لا يزال أكثر من 95٪ من الحديد المصبوب في العالم ينتج في أفران الصهر. تنتج أفران الصهر الحديثة آلاف الأطنان من الحديد الخام في اليوم ، ولكنها تتطلب مواد أولية عالية الجودة - التلبيد والكريات وفحم الكوك. كان من المستحيل أو غير العملي من الناحية التكنولوجية والاقتصادية معالجة النفايات التكنولوجية المحتوية على الحديد ، والتي تنتج وحدها في الشركات الروسية سنويًا أكثر من 5 ملايين طن في أفران الصهر. لكن ليس الان ...
في تعدين المعادن الحديدية وغير الحديدية ، تتراكم الصناعة الكيميائية في مئات الملايين من الأطنان من النفايات في شكل حمأة ، غبار ، جمرة ، إلخ. تحتوي هذه النفايات على كمية كبيرة من المعادن التي لا يمكن استخراجها حاليًا بسبب نقص التقنيات الصناعية الفعالة لاستخراج المكونات المفيدة بشكل منفصل.
"المجموعة العلمية لـ NUST" MISiS تحت إشراف مدير REC "IMT" NITU "MISiS" ، دكتوراه. قال رئيس الجامعة إن Gennady Podgorodetsky ، بالاشتراك مع الشريك الصناعي للجامعة ، PK Vtoraluminproduct LLC ، قام ببناء وإطلاق تركيب تجريبي لمفاعل فقاعي (يعتمد على مبدأ تطهير الغاز) ، والذي لا يحتوي على نظائر في العالم ، لإنتاج فعال وصديق للبيئة من الحديد الزهر والمعادن غير الحديدية المركزة من حمأة النفايات ". NITU "MISiS" Alevtina Chernikova.
تم بناء فرن NITU MISiS المبتكر الجديد على أساس الفقاعة ، في حين تتم العمليات التكنولوجية في حمام الخبث السائل ، وتطهيره بالغاز. تعمل الفقاعات الناتجة على تسريع العمليات الكيميائية في الحمام بشكل كبير ، وتخلط بشكل مكثف ذوبان الخبث والخبث.
يقول قائد المجموعة Gennady Podgorodetskiy: “لقد قمنا بتحسين تقنية Romelt التي تم إنشاؤها في MISiS في الثمانينيات وقسمنا المفاعل إلى منطقتين: الذوبان والاختزال. أظهرت الحسابات أنه مع هذا التكوين للفرن ، من الممكن تقليل استهلاك الفحم والأكسجين بمقدار طن واحد من الحديد الزهر بنسبة 20-30 ٪. يتم تطهير حمام الخبث وحمام ذوبان الحديد بتيار غاز بمحتوى أكسجين من 50-99٪. يتم الحفاظ على درجة الحرارة عند مستوى 1400-1500 درجة مئوية. يتم تغذية المواد المحتوية على الحديد والفحم البخاري وإضافات الجريان على سطح الحمام المنصهر. يتم سحب الفحم المتساقط على سطح الصهر إلى المناطق السفلى من الحمام عن طريق تدفقات الخبث ، حيث يتم حرقه إلى ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء بسبب تيار الأكسجين. علاوة على ذلك ، يتدفق الذوبان في منطقة الاختزال ، حيث يتم ترميمه في النهاية ليصب الحديد. يتم أيضًا تقليل عدد من المعادن غير الحديدية إلى معدن ، ويتم إزالتها بغازات العادم من الفرن. ثم يتم التقاطها في التراب وتشكيل منتج آخر قابل للتسويق - وهو مركز للمعادن غير الحديدية ".
أهم ميزة للتكنولوجيا المتقدمة هي انخفاض استهلاك الطاقة المحددة: أقل بنسبة 20 - 30٪ من أفضل نظائرها في العالم. من وجهة النظر هذه ، يمكنهم المطالبة بترشيح BAT الأوروبي (أفضل التقنيات المتاحة - أفضل التقنيات الموجودة). بشكل عام ، التقنيات في البداية صديقة للبيئة. كمية الانبعاثات فيها أقل بكثير من نظائرها في العالم ؛ بالإضافة إلى ذلك ، توفر التكنولوجيا قمع تكوين المواد السامة البيئية الخطرة بشكل خاص.
"بناء على طلب العميل ، يمكن اختيار تكوين الخبث للمعالجة اللاحقة في منتجات الحجر الخبث ، والخبث العازل للحرارة ، بمثابة أساس لإنتاج الكلنكر الأسمنتي ، إلخ. نظرًا للتصميم الفريد للوحدة ، يمكن زيادة تكاليف الطاقة حتى 500 كجم من الفحم و 500 نانومتر 3 من الأكسجين لكل طن من الحديد الخام المنتج. ونتيجة لذلك ، نقوم بإعادة تدوير النفايات الصناعية ، ونحصل على الحديد الخام ، والخبث ، ومركزات المعادن غير الحديدية. لا يوجد نفايات في التكنولوجيا لدينا. قال Gennady Podgorodetskiy ، إن العينة التجريبية مصممة أيضًا لتطوير تقنية تغويز غير النفايات للعديد من النفايات المحتوية على الكربون ، بما في ذلك النفايات الصلبة البلدية.
الوحدة التجريبية ، التي تم بناؤها في Mtsensk ، Oryol Oblast على أراضي ZAO MK STALKRON ، مخصصة لمعالجة النفايات الصناعية ، والخبث والحمأة بإنتاج الحديد الخام ، وكذلك لإنتاج غازات المولدات من النفايات المحتوية على الكربون بما في ذلك النفايات الصلبة البلدية. أثار المفاعل بالفعل اهتمام مهندسي الطاقة المحليين ومصنعي المعادن الحديدية.