ОАО «УРАЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТАЛЛОВ» Л.А. Смирнов Оценка возможности использования техногенных отходов как источника сырья для черной металлургии Количество железа в шлаковых отвалах на предприятиях черной металлургии РФ Тип шлаков Количество шлака, млн. т металлическое оксидное общее Доменные 150 10,0 1,2 11,2 Сталеплавильные 190 20,4 25,4 45,8 8 0,6 0,3 0,9 348 31,0 26,9 57,9 Ферросплавные Всего Количество железа, млн. т 2 Оценка текущего выхода доменных и сталеплавильных шлаков и содержание в них металла (млн. т в год) Тип шлака Выход шлака Содержание металлического железа Сталеплавильные 16,0 0,32 Доменные 10,0 1,2 Итого 26,0 1,52 3 Тип шлаков Отвальные *) Текущие **) Всего Сталеплавильное производство Аглодоменное производство Сталеплавиль ное производство Аглодоменное производство Сталеплавиль ное производство Аглодоменное производство Сталеплавильные 𝟏𝟐𝟓, 𝟎 𝟑𝟏𝟎, 𝟎 𝟑𝟕𝟓, 𝟎 𝟏𝟗𝟎, 𝟎 𝟔𝟎𝟎, 𝟎 𝟕𝟗𝟓, 𝟎 𝟑𝟗𝟎, 𝟎 𝟏𝟗𝟓, 𝟎 𝟕𝟐𝟓, 𝟎 𝟏𝟏𝟎𝟓, 𝟎 𝟕𝟔𝟓, 𝟎 𝟑𝟖𝟓, 𝟎 Доменные 𝟏𝟎𝟎, 𝟎 𝟑𝟎𝟎, 𝟎 𝟒𝟎𝟎, 𝟎 𝟐𝟎𝟎, 𝟎 𝟑𝟎, 𝟎 𝟗𝟓, 𝟎 𝟏𝟑𝟎, 𝟎 𝟔𝟓, 𝟎 𝟏𝟑𝟎, 𝟎 𝟑𝟗𝟓, 𝟎 𝟓𝟑𝟎, 𝟎 𝟐𝟔𝟓, 𝟎 Итого 𝟐𝟐𝟓, 𝟎 𝟔𝟏𝟎, 𝟎 𝟕𝟕𝟓, 𝟎 𝟑𝟗𝟎, 𝟎 𝟔𝟑𝟎, 𝟎 𝟖𝟗𝟎, 𝟎 𝟓𝟐𝟎, 𝟎 𝟐𝟔𝟎, 𝟎 𝟖𝟓𝟓. 𝟎 𝟏𝟓𝟎𝟎, 𝟎 𝟏𝟐𝟗𝟓, 𝟎 𝟔𝟓𝟎, 𝟎 *) При годовом извлечении металла – 1,0 млн т **) Производство чугуна – 45 млн. т, стали – 75 млн. т Числитель – при существующей технологии переработки Знаменатель – в случае дополнительной очистки фракции – 100 мм 4 Извлечение железа при увеличении переработки отвальных шлаков в 2 раза (тыс. т в год) Тип шлаков Отвальные Текущие Всего Сталеплавильное производство Аглодоменное производство Сталеплавильн ое производство Аглодоменное производство Сталеплавильн ое производство Аглодоменное производство Сталеплавильные 𝟐𝟓𝟎, 𝟎 𝟔𝟐𝟎, 𝟎 𝟕𝟓𝟎, 𝟎 𝟑𝟖𝟎, 𝟎 𝟔𝟎𝟎, 𝟎 𝟕𝟗𝟓, 𝟎 𝟑𝟗𝟎, 𝟎 𝟏𝟗𝟓, 𝟎 𝟖𝟓𝟎, 𝟎 𝟏𝟒𝟏𝟓, 𝟎 𝟏𝟏𝟒𝟎, 𝟎 𝟓𝟕𝟓, 𝟎 Доменные 𝟐𝟎𝟎, 𝟎 𝟔𝟎𝟎, 𝟎 𝟖𝟎𝟎, 𝟎 𝟒𝟎𝟎, 𝟎 𝟑𝟎, 𝟎 𝟗𝟓, 𝟎 𝟏𝟑𝟎, 𝟎 𝟔𝟓, 𝟎 𝟐𝟑𝟎, 𝟎 𝟔𝟗𝟓, 𝟎 𝟗𝟑𝟎, 𝟎 𝟒𝟔𝟓, 𝟎 Итого 𝟒𝟓𝟎, 𝟎 𝟏𝟐𝟐𝟎, 𝟎 𝟏𝟓𝟓𝟎, 𝟎 𝟕𝟖𝟎, 𝟎 𝟔𝟑𝟎, 𝟎 𝟖𝟗𝟎, 𝟎 𝟓𝟐𝟎, 𝟎 𝟐𝟔𝟎, 𝟎 𝟏𝟎𝟖𝟎, 𝟎 𝟐𝟏𝟎𝟎, 𝟎 𝟐𝟎𝟕𝟎, 𝟎 𝟏𝟎𝟒𝟎, 𝟎 5 Типовая схема переработки отвальных шлаков производительностью 0,05 – 1,5 млн т в год 6 Конструктивная схема агрегата барабанного типа для переработки шлаков в расплавленном состоянии 1 – опора неподвижной стенки; 2 – неподвижная стенка; 3 – кольцевая камера; 4, 10 – бандаж; 5 – рабочие тела; 6- колосники; 7 полка разгрузочного барабана; 8 – подвижная камера для охлаждения рабочих тел; 9 – колесо зубчатое; 11 – лоток выпускной; 12 – коллектор для отвода пара; 13 – опора коллектора; 14 – ролик и опора; 15 – уровень воды в подвижной камере; 16 – цилиндрическая обечайка разгрузочного барабана; 17 – коническая обечайка разгрузочного барабана; 18 – ячейки кольцевой камеры. Загрузочный желоб условно не показан 7 Слив шлака на опытной установке барабанного типа 8 В отвалах и шламохранилищах предприятий черной металлургии накоплено более одного 1, 6 млн. т окалины и 1,0 млн. т пыли и шлама газоочистки. Окалина содержит до 70% железа при концентрации серы менее 0,06%. Пыль газоочистки содержит около 50% общего железа. Оценка показывает, что в окалине и пыли газоочистки размещенных в отвалах, содержится около 1,7 млн. т железа. Эти материалы в окускованном виде пригодны в качестве железосодержащего сырья для металлургического передела. Цинксодержащие пыли могут использоваться после извлечения цинка. 9 Возможные альтернативные виды металлошихты вместо металлолома для выплавки стали № *) п/п Вид металлошихты Способ производства Характеристика применения Доменная печь Обычный расход 10 - 40 % Возможный – до 80 % 1 Доменный чугун 2 Жидкий углеродистый полупродукт Корекс, Ромелт и др. При получении полупродукта используется уголь, железосодержащие и некондициоонные концентраты (В стадии промышленного освоения) Обычный расход 10 - 40 % Возможный – до 80 % 3 Железо Металлизованные прямого окатыши и восстановления брикеты Газовое восстановление Мидрекс, Хил Твердфазное восставновление SL/RH (вращающаяся печь) Использование до 15% - 20% при порционной загрузке и до 80% при непрерывной загрузке Металлические гранулы 4 Металлоотходы, получаемые при переработке шлаков текущего производства и шлаковых отвалов 5 Углероднооксидные материалы Железофлюсы Синтеком Твердофазное восстановление ITmk3 (кольцевая печь) Дробление, сепарация Использование не более 20% от массы шихты Брикетирование материалов, содержащих оксиды железа с углеродистым восстановителем Использование до 5-7 % от массы шихты Заливка железосодержащих оксидных материалов жидким чугуном Использование до 15% от массы шихты *) 1-5 – для выплавки электростали; 3-5 – для выплавки стали в конвертерах 10 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Переработка отвальных и текущих доменных и сталеплавильных шлаков обеспечивает не только экологическую безопасность окружающей среды, но и дает для аглодоменного и сталеплавильного производств более 2 млн. т металлического железа в год, сокращая потребность в металлоломе и железной руде. 2. При увеличении объема переработки шлаковых отвалов в два раза они могут быть ликвидированы в течение 15 лет, в три раза – 10 лет. 3. В связи с увеличением доли амортизационного лома, возможным дефицитом лома в стране и дефицитом лома в Уральском регионе необходимо развитие производства альтернативных материалов – железа прямого восстановления. 11 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!