предельного или специального – характерен свой тип шлака.

Сталеплавильные образуются при выплавке стали. Они делятся на мартеновские, вагральные и электроплавильные – по типу печей. К этой же группе относят шлаки, которые образуются в процессе обработки металла: тигельные и сварочные.

Доменные шлаки образуются одновременно с выплавкой чугуна. Шлаковые массы имеют меньшую плотность, поэтому всплывают на поверхность. Легкую фракцию сливают через верхнее отверстие доменной печи. В ней нет металлических включений. Затем через нижнее технологическое отверстие сливают чугун. В печи остается средняя фракция – шлак, содержащий металл. Его направляют на дальнейшую переработку с целью выделения остатков металла.

Советуем почитать: Что такое экологический след человека и как его уменьшить?

Состав доменных шлаков зависит от типа руды, флюса и топлива. Около 95% их массы – это окислы кальция, кремния и алюминия. Металлургические отходы относят к одной из категорий в зависимости от преобладающего минерала:

кислотные – шлаки с преобладанием кремния и алюминия;
основные – с высоким содержанием магния, кальция марганца;
промежуточные – с равнозначным содержанием кислотных и основных соединений.

При переработке шлаков металлургического производства учитывают вид распада шлакового монолита. Так, при силикатном распаде кальциевый силикат трансформируется из бета в гамма форму с увеличением объема. Кусок шлака покрывается трещинами, затем рассыпается в порошок. Известковый распад – результат гидратации извести. Характерен для мартеновских шлаков. Шлаковый камень растрескивается и разваливается на части.

Утилизация доменных шлаков

Основной потребитель доменных отходов – цементные заводы. Добавление измельченного шлака в цемент улучшает характеристики строительной смеси. Шлаковую пемзу, переработанную в щебень, используют как наполнитель легких марок бетона. Расплавленный шлак применяют для производства минеральной ваты.

Сталеплавильные шлаки

Отходы сталеплавильной отрасли в 2 раза меньше доменных по объему, но значительная часть сталеплавильных шлаков все еще попадает в отвалы. Этот вид применяют:

в производстве щебня;
в домнах и вагранках в качестве флюса;
в сельском хозяйстве для известкования почв.

Использование отходов предприятий черной и цветной металлургии в строительной индустрии

Высокие темпы развития материального производства, ускорение научно-технического прогресса обуславливают все более интенсивное использование природных ресурсов, особенно полезных ископаемых. Важность проблемы обеспечения минеральным сырьем народного хозяйства определяется, с одной стороны, тем, что последние являются основой развития промышленности, ее эффективность в первую очередь зависит от степени обеспеченности ресурсами, а с другой стороны, тем, что экономика страны функционирует при ограниченных запасах полезных ископаемых.

Вследствие постоянного роста взаимодействия между обществом и природой окружающая нас среда становится все более синтетической, и ее естественная структура вступает в конфликт с производительными силами и общественным потреблением. Назревает необходимость контроля над качеством окружающей среды. Проблему эффективного использования минерального сырья и, в частности, переход на безотходную технологию следует рассматривать с точки зрения устранения противоречий между экономическим ростом (необходимостью все большего вовлечения ресурсов в производство) и «производительной возможностью» окружающей среды (истощение запасов, снижение качества минеральных ресурсов, нарушение экологического баланса). Решение этих противоречий вероятно при рациональном и комплексном использовании добываемых ресурсов, а также отходов производства.

Главное направление снижения объема отходов производства — их утилизация в различных отраслях народного хозяйства и, особенно, в строительной индустрии.

Актуальность и необходимость расширения утилизации отходов производства с каждым годом возрастают вследствие истощения запасов богатых руд, сложившейся структуры их добычи, увеличения потребности в строительных материалах и обострения проблемы хранения отходов.

Развитие и совершенствование производства строительных материалов имеют решающее значение для выполнения программы строительных работ. Основные строительные материалы (цемент и другие вяжущие, стеновые материалы, хризотилцементные изделия, строительная керамика, тепло-, гидро- и звукоизоляционные материалы, строительное и техническое стекло и др.) производятся в основном на предприятиях Агропромышленного комплекса России.

Минерально-сырьевые отходы находят широкое применение в производстве строительных материалов.

Так, например, широко применимы отходы предприятий черной металлургии. Наиболее широкое применение при производстве строительных материалов находят доменные шлаки, выход которых на отечественных металлургических заводах составляет примерно 0,5–0,6 т на 1 т чугуна. При переработке доменных шлаков получают гранулированный шлак для производства цемента, закладки выработанного пространства, производства местных и шлакощелочных вяжущих заполнителей бетонов, шлакощелочной пемзы, используемой в качестве заполнителей бетона, минеральной шлаковой ваты, шлакоситаллов, щебня и песка.

Применение этих материалов в строительстве позволяет экономить первичные минеральные ресурсы (песок, известь, глину, щебень), клинкерный цемент и топливо. Так, например, использование гранулированных шлаков в качестве заполнителей бетона дает значительную экономию. Применение шлакового щебня и песка для строительных целей позволяет получить не только экономию средств, но и также исключить использование при производстве естественных заполнителей.

Одним из наиболее рентабельных видов употребления доменных шлаков является шлаковое литье. Разработана технология производства двухслойных металлошлаковых труб и отводов шлаковых плит и других изделий. Трубы предназначаются для пневмо-гидротранспортирования абразивных материалов — щебня, песка, руд, бетона и др. Замена ими стальных трубопроводов позволила на каждом километре трубопровода экономить 150 т металла.

Ферросплавные шлаки используются для производства местных и шлакощелочных вяжущих в качестве заполнителей бетонов. При этом наблюдается снижение расхода естественных заполнителей. Большую ценность для производства автоклавных материалов представляют шлаки, получаемые при выплавке коуглеродистого феррохрома. При охлаждении шлак феррохрома в результате силикатного распада превращается в дисперсный порошок. Добавка шлака (3–4 %) к силикатной массе позволяет улучшить ее формовочные свойства, повысить прочность сырца, снизить расход извести.

Шлаки ферросплавного производства могут стать эффективным заполнителем огнеупорных бетонов. Огнеупорные бетонные композиции на основе заполнителей из ферросплавных шлаков могут применяться в различных тепловых агрегатах. Бетона на заполнителе из шлаков ферросплавного производства характеризуется высокой термостойкостью и может применяться в качестве высокотемпературной футеровки с циклическим режимом нагрева и охлаждения.

Основной потребитель шлаков — цементная промышленность, использующая до 75 % их объема для производства гидравлических добавок производства портландцементов, шлакопортландцементов, шлакощелочных цементов высоких классов. Немало цементных заводов расположены непосредственно около металлургических заводов. Это позволяет эффективно использовать шлаки для производства высококачественных цементов.

Также широкое применение получили и отходы предприятий цветной металлургии. Из минерально-сырьевых отходов цветной металлургии некоторое применение получили шлаки и шламы. Исследования физико-химических, физико-механических и технологических свойств шлаков, образующихся на горно-металлургических комбинатах вследствие переработки руд цветных металлов, показали, что для производства строительных материалов пригодны шлаки, полученные при переработке медных никелевых руд, которые по прочностным характеристикам, теплофизическим свойствам, износостойкости, кислотостойкости, как правило, значительно превосходят аналогичные показатели доменных шлаков.

Гранулированные шлаки этих производств являются хорошим сырьем для приготовления вяжущих веществ автоклавного твердения. На таком вяжущем получают бетоны следующих видов: тяжелый на крупном заполнителе, плотный мелкозернистый, легкий на пористом заполнителе, ячеистый. Такие материалы не нуждаются в дополнительной переработке, они лучше пиритных огарков.

Переработка шлаков руд цветных металлов на песок и щебень после извлечения ценных металлов — наиболее перспективный и экономически выверенный путь решения проблемы их утилизации.

Однако в настоящее время доля переработки шлаков на предприятиях цветной металлургии остается на низком уровне. Большую их часть сливают или вывозят в отвалы. В натуральном виде эти гранулированные шлаки могут быть использованы в качестве мелкого заполнителя в бетонах. В то же время проблема использования шлаков предприятий цветной металлургии, которых накопились сотни миллионов тонн в народном хозяйстве, остается актуальной как с позиции комплексного использования минерального сырья, снижения себестоимости конечного продукта, так и с позиции охраны окружающей среды.

Перспективны для утилизации шлаки, получаемые при выплавке никеля. Они пригодны для переработки в строительный песок, дефицит которого непрерывно возрастает.

К настоящему времени разработана технология переработки гранулированных шлаков в качественный мелкий заполнитель. Тяжелые бетоны с заполнителем на шлаковом песке по расходу цемента, прочностным и деформативным характеристикам, морозостойкости соответствуют нормативным требованиям и не уступают бетонам, произведенным на основе природного стандартного песка.

Могут применяться гранулированные шлаки никелевого производства и в качестве кремнеземистого компонента автоклавного вяжущего. При этом требуемое количество извести снижается в 3–4 раза по сравнению с использованием кварцевого песка. Данным гранулированным шлаком можно полностью заменить природный песок в силикатной смеси при производстве кирпича. От такой замены не только повышается прочность кирпича, но и улучшаются теплоизоляционные свойства материала.

Заслуживают внимания шламы как побочный продукт при переработке глиноземсодержащего сырья. Они могут, по предварительным данным, использоваться для изготовления цемента. Каолиновый шлам по своему химическому составу близок к портландцементу. Нефелиновый (белитовый) шлам — побочный продукт (отходы) при производстве глинозема, на протяжении многих лет используется в промышленности строительных материалов. Промытый белитовый шлам — хорошее сырье для изготовления цемента высокой активности.

Производство цемента на основе этих шламов вследствие значительного количества в них готового двухкальциевого силиката является более экономичным. Так, расход известняка сокращается на 50–60 %, производительность вращающихся печей повышается на 25–30 %.

В результате совместного помола нефелинового шлама с портландцементным клинкером и гипсом получают высококачественные цементы самых разнообразных классов, отвечающие требованиям государственного стандарта и техническим условиям.

На нефелиновом цементе при расходе 200–230 кг/м3 можно получать конструкционно-изоляционный газобетон (например, керамзитобетон) хорошего качества крупнозернистой структуры.

В нашей стране много лет применяется безотходная технология по производству содопродуктов и цемента на базе комплексного использования нефелинов. Из каждых 4 т нефелинового концентрата и 15 т известняка получают без отходов 1 т глинозема, 1 т содопродуктов и 10 т цемента.

Кроме цементного производства на основе нефелинового шлама он может применяться в производстве строительных изделий (кирпич, блоки, плиты); в дорожном строительстве для укрепления грунтов в качестве подстилающего слоя; при производстве вяжущего для асфальтобетона, огнеупоров в качестве одного из основных компонентов шахты; при изготовлении цветного стекла.

Красные бокситовые шламы, образующиеся при производстве алюминия, могут использоваться в цементном производстве, при производстве шлакокаменного сырья, шлакошебня, шлакоситаллов, различных составов местных вяжущих, для закладки горных выработок, устройства дорожных покрытий и т. д.

С 90-х годов XX века прослеживались два основных направления переработки красных бокситовых шламов:

1. комплексная переработка шламов с последовательным получением ряда ценных продуктов (чугуна, глинозема, цемента и др.);

2. непосредственное использование шлама в качестве добавки при производстве различных видов строительных материалов, например цемента.

Утилизация красных бокситовых шламов связана с небольшим объемом капитальных вложений в специализированные производства. Однако при погрузке, транспортировании и разгрузке их влажность не должна превышать 15–20 %. Исследования показали, что красный бокситовый шлам глиноземного производства является сырьем для промышленности строительных материалов, позволяющим интенсифицировать процесс производства портландцементного клинкера.

Таким образом, можно заключить, что использование отходов предприятий черной и цветной металлургии в строительной отрасли является перспективным направлением промышленного комплекса, поскольку при его развитии представляется возможным снижением напряженности во многих сферах народного хозяйства.

Литература:

1. Бобович Б. Б. Переработка отходов производства и потребления / Б. Б. Бобович, В. В. Девяткин. — «Интермет инжиниринг», 2000. — 496 с.

2. Болдырев А. С. Использование отходов в промышленности строительных материалов / А. С. Болдырев, А. Н. Люсов, Ю. А. Алехин. — М.: Знание, 1984. — 64 с.

3. Маннанова Г. В. Техника и технология утилизации твердых отходов / Г. В. Маннанова. — М.: Знание, 2007. — 24 с.

Образование и использование золошлаковых отходов

Золошлаковые отходы образуются преимущественно на ТЭЦ. При горении измельченного угля, смешанного с мазутом, микрочастицы золы улетают с дымовыми газами. Органическая составляющая топлива превращается в дым и пар, минеральные компоненты превращаются в золу и шлак. Зольный остаток спекается в крупные куски. При перемешивании со шлаком формируются золошлаковые отходы.

Отходы ТЭЦ при хранении в отвалах занимают огромные площади. ТЭС мощностью 1 ГВт в сутки образует 1000 тонн шлака и золы. Такая масса отходов при захоронении слоем 8 м требует отчуждения более гектара земель в год. При таких объемах переработка золошлаковых отходом имеет важное экономическое и экологическое значение.

Область применения топливных шлаков

Топливные шлаки, как и металлургические, применяют в производстве бетона, керамзита и шлакоблоков. Гранулированную золу используют для оснований парковок, велосипедных дорожек, набережных. Ее применяют и для покрытия полигонов твердых коммунальных отходов.

Советуем почитать: Способы переработки органических отходов

Зола и непрогоревшие частицы угля обладают адсорбирующими свойствами. Благодаря этой характеристике зольные остатки применяют для очистки сточных вод.

Жидкую фракцию топливных отходов используют в производстве керамической плитки.

Летучая зола, которую вылавливают из потока дымовых газов, тоже находит применение:

для укрепления грунтов при строительстве дорог;
при производстве железобетона для гидротехнических сооружений.

Разработана технология изготовления удобрений из гранулированных топливных шлаков. Их преимущество в том, что они отдают почве питательные вещества на протяжении 10-15 лет.

При широких возможностях вторичной переработки топливных отходов, пока доля утилизации золы в России невелика. Во Франции, Германии и США перерабатывается 60-70% золошлаковых отходов, в России этот показатель не превышает 5%. Остальные 95% выбрасывают на полигоны.

Цветная металлургия

Бизнес этой направленности предполагает работу с цветными металлами: их добычу, обогащение, выплавку, в том числе и сплавов. Различают такие направления работы, как производство легких и тяжелых металлов.

Легкие металлы

К ним относят магний, титан, алюминий. Организация подобного бизнеса требует размещения предприятия рядом с источниками недорогой энергии, поскольку ее потребуется очень много. Следовательно, подобные производства стараются установить недалеко от ГЭС. Регион открытия завода зависит от сырьевой базы. Например, для изготовления алюминия стоит искать подходящие места в районах юга Сибири, Кольского полуострова, Урала, Северо-Западного района. Когда ваш бизнес-план направлен на изготовление магния или титана, стоит искать место под завод на Урале. Обратите внимание, что производства по обработке металлов стараются разместить недалеко от мест сбыта. Это помогает сэкономить на транспортных расходах.

Тяжелые металлы

К ним относят никель, олово, цинк, медь. Изготавливать их можно без участия такого количества энергии, как для легких. Следовательно, подобный бизнес стараются разместить поближе к сырьевой базе. Если говорить о медной руде, то это район Урала. Для производства свинца и цинка стоит обратить внимание на Дальний Восток, Восточную и Западную Сибирь, Северный Кавказ. Кобальт и никель производят в основном в Мурманской области, Северном экономическом районе, Восточной Сибири.

Источник

Примеры успешного промышленного применения шлаков уже есть. Вскоре промышленники займутся «шлаками 2.0»

«Как превратить шлаки из отходов в прибыльный бизнес? Об этом говорят уже последние несколько лет», – пишут в статье для New-Mine Питер Том Джонс, старший менеджер по исследованиям KU Leuven IOF (Industrial Research Fund), и Ливен Мачиэльс, менеджер по исследованиям SOLVOMET.

Наибольшего успеха в этом удалось достичь сталелитейной промышленности – металлурги сумели использовать молотый гранулированный доменный шлак (GGBFS) для производства низкоуглеродистых «доменных цементов». С тех пор такой способ заработка на шлаке стал общепринятой практикой.

Однако применение других типов шлаков (шлаки от конверторного производства, электродуговых печей, цветной металлургии и тех, что образуются в результате производства нержавеющей стали) остается довольно ограниченным. Особенно если говорить о достижении высокой добавленной стоимости конечной продукции. В лучшем случае такие шлаки применяются в качестве гравия для дорожных оснований или заполнителей в строительной промышленности.

В то же время законодательство европейских государств и Европейского Союза относительно содержания остаточного металла в шлаках постоянно ужесточается. Это ставит под угрозу использование многих необработанных типов шлаков в направлениях с низкой добавленной стоимостью. В результате многие компании вынуждены складировать свои шлаки, что создает для них дополнительные расходы и риски.

Шлаки 2.0: от отходов к чистому побочному продукту

Хорошая новость в том, что в течение последнего десятилетия были предприняты значительные усилия для более качественной обработки шлаков, что позволяет соответствовать строгим экологическим нормам ЕС. Ключевая цель в этом процессе – снизить остаточное содержание металлов до уровня ниже определенных законодательством пороговых значений.

Работа над химическим составом шлаков и их минералогией открывает возможности для использования шлаков в качестве сырья для дорогостоящих продуктов. Например, для дополнительного цементирующего материала (SCM), который можно смешивать с клинкером из портландцемента, для получения альтернативных связующих (таких как «неорганические полимеры») и связующих на основе карбонатов.

Примеры промышленного производства «очищенных» и «инженерных» шлаков нового поколения уже есть. Это «шлаки 2.0», которые следует рассматривать не как отходы, а, скорее, как побочные продукты промышленного производства.

Koranel® от Metallo

kuleuven.sim2.be

Также шлаки можно было бы назвать «рудным побочным продуктом». Почему? Потому что разница с рудами, полученными путем первичной экстракции, небольшая. Ключевым примером в этом контексте является бельгийская компания Metallo, которая эксплуатирует плазменную установку для восстановления цинка в шлаках и одновременного снижения содержания свинца в них с 1% до менее 300 частей на миллион (что соответствует жесткому законодательству).

С 2018 года Metallo производит такой шлак под торговой маркой Koranel®. Во время 14-й Глобальной конференции по шлакам в Аахене Koranel® был удостоен звания «Шлаковый продукт года». В настоящее время такой шлак применяется в основном для пескоструйной обработки, но исследования показывают, что их можно использовать и в других областях, в частности для цементных вяжущих и инженерных продуктов. Были проведены обширные испытания промышленных масштабов, которые открывают путь к широкому использованию шлаков цветной металлургии в строительной промышленности.

Связующие из шлаков

После обширных исследований и промышленных испытаний использования шлаков недоменного типа в новых вяжущих и смешанных цементах на рынок вышли первые продукты такого типа. Примерами являются цементы на основе неорганических полимеров из летучей золы, доменного шлака и других типов шлаков, производимые компанией Sqape. Они доступны на голландском рынке.

Другим примером являются связующие вещества, образующиеся в результате карбонизации шлаков из нержавеющей стали, производимые Orbix. В настоящее время Orbix налаживает сотрудничество с Deruwbouwgroup (группа CRH), чтобы поставлять строительные изделия на основе шлака из нержавеющей стали на голландский рынок. Этот продукт на нидерландском языке называется compensatiesteen. Поскольку для карбонизации шлака из нержавеющей стали (с целью образования связующего вещества) используется CO₂, производство этого продукта также способствует снижению выбросов CO₂. Более того, производство compensatiesteen имеет меньший углеродный след по сравнению с другими строительными материалами. (…)

www.otar.nl

Что дальше?

После более чем десяти лет исследований и разработок в университетах, исследовательских центрах и на промышленных мощностях можно сказать, что позитивный консенсус относительно шлаков возможен. Даже недоменные шлаки постепенно находят свой путь на рынок. Компании-первопроходцы занялись созданием нового поколения чистых шлаков, «шлаков 2.0», которые можно рассматривать как ценные побочные продукты. На данный момент в большинстве стран – членов ЕС отрасль по производству шлаков занимается R&D проектами, направленными на разработку собственных шлаков (в соответствии с более строгим законодательством) и поиск наиболее выгодного применения для них. Также на рынке появляются новые связующие и строительные материалы на основе шлаков, что существенно увеличивает их прибыльность.

Примеры успешного промышленного применения шлаков уже есть. Вероятно, вскоре ключевые промышленные игроки последуют примеру компаний-первопроходцев и займутся производством «шлаков 2.0». Одной из основных движущих сил в этом процессе является позиция властей, которые постоянно внедряют более строгие нормы в отношении состава шлаков и содержания CO₂в строительных материалах.

Гармонизация законодательства европейских стран и «зеленых» государственных закупок на уровне ЕС с применением, например, лучших практик ведущих стран (таких как Нидерланды) будет способствовать производству новых чистых шлаков в промышленных масштабах. Это значит, что металлургия сделает важный вклад в переход к низкоуглеродистой экономике, экономике замкнутого цикла.

Оригинал материала опубликован на New—Mine

Источник

Утилизация отходов металлургического производства – важное направление совершенствования и развития отрасли. При выплавке из руды металлов образуются отходы силикатного типа. Отправляя шлаки на переработку, предприятия получают более дешевый металл по сравнению с первоначальной добычей из руды. Кроме того, безотходное производство улучшает экологическую ситуацию в промышленных городах, состояние почвы и воздуха в отвальных зонах, освобождает земельные угодья.

Применение вторичного сырья

Их количество на 1 т исходного материала зависит от способа добычи металла. Несмотря на внедрение технологий безотходного производства на современных предприятиях, тонны непереработанного сырья ежедневно отправляются в отвалы.

С середины прошлого столетия появились технологии утилизации отходов металлургической отрасли, позволяющие получать из них дешевые и качественные материалы. Их используют в сельском хозяйстве, промышленном и жилищном строительстве, восстановлении дорожного полотна.

Например, при строительстве метро в обделке тоннелей должны быть использованы огнеупорные, прочные материалы, не подверженные выветриванию и коррозии. Обделка изготавливается так, чтобы выдерживать давление горных пород, подземных вод, сейсмические нагрузки.

Для обделки тоннелей часто используются сборные конструкции из чугунных тюбингов. Продукты переработки шлаков широко используются в создании тюбингов метро и для облицовочных работ на станциях и в тоннелях.

Современные технологии

Переработка шлаков металлургического производства состоит из отделения металлических включений из отходов. Первоначальную утилизацию проводит само металлургическое предприятие. Процесс состоит их транспортировки побочных материалов в специальные ямы, где используются грузы для дробления. После этого методом магнитной сепарации выделяется металлическая составляющая, а остальное перерабатывается в щебень.

Для нержавеющих, жаропрочных и подобных шлаков такая технология не подходит, так как металлическая составляющая немагнитна. Современная техника позволяет извлекать до 95% металлов, включая немагнитные.

Технология комплексной переработки отходов состоит из этапов:

Оценка отвалов по количеству и составу, в том числе по содержанию металла и неметаллической составляющей, отбор крупных фрагментов.
Последовательное использование трех дробилок: две щекотовые (первая до размеров – 150 мм, затем вторая – до 60 мм), третья дробилка — конусная дробит на куски до 30 мм. По окончании каждого этапа дробления выбирается металлический скрап.
Просеивание. Куски более 28 мм отправляются на дробление заново. Результат — получение шлаков 0-5 мм и 5-10 мм.
Полученное сырье отправляется на сепарацию, где ведется отделение металлического сырья.
Результаты комплексной переработки — получение оксидной составляющей (песок и щебень) и металлической (слитки до 1200 кг). Конечный продукт первого сырья — тротуарная плитка, стеновые блоки, бордюрный камень. Металлические сплавы идут на создание рафинированной шихтовой заготовки.

Утилизация доменных шлаков

Продукты переработки отходов черной металлургии используются для создания разнообразной продукции.

Включение переработанного доменного шлакового сырья в состав смеси при производстве цемента улучшает его качественные характеристики. Шлаковая пемза используется как легкий заполнитель бетонов, недорогой заменитель керамзита.

До 20% доменных шлаковых материалов перерабатывается в щебень, который используют в дорожном строительстве, добавляют в бетон (марка М-300).

Еще один продукт, получаемый при утилизации металлургических отходов – минеральная вата.

Технология утилизации

Технология переработки металлургических шлаков включает операции:

Первичное дробление крупной фракции (< 350 мм).
Первичная магнитная сепарация.
Вторичное дробление немагнитной фракции (< 80 мм).
Грохочение магнитной фракции.
Доочистка магнитной фракции.
Вторичная магнитная сепарация исходной продукции по группам.

В черной металлургии остро стоит проблема использования кокса. Поэтому активно ведется разработка бескоксовых технологий производства железа. Доступным источником энергии для черной металлургии остаются некоксующиеся угли, а сырьем — бедные железные руды (из отвалов). Старое оборудование, например, доменная печь, с этой функцией не справятся. Альтернативой выступают агрегаты и процессы бескоксовой металлургии. Перспективными с экономической точки зрения считаются процессы с использованием дешевых энергоносителей — некоксующегося угля, дутья с небольшим добавлением кислорода. Среди способов извлечения железа из отработанных шлаковых отходов широкой распространение получили дробление, размол и металлическая сепарация.

Для переработки шлаков используется техника:

Дробилки роторные относятся — основное оборудование для переработки, позволяют получать разные фракции продукта (щебень, мука, крошка). Станок с максимальной площадью может перерабатывать до 70 тонн в час.
Инерционные и вибрационные грохоты используются для фракционирования. Современные агрегаты позволяют получать нужный размер, безопасны, надежны и удобны.
Магнитные сепараторы разделяют продукт при движении на конвейерной ленте.
Конвейеры.

Технологическая инструкция запрещает работнику:

Загораживать, захламлять подходы к агрегатам.
Вставать на станок, класть на него какие-либо предметы.
Разрешать эксплуатацию аппарата посторонним, оставлять оборудование без присмотра.

В ходе производственного процесса запрещено:

Изменять положение деталей на аппарате (пружины, болты)..
Изменять размер разгрузочной щели.
Перемещать ограждения.
Смазывать оборудование вручную.
С помощью случайных предметов проталкивать застрявшие камни.

Использование сталеплавильных шлаков

Объемы отходов сталеплавильной промышленности в 2 раза меньше доменных. Однако большая часть их поступает в отвалы.

На производство щебня используется половина перерабатываемых сталеплавильных шлаков. Третья часть от всего объема потребляется в виде флюса в доменной шихте и вагранках. Часть продуктов переработки идет на сельскохозяйственные нужды.

( 2 оценки, среднее 3 из 5 )

Источник

Переработка металлургических шлаков в скором времени станет весьма перспективным видом бизнеса, поскольку в мире растет спрос на сырье данного вида. Потребление увеличивают производители строительных смесей и дорожного покрытия, активно использующие металлургические шлаки для изготовления продукции.

Очевидно, что использование продуктов переработки помогает производителям цемента, строительных смесей, дорожного покрытия снизить себестоимость продукции. Узнать актуальные цены на металлургическое сырье можно посетив сайт, где представлен каталог продукции с подробной информацией.

Что такое шлаки от металлургической продукции

Невзирая на очевидную ценность такого сырья для бизнеса, большая часть металлургических шлаков не задействована в производстве, часто хранится просто под открытым небом. Такое положение дел обусловлено тем, что большинство производств не имеют необходимого инструментария для эффективной работы с сырьем.

Металлургические шлаки – это ценные и универсальные строительные материалы, которые часто подпадают под классификацию промышленных отходов. Однако использование этих отходов в промышленности может положительным образом сказаться на экологической ситуации.

Использование металлургических шламов

Основные источники шламообразования

Шлам — это (От нем. Schlamm) — грязь. Этим словом обозначают разные понятия, в том числе последний, самый мелкий продукт дробления при обогащении руды или угля, отложения в паровых котлах; осадок (в виде мелких частиц) при отстаивании или фильтрации жидкости; порошкообразный продукт, выпадающий в осадок при электролизе меди, цинка и др. Шламы (Далее «шлам» — «Ш.»; ) часто содержат ценные компоненты, в том числе благородные металлы

На металлургических заводах образуются миллионы тонн шламов. Основная масса Ш. образуется в процессе улавливания и осаждения технических и аспирационных выбросов пыли. Ш. содержат ценные компоненты (прежде всего железо), утилизация которых экономически оправданна. Кроме того, при полном использовании шламов решаются вопросы охраны окружающей среды, так как хранение Ш. в отвалах наносит вред природе (занимаются земельные площади, происходит выветривание пыли, загрязняются атмосфера, почва, реки и водоемы).

По источникам образования железосодержащие Ш. черной металлургии подразделяют на агломерационные, доменные, сталеплавильные и окалиносодержащие (в основном Ш. прокатных цехов).

Агломерационные шламы (аглошламы) образуются при гидроулавливании пыли из мешков мультициклонов, аппаратов мокрой очистки технических и аспирационных газов, при гидравлической уборке помещений и промывке трубопроводов агломерационных фабрик. В остальных случаях аглошламы образуются за счет потерь рудной смеси при гидроочистке вагонов и при гидроудалении коллекторной пыли. Ш. агломерационных фабрик принадлежат к группе, относительно богатой железом; по основным химическим компонентам они близки к агломерационной шихте (40-60 % Fеобщ).

Наиболее существенными факторами, влияющими на образование агломерационных Ш., являются:

число зон агломерационной установки, имеющих газоочистку (зоны спекания, охлаждения);
характер удаления коллекторной пыли (очистка мокрая и сухая);
наличие гидросмыва.

При наличии газоочистки только в зоне спекания удельный выход шламов составляет 10—15 кг/т агломерата. При дополнительной очистке отходящих газов в зоне охлаждения удельный выход Ш. повышается до 23,3—27,9 кг/т агломерата.

Доменные шламы образуются в процессе мокрой очистки колошниковых газов в скрубберах, дроссельных группах, трубах Вентури, а также при гидросмыве подбункерных помещений. Объем Ш. зависит от технологических факторов, влияющих на вынос колошниковой пыли, и от степени очистки газов в сухих пылеулавливателях.

Доменные шламы отличаются меньшей долей железа и повышенной массовой долей цветных металлов, прежде всего цинка (иногда до 2-3%).

Сталеплавильные шламы подразделяются на Ш. газоочисток, конвертеров, мартеновских и электросталеплавильных печей.

Отходящие конвертерные газы выносят много пыли; вследствие этого все конвертеры оборудованы газоочистками. Удельный выход Ш. газоочисток конвертеров находится в пределах 1—3 %. Удельное пылевыделение зависит от интенсивности дутья, конструкции кислородной фурмы, давления кислорода и гранулометрического состава сыпучих материалов. Запыленность мартеновских газов составляет 2-10 г/м3. Содержание железа в конвертерных и мартеновских шламах весьма высокое (45-65 %).

Химический состав Ш. газоочисток электросталеплавильных печей непостоянен, так как зависит от марки выплавляемой стали. Ниже приведен усредненный состав Ш., мас.%: Fe 30-55; SiO2 2-12; Al2О3 0,3-10,0; СаО 1,5-17,0; MgO 5-27; МпО 1,5-5,5; Р2О5 0,02-0,25; Cr до 10; Ni до 8; Zn до 2; Pb до 1. Как видно из этих данных, шламы электропечей отличаются более низким содержанием железа и наличием примесей цветных металлов.

Удельный выход окалиносодержащих Ш. прокатного производства колеблется в пределах 2,1—2,3 кг/т проката. Шламы отличаются высоким содержанием железа, но загрязнены маслами.

Источник [6] → список литературы.

Металлургические шлаки

СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫЕ ШЛАКИ

Состав и свойства сталеплавильных шлаков определяются их ролью в процессах передела. Шлаки передают тепло от газовой фазы к металлической и питают ванну металла кислородом (регулируя ход процесса в сторону окисления или восстановления); защищают металл от поглощения азота и водорода и рафинируют его от вредных примесей (серы и фосфора); наконец, они должны сводить к минимуму угар и механические потери металла.

Формирование шлака и его конечный состав зависят от способа и характера передела (кислый или основной). Передел чугуна в сталь заключается в окислении содержащихся в нем примесей. При этом неизбежно окисляется и часть железа. Окислы элементов, флюсы и разрушающаяся футеровка печи, соединяясь между собою, образуют неметаллическую фазу —шлак.

В нем растворяются загрязняющие примеси шихты (песок, глина, ржавчина, доменный и миксерные шлаки).

В сталеплавильных шлаках всегда есть железо в виде окислов (до 24%) и в металлической форме (до 20%), а также МnО (до 11%). Наличие металла в шлаках не только снижает выход стали, но и заметно усложняет переработку шлаков.

В результате окисления и рафинирования металла, а также разъедания кладки в шлаках появляются окислы и сульфиды: SiO2, Al2O3, СаО, МgО, Cr2O3, Р2О5, FeО, МnО, FeS, MnS и др.

Использование сталеплавильных шлаков для получения строительных материалов и удобрений зависит от их химического и минералогического состава и физикомеханических свойств.

Мартеновские шлаки по характеру процесса (определяемого основной или кислой футеровкой пода печи) подразделяются на основные и кислые. Объем производства стали кислым процессом относительно невелик, поэтому в дальнейшем преимущественно будем рассматривать основные шлаки, Более чем наполовину эти шлаки состоят из основных окислов. СаО, МgО, FeО, МnО. Мартеновский шлак характеризуется основностью, т. е. отношением СаО: SiO2. Еcли СаО : SiO2<1, то шлаки считают низкоосновными. Шлаки средней основности имеют СаО : SiO2= 1,6-2,5. При СаО : SiO2>2,5 шлаки называют высокоосновными.

При переделе высокофосфористых чугунов в шлаках содержится повышенное количество Р2O5. В этом случае критерием основности шлака является отношение

O:(SiO2+P2O5).

Кислые шлаки состоят главным образом из SiO2 (50—65%) и некоторого количества таких основных окислов, как FеО (10—20%) и МnО (10—30%). Их кислотность выражается отношением SiO2 : (FеО+МnО). Если в кислых шлаках содержится 3—15% СаО, то их кислотность выражается отношением SiO2: (FеО+МnО+CaO). Мартеновские шлаки подразделяют на первичные и конечные (вторичные). Количество первичных шлаков колеблется от 50 до 70, вторичных — от 30 до 50%.

Мартеновские шлаки отличаются широким диапазоном колебаний состава в зависимости от марок стали и периодов плавки. Первичные шлаки имеют основность от 1 до 2 , конечные от 2 до 4.

Отличительная способность шлаков мартеновского производства —высокое содержание окислов железа (до 25%) и наличие (2—3%) Р2О5. Шлаки фосфористого передела содержат до 18—20% Р2О5. Наиболее характерные составы мартеновских шлаков представлены в табл. 4.

Минералогический состав мартеновских шлаков довольно сложен. Петрографический анализ мартеновских шлаков Ждановского завода имени Ильича, выполненный А. В. Запольский и А. М. Черезовой ДУралНИИЧМ), показал, что структура шлака неравномерно зернистая с размером зерен от 8 до 200 мкм. В шлаке преобладает мервинит в виде крупных призматических и чечевицеобразных зерен размерами 100—200 мкм (в количестве 42%).

Ферритная фаза представляет твердый раствор ферритной и алюмоферритной фаз, в которой наблюдаются вростки RО-фазы (твердых растворов свободных окислов МgО, МnО, FeО). Содержание ферритной фазы и RО-фазы составляет 29%. В исследуемой пробе наблюдались единичные выделения бурого цвета размером до 4 мкм с нечеткими размытыми краями — псевдоморфоза с включениями СаО. Включения, по-видимому, более высококоосновные, чем основная масса и представлены трехкальциевым cиликатом, алюмоферритной фазой и периклазом.

Важной характеристикой мартеновских шлаков является их вязкость. При температуре 1600° С вязкость жидких шлаков составляет 0,2—0,4 П, густых — выше 2 П. Повышение степени перегрева шлаков повышает его жидкотекучесть. Вязкость шлака возрастает с повышением его основности. Минимальную вязкость мартеновский шлак имеет при основности 2,1—2,3. Вязкость шлака зависит также от содержания Сr2O3, МgО и А12O3. Большая вязкость шлаков, содержащих Сr2O3, объясняется образованием в них хромитов железа Fe(Сr2O3)2, имеющих температуру плавления 1900—2000° С. Присутствие малорастворимой в шлаке МgО повышает гетерогенность шлака и, следовательно, увеличивает его вязкость. А12O3 заметно понижает вязкость. Для разжижения основных шлаков в них добавляют боксит, содержащий 40—60% А12O3; бой шамотного кирпича, содержащий 36—42% А12O3 и 55—60% SiO2; плавиковый шпат; в некоторых случаях — песок, содержащий до 98% SiO2.

Мартеновские шлаки, как правило, устойчивы против силикатного распада. Однако в высокоосновных мартеновских шлаках встречаются модификации γ-ортосиликата кальция и свободная известь, которые вызывают их растрескивание и самораспад. Эти явления особенно опасны при использовании щебня из мартеновских шлаков в бетонах и асфальтобетонах. Локализация разрушающего действия этих соединений достигается обработкой шлака паром в закрытых емкостях в течение 2—3 ч или длительной выдержкой шлака на воздухе — в течение не менее двух месяцев.

Конверторные шлаки по химическому составу близки к мартеновским шлакам, отличаясь несколько большей степенью основности. Удельный выход конверторных шлаков на 1 т стали колеблется в широком диапазоне (50—245 кг/т). В среднем по СССР удельный выход шлака конверторной плавки составляет 149— 150 кг/т.

При содержании в чугуне до 0,15% Р конверторную плавку ведут с одним шлаком и при содержании Р от 0,15 до 0,30% работают с двумя шлаками, т. е. с промежуточным сливом шлака в процессе продувки.

В кислородном конверторе интенсивно окисляются примеси чугуна. Образующееся окислы с известью и другими сыпучими материалами, загружаемыми в конвертор, формируют шлак. К концу продувки отношение СаО:5Ю2 в шлаке > 2,5.

При выпуске стали в сталеразливочный ковш сливают также небольшое количество шлака, предохраняющего металл от охлаждения. Оставшийся шлак сливают через горловину конвертора в шлаковую чашу.

Минералогический состав конверторных шлаков значительно различается в зависимости от характера процесса. Бессемеровские шлаки состоят главным образом из β-кристобаллита и бурого стекла, встречается родонит МnSiO3. Томасовские шлаки включают силикокарнотит, томасит, нагельшмитит, стэдит, шпинель и двухкальциевый феррит.

Шлаки кислородно-конверторной плавки представляют сложный многокомпонентный сплав, минералогический состав которого определяется маркой выплавляемой стали и, следовательно, химическим составом шлака, а также особенностями технологического процесса.

А. В. Запольской и А. М. Черезовой выполнено петрографическое исследование конверторных шлаков завода имени Ильича, имеющих отношение СаО:$Ю2= =8,3. Структура шлака равномерно зернистая. Выделившиеся в первую очередь призматические зерна трех- кальциевого силиката размером до 400 мкм по краям окружены двухкальциевым силикатом в виде призматических полисинтетически сдвойниковакных зерен размером до 100 мкм. К зернам двухкальциевого силиката примыкают округлые зерна периклаза. Промежутки между зернами периклаза, трех- и двухкальциевого силиката заполнены ферритной фазой.

Конверторные шлаки НЛМЗ содержат 75—80% ортосиликата кальция, КО-фазы и ферритной фазы. В шлаках с высоким содержанием СаО встречаются трехкальциевый силикат и свободная известь.

Составы электросталеплавильных шлаков более разнообразны в сравнении с мартеновскими и конверторными шлаками, В процессе плавки в электропечи окисляются составляющие шихты, происходит формирование шлака и переход в него фосфора. Наряду с окислами (FeO, МnО, SiO2) в шлак переходит известь, загружаемая в электропечь в несколько приемов. В шлаке образуется окисел фосфора — продукт дефосфорации металла. К концу периода плавления шихты в электропечи шлаки имеют следующим состав, %: 32-44 CaO, 16—25 SiO2, 8—14 МgO, 6—10 МnО, 10—14 FeО и 0,6—1,2 Р2О5. Во избежание обратного перехода фосфора из шлака в металл больше половины шлака сливают и затем наводят новый шлак, загружая известь и, при необходимости, плавиковый шпат и бой шамотного кирпича.

Технология переработки

Переработка металлургических шлаков проходит в несколько этапов:

разборка и предварительная сортировка;
дробление металлосодержащего шлака;
отделение выделившегося металла;
промежуточная и окончательная сортировка;
транспортировка.

В большинстве случаев для переработки шлаков применяют щековые дробилки. После каждого этапа дробления устанавливаются электромагнитные сепараторы, которые в свою очередь и обнажают металл.

В последнее время на участках предварительной сортировки и разборки стали применять колосниковые грохоты. Они позволяют существенно увеличить эффективность дробилок, позволяя организовать практически безотходное производство в металлургической промышленности.

Данная схема производства позволяет получить максимальную выгоду. Оборудование представляет собой отдельные агрегаты, что позволяет упростить и удешевить подготовку площадки для монтажа, а также сократить сроки подготовки оборудования перед вводом в промышленную эксплуатацию.

Источник

Золошлаковые отходы. Часть 2: Экономическая выгода переработки

В прошлой статье мы подробно поговорили про экологию процесса сжигания угля и хранения отходов. Но золошлаковые материалы (ЗШМ) — это, прежде всего, история про деньги. Сегодня рассмотрим зарубежный и российский опыт переработки золы и предложим несколько перспективных направлений организации производства.

Опыт зарубежной буржуазии

Еще в 1930 годы американский профессор Р. Е. Дэвис представил идею использования золы уноса (fly ash) для производства бетона и разработал для нее спецификацию. Но до 1946 года нигде в мире не было оборудования для улавливания этой золы. Основательно взялись за решение проблемы промышленных отходов горения угля в развитых и не до конца развитых странах лишь в 90-е годы.

В предыдущей части мы приводили некоторые цифры по объемам переработки ЗШО. Говорили о том, что в Скандинавских странах уровень утилизации золы ТЭЦ довели до 100%. Более подробную статистическую раскладку можно посмотреть на сайте ECOBA – Европейской ассоциации по утилизации продуктов горения угля (Coal Combustion Products). Организация была основана в 1990 году, в нее входят 28 энергетических компаний из 15 стран, выпускающих 88% золошлаковых материалов в ЕС.

В просвещенной Европе кратное увеличение объемов переработки ЗШМ началось с введения общих для Евросоюза политических директив, регулирующих выбросы в угольной промышленности. Самые известные стандарты – IPPC, LCPD,IED.

В 2010 году страны Тихоокеанского региона (Китай, Индонезия, Австралия) создали свою Азиатскую ассоциацию угольной золы (Asian Coal Ash Association). Здесь регулярно публикуют отчеты и решения по переработке золошлаковых отходов.

Существует 5 основных направлений переработки ЗШМ (в порядке убывания популярности):

строительные материалы (цемент, кирпич, блоки);
дорожное строительство (наполнители для дородного полотна);
строительные проекты (стеновой материал);
производство различных наполнителей;
сельское хозяйство (стабилизаторы почвы).

Направления переработки ЗМШ

Получение металлов из угольной золы

Зола и шлаки — это минеральная несгорающая часть угля. В ЗШМ содержится добрая часть периодической таблицы: оксид кремния, алюминия, железа, редкоземельные металлы и так далее. Одно из перспективных направлений переработки золошлаковых отходов — извлечение из них полезных металлов. Зола богата оксидом алюминия, ее можно рассматривать как потенциальный заменитель бокситов.

Впервые алюминий научились извлекать из отходов горения угля в 1950-е годы в Польше. В «холодную войну» действовало эмбарго на поставку алюминиевой руды в страны Восточной Европы. Первый завод в Польше был открыт в 1953 году, он производил 10 000 тонн алюминия и 100 000 тонн цемента из ЗШМ. Второй был построен в 1970-м и выдавал уже и того и другого в 10 раз больше. Подробно о технологии можно почитать здесь.

Одно из перспективных направлений переработки золошлаковых отходов — извлечение из них полезных металлов

Сегодня этот способ получения алюминия из золы активно используют в Китае. Свою технологию китайцы начали разрабатывать в 2004 году. В 2012 году был запущен масштабный проект в Тогто (Tuoketuo), где базируется крупнейшая электростанция мира. По исходным данным на производство завод должен ежегодно производить 240 млн. тонн оксида алюминия (сырья для получения алюминия) и 200 млн. тонн силиката кальция. В третьей фазе проекта эти цифры планируется увеличить вдвое. Все это с большим запасом покрывает внутренние потребности Китая в металле.

ЗШМ также могут быть источником получения более дешевого урана. По крайней мере, этими технологиями активно занималась канадская компания Sparton Resources, экспериментируя на монгольском и китайском угле. Обзор текущего состояния проблемы и производственных возможностей технологии можно посмотреть в этой презентации.

Переработка ЗШО в России

Вернемся в наши березовые просторы. Известно, что советская научная школа была самой передовой в мире. Проблемой утилизации и переработки золошлаковых и металлургических отходов в СССР активно занимались институты, специализирующиеся на направлении строительных материалов.

Впервые высокомарочные вяжущие цементы из металлургических шлаков (шлакощелочные вяжущие) были получены в СССР, в Киевском строительно-индустриальном институте в 1958 году. За рубежом первый патент на высокомарочный цемент из металлургических шлаков был получен в 1976 году, под названием геополимерный цемент.

20-ти этажное жилое здание. Выполеннное из шлакощелочного бетона (Липецк, Россия). Года постройки: 1987-1989

Но в основном работы, расчеты и технологии переработки ЗШО так и остались на стадии научных статей и монографий.
Люди защищали кандидатские и докторские диссертации по этой теме, получали государственные премии, но до полноценного внедрения дело так и не дошло. Как это часто бывает, многие технологии приходится изобретать фактически заново.

Для Сибири тема переработки золошлаковых материалов, металлургических отходов, отходов обогащения угля особенно актуальна. Практически вся энергетика в СФО держится на угле. Здесь расположен крупнейший угольный бассейн страны. Попытки запуска проектов утилизации и переработки ЗШМ появляются регулярно. Но пока ни один проект нельзя назвать экономически успешным. Мы готовы объяснить почему.

Практически вся энергетика в СФО держится на угле. Но ни один проект утилизации
и переработки ЗМШ нельзя назвать экономически успешным

В начале 2014 года СМИ объявили о запуске завода по переработке золошлаковых материалов в Новосибирске. Хэдлайнерами проекта выступили Межрегиональная Ассоциация «Сибирское соглашение» и компания «Стройпроект». Сообщалось,
что финансирование обеспечено на 85%, авторы расчетов уже мечтали о переброске успешного опыта в Красноярск и Екатеринбург.

Сегодня этот завод пропал из поля зрения общественности, уточнить его судьбу нам не удалось. За неимением других объяснений, можно списать заморозку проекта на кризис. Вероятно, инвесторы рассчитывали на поддержку бюджета. Но как раз в это время в Новосибирской области начали сочинять историю с глобальной реиндустриализацией экономики региона.
До подобных мелочей руки просто не доходили.

Главным идеологом масштабной переработки ЗШМ в регионе до недавнего времени была генерирующая компания ТГК-11.Последнее совещание на тему, что делать с золой, прошло в Омске в конце марта 2016 года. Его участники признали,
что на сегодняшний день эффективного способа решения проблемы так и не найдено.

Сухую золу перерабатывают практически полностью (но мы помним из предыдущей статьи, что золы уноса на выходе типовой ТЭС всего 10%). В Омске на ТЭЦ-4 первая линия по отбору золы уноса была установлена в 2008 году. Она работала на два строительных завода. Сегодня достраивается подобная установка на омской ТЭЦ-5.

В Новосибирске сухие золы уноса управляющая компания «СИБЭКО» отпускает на территории ТЭЦ-5 производителям сухих смесей и бетона. На сайте организации утверждают, что ежегодный прирост объемов реализации ЗШМ составляет порядка 40%. Вопрос – от чего считали? Если от нуля, то это немного.

В силу специфики используемых углей, в Омской области проблем с золой гораздо больше, чем в Новосибирске. В регионе есть глина, песок, но нет щебня. Практически все строительные материалы завозные. Планировалось запустить масштабный проект по производству зольного кирпича и ячеистого бетона типа сибита. Построили завод, в который вложились партнеры из Германии.

Беда в том, что производственные расчеты были сделаны неверно. Продукция идет с низким уровнем морозостойкости и не проходит по действующему ГОСТу. Еще один проект по выпуску аглопорита, из которого можно делать высокопрочные, легкие бетоны, в Омске находится в подвешенном состоянии по объективным и субъективным причинам.

В России ЗШО сегодня перерабатывают в малых объемах: добавляют в цементы и в клинкер. Совсем в небольших количествах делают зольные блоки: золу смешивают с цементом, все это прессуют. Где-то ее используют для отсыпки основания дорог.
Но в «сыром» виде зола для дорог не подходит, начинает пылить.

Идей, как перерабатывать золу и шлаки от сжигания угля, много. Но большинство из них не проходит испытание экономической реальностью. Хотя даже народные умельцы знают, куда применить золу:

Как сделать шлакоблоки из золы

Направления переработки ЗШМ: технологии и экономика

Допустим, вы имеете технологию переработки ЗШМ (купили, изобрели, выкопали в архиве ближайшего профильного института). Сама по себе технология еще ничего не стоит. Необходимо инжиниринговое сопровождение: расчет исходных данных на производство, грамотный рыночный анализ.

По-хорошему, зола должна иметь на выходе минусовую цену для переработчиков, потому что сами золоотвалы необходимо обслуживать, вкладывать в это деньги.

Золошлаковые отходы способны произвести настоящую революцию в строительной индустрии, в дорожном строительстве. ЗШМ обладают уникальными особенностями: низкой теплопроводностью, отличной плотностью. Химический и минералогический состав зольных и шлаковых отходов прекрасно подходит для производства строительных материалов.

Золошлаковые отходы способны произвести настоящую революцию в строительной индустрии и в дорожном строительстве

В нашей стране пока не работают направления переработки золы, металлургических шлаков, отходов обогащения угля, которые в остальном мире давно стали промышленным мейнстримом.

Мы расскажем об основных отечественных технологиях переработки ЗШМ, позволяющих утилизировать в востребованные рынком продукты до 100% отходов. Для каждого направления имеется технико-экономическое обоснование. Организовать на их основе высокорентабельный бизнес можно уже сегодня. Можно начать решать проблему экологии выбросов ТЭЦ, зарабатывать хорошие деньги и не расходовать время на бесконечные совещания.

Применение шлаков в дорожном строительстве

Нагрузка на федеральные трассы и региональные дороги с каждым годом растет, а дорожное покрытие у нас продолжают делать невысокого качества по консервативным методикам.

Мировой опыт показывает, что современным требованиям в наибольшей степени отвечают цементобетонные покрытия. Стабильные транспортно-эксплуатационные показатели, высокая долговечность дают им преимущества перед покрытиями из асфальтобетонов.

Преимущества бетонной дороги перед асфальтобетонной дорогой

В чем выгоды использования доменных гранулированных шлаков в дорожном строительстве? Технология укрепления грунтов (в СССР применявшаяся в оборонном комплексе) позволяет отказаться от большей части традиционных земляных работ и применения огромного количества привозных материалов для устройства слоя основания. Пески, суглинки, глины, загрязненные грунты, абсолютно любые местные грунты или отходы промышленного производства могут быть использованы в качестве строительного материала.

Себестоимость дороги при использовании доменных гранулированных шлаков дешевле в 1,5 — 2 раза

Сокращается общая толщина конструкции дороги. Слой основания, в зависимости от категории дороги уменьшается до 15−40 см. Снижается расход используемого асфальтобетона для устройства покрытия. Для слоя основания из укрепленного грунта достаточно устройство асфальтового покрытия толщиной 4−5 см. На дорогах низших категорий возможно устройство покрытий (слоя износа) из более дешевых материалов.

Весь процесс механизирован, получается прочная, износостойкая конструкция дороги до километра дороги в день! Сокращаются расходы на строительство новых и восстановление старых дорог от 20% до 70%. Себестоимость дороги дешевле в 1,5 -2 раза. Суть технологии в том, что мы заменяем традиционный портландцемент металлургическим доменным гранулированным шлаком с химическим активатором.

Строительные материалы из ЗШО ТЭС

Из золы можно делать зольный кирпич (как полнотелый, так и с пустотами). По сравнению с керамическим и силикатным кирпичом, у него ниже теплопроводность и себестоимость. Если посмотреть на технико-экономические показатели зольного кирпича с пустотами и популярного нынче ячеистого бетона, получится, что при меньшей плотности бетона в 1,4−2 раза, прочность кирпича в 5−8 раз выше.

Сравнительные характеристики зольного кирпича, керамического кирпича, ячеистого бетона, дерева

В нашем распоряжении есть также новая технология производства глазурованного кирпича. Смысл ее в использовании недорогих легкоплавких глазурей, спекающихся при низких температурах и печей с терморадиационны м нагревом, позволяющих в разы сократить время обжига.

Инертные заполнители из золошлаковых отходов: Аглопорит

Аглопорит — искусственный пористый заполнитель, получаемый спеканием при обжиге подготовленных гранул песчано-глинистых пород, других алюмосиликатных материалов, а также отходов от добычи, переработки и сжигания ископаемоготвердого топлива (зола тепловых электростанций, отходы добычи и обогащения угля).

Под проект подготовлено технико-экономическое обоснование с полным расчетом экономики, мощностей, производительности и стоимости оборудования.

Аглопорит можно применять как заполнитель в конструкционных легких бетонах, в дорожном строительстве. В сравнении с широко используемым керамзитом, он прочнее и дешевле. Его можно делать в виде гранул разных форм и размеров.

Искусственные пористые заполнители на основе ЗШМ (архив ИХТЦ)

Прочностные характеристики аглопорита из ЗШО в разы превышают допустимые значения керамзита, приведенные в ГОСТ 9757–90. В настоящее время в России и в странах СНГ на рынке строительных материалов искусственные пористые заполнители с такими высокими прочностными характеристиками и низкой ценой попросту отсутствуют.

Золоемкость аглопорита доходит до 80%. Так как потребность в аглопорите составляет миллионы кубических метров, то и переработка ЗШО будет достигать миллионов тонн. А такие объемы потребления золошлаковых отходов уже реально закрывают большую часть проблем по их утилизации.

Все, что нужно для организации производства аглопорита, — наличие ЗШМ ТЭС и глины. Сама по себе зола — пескообразный материал. Раз речь идет о крупнотоннажном производстве, пластифицирующие добавки должны быть доступны в необходимых объемах. В проекте необходимо учитывать логистику по доставке глины.

Легкие бетоны снижают теплоотдачу зданий, повысят их уровень теплозащиты и паропроницаемости

Куда можно пристроить аглопорит? Основой строительства является сборный железобетон, индустрия в последние годы идет по пути уменьшения его массы, теплопроводности. Тяжелые бетоны заменяют на легкие с применением пористых искусственных заполнителей, например аглопорита. Модифицированные конструкционные легкие бетоны изготавливают, так же как и тяжелые бетоны аналогичных конструкций, но при этом они легче на 20−50%. Снижается теплоотдача зданий, повышается их уровень теплозащиты, паропроницаемости.

Легкие бетоны дают экономическое преимущество в дорожном строительстве. Его можно закатывать в состав слоя основания, в цементобетон, в состав асфальтобетонной смеси для верхнего слоя дорожной одежды, в качестве минеральной составляющей в битумоминеральной смеси. Такие дороги не промерзают и служат в разы дольше.

Другие направления переработки золы и шлаков

Кроме отходов горения угля ТЭС, в России достаточно большие объемы металлургических шлаков. Доменные шлаки пристраивают и перерабатывают. В свое время Советский Союз производил из них больше всех в мире цемента. Сегодня мы по этому направлению замыкаем десятку рейтинга. Для того чтобы выйти на рентабельность производству по переработке металлургических шлаков нужно иметь объемы от 40 тысяч тонн в год.

Расплавленный шлак резко охлаждают, он распадается, образует крошку. При обработке он становится активным, и из него получают безклинкерный цемент. Стандартная марочность такого цемента — М1000−1500. Есть технологии, позволяющие получать цемент с маркой М3000. В нем множество преимуществ, к которым можно добавить сульфатостойкость. То есть он отлично справляется с морской водой, не разрушается при воздействии.

При необходимости есть возможность расчета технологии получения металлов из ЗШО. В России есть золы с высоким содержанием алюминия (до 28%). В этом плане направление представляет промышленный интерес. Но пока отечественные производители предпочитают работать на привычном сырье. Хотя в теории (и такие технологии существуют) из золы можно извлекать много полезного сырья.

Что мешает решить проблему утилизации ЗШО?

Мы подошли к самому главному вопросу. Выяснилось, что на золе можно делать хорошие деньги и получать грамоты санитарам угольной промышленности. В наличие есть современные технологии переработки золошлаковых отходов, экономическое обоснование проектов, есть заинтересованность бизнеса. Пора переходить от слов к делу.

В первую очередь для запуска проекта нужны средства. Капитальные затраты по этим направлениям достаточно высоки: нужно построить завод, выстроить логистику, запустить переработку в больших объемах, чтобы получить желаемую рентабельность производства. Малый и средний бизнес не имеет подобных ресурсов и проект не потянет.

Строительный рынок консервативен. Здесь все друг друга знают. Зайти на него в российских реалиях может лишь человек свой, знающий все нюансы. Есть частный пример завода недалеко от Новокузнецка по производству зольного кирпича. Местный рынок не принял новичка, монополисты задавили бизнес. Строители имеют долгосрочные контракты с производителями и поставщиками. У каждого локального рынка своя «кухня».

Нужна государственная поддержка: в плане организации или предоставления субсидий. Должна присутствовать политическая воля. Директивы, регулирующие вредные выбросы в угольной промышленности и энергетике, могли бы стать хорошим стимулом для региональных властей и бизнеса начать решать эти проблемы более активно. Инжиниринговый химико-технологический центр готов оказать посильную помощь в подготовке и реализации подобного рода проектов.

Если материал оказался для вас полезным — поддержите проект и поделитесь записью!

Другие материалы:

Мы публикуем интересные новости о реальном секторе экономике и отвечаем на вопросы, возникающие у производственников. Подпишитесь и первым узнавайте об обновлениях:

Источник

Переработка шлаков медеплавильного завода

Наименование проекта: переработка шлаковых отвалов медеплавильного завода;

Тип документа: развернутый бизнес-план, включая самостоятельное исследование рынка чугуна, рынка цинка, рынка свинца и рынка меди;

Бюджет проекта: 95,1 млн рублей;

Отрасль: производство и переработка;

Источники финансирования: собственные средства, банковский кредит;

Цель проекта: осуществление деятельности по разработке шлаковых отвалов Иртышского Медеплавильного завода с извлечением железа (Fe), цинка (Zn), свинца (Pb), меди (Cu), золота (Au), серебра (Ag) и редкоземельных металлов;

Регион проекта: Казахстан

Заказчик:
Конфиденциально

Направленность: коммерческая; экологическая;

Заинтересованные пользователи: банк;

Особенности проекта: основной целью проекта является реконструкция и запуск Иртышского Медеплавильного завода. Основной деятельностью реконструируемого предприятия будет являться переработка техногенных отвалов и хвостохранилищ в объеме 650-800 тыс.тонн/год, с извлечением полезных металлов и производством строительных материалов (шлакобетоны, пенобетоны, шлакочерепица, строительные блоки) из обедненных шлаков. Разработка техногенных отвалов ИМЗ поспособствует оздоровлению экологической обстановки в регионе (переработка и ликвидация шлаковых терриконов, рекультивация земель находящихся под шлаковыми отвалами).

Источник

Бизнес-план переработки шлаков

Бесплатная
консультация по рынку

Мы помогаем определять конъюктуру рынка, выявляем тенденции развития, объем и темпы ростов рынков России, объемы поставок (импортных и экспортных), оцениваем основных игроков рынка, их сильные и слабые стороны, ценовые политики и многие другие параметры.

Язык: Русский

Страниц: 78

Формат: Электронный

Дата: 15.05.2020

Демо.Отчет

Скачать презентацию компании

Читать отзывы

КОНСУЛЬТАЦИЯ КЛИЕНТА ПО ТЕЛЕФОНУ

Перед покупкой исследования мы готовы предоставить Вам бесплатную консультацию по телефону о каждом из интересующих Вас рынках. Это позволит Вам принять обоснованное и взвешенное решение.

Отчет исследования состоит из нескольких глав

Цель исследования

Охарактеризовать текущее состояние и перспективы развития рынка в России.

Задачи исследования:

Исследование содержит в себе информацию обо всех ключевых рыночных показателях:

об объеме, темпе роста и динамике развития рынка
о различных сценариях прогноза ключевых показателей рынка в натуральном и стоимостном выражении
о структуре потребления
об основных сегментах рынка и ключевых отраслях
о ключевых тенденциях и перспективах развития рынка в ближайшие несколько лет
о ключевых факторах, определяющих текущее состояние и развитие рынка
о рыночных долях основных участников рынка
о конкурентной ситуации на рынке
о финансово-хозяйственной деятельности участников рынка

Для поиска существующей информации о рынке мы используем очень широкий перечень источников. С ним Вы можете ознакомиться ниже. Кроме того, часть данных мы готовим самостоятельно. Обработке и анализу подлежат все материалы, которые стали нам доступны в результате поиска.

Для получения уникальных сведений о рынке мы проводим экспертные интервью с участниками рынка в качестве которых выступают производители, торговые представительства зарубежных компаний, дистрибьюторы и торговые компании.

Методы сбора данных

Мониторинг документов
Экспертные интервью с участниками рынка: производители, торговые представительства зарубежных компаний, дистрибьюторы и торговые компании.

Источники получения информации

Базы данных Федеральной Таможенной службы РФ, ФСГС РФ (Росстат).
Материалы DataMonitor, EuroMonitor, Eurostat.
Печатные и электронные деловые и специализированные издания, аналитические обзоры.
Ресурсы сети Интернет в России и мире.
Экспертные опросы.
Материалы участников отечественного и мирового рынков.
Результаты исследований маркетинговых и консалтинговых агентств.
Материалы отраслевых учреждений и базы данных.
Материалы и базы данных статистики ООН (United Nations Statistics Division: Commodity Trade Statistics, Industrial Commodity Statistics, Food and Agriculture Organization и др.).
Материалы Международного Валютного Фонда (International Monetary Fund).
Материалы Всемирного банка (World Bank).
Материалы ВТО (World Trade Organization).
Материалы Организации экономического сотрудничества и развития (Organization for Economic Cooperation and Development).
Материалы International Trade Centre.
Материалы Index Mundi.
Результаты исследований DISCOVERY Research Group.

Источник