Разработка пирометаллургической технологии извлечения железа и цинка из пылей электросталеплавильного производства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Патрушов Алексей Евгеньевич

• Патрушов Алексей Евгеньевич
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Патрушов Алексей Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПЫЛЕЙ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

1.1. Производство стали в электросталеплавильных печах

1.2. Формирование и характеристика пыли электросталеплавильного производства

1.3. Существующие методы переработки мелкодисперсного техногенного сырья электросталеплавильного производства

1.3.1. Гидрометаллургические способы переработки

1.3.2. Пирометаллургические способы переработки

1.4. Выводы по главе

ГЛАВА 2. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ПЕРЕРАБОТКИ ПЫЛЕЙ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА МЕТОДОМ МОДЕЛИРОВАНИЯ

2.1 Пыль электросталеплавильного производства как объект исследования

2.2 Теоретические основы переработки пылей пирометаллургическим способом

2.3 Расчет состава шихты для плавки

2.4 Разработка модели процесса переработки пылей электросталеплавильного производства

2.4.1 Обзор применения методов моделирования для изучения металлургических процессов

2.4.2 Формирование модели процесса переработки пылей электросталеплавильного производства на основе физико-химических взаимодействий шихтовых компонентов

2.4.3 Результаты моделирования и их обсуждение

2.5 Выводы по главе

ГЛАВА 3. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ПЫЛЕЙ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА С ПОЛУЧЕНИЕМ ГРАНУЛИРОВАННОГО ЧУГУНА И ЦИНКСОДЕРЖАЩЕГО ПРОДУКТА

3.1 Методика лабораторных исследований

3.2 Результаты лабораторных исследований

3.2.1 Получение гранулированного чугуна

3.2.2 Извлечение цинка при плавке с получением конденсата оксида цинка

3.3 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ПЫЛЕЙ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

4.1 Рекомендуемая технологическая схема

4.2 Расчет технико-экономической эффективности проектируемого завода по

переработке пылей электросталеплавильного производства

с получением товарных продуктов

4.3 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А. Патентный поиск способов переработки пылей

электросталеплавильного производства

Приложение Б. Акт

Приложение В. Акт внедрения модели процесса переработки техногенного

сырья

Приложение Г. Патент на изобретение

Приложение Д. Свидетельство о государственной регистрации программы для

ЭВМ

Приложение Е. Перечень технологического оборудования

Приложение Ж. Материальный баланс переработки пылей с получением гранулированного чугуна и оксида цинка

ВВЕДЕНИЕ

Одной из основных стратегических целей развития черной и цветной металлургии России на 2014-2020 годы и на перспективу до 2030 г., обусловленными как внутренними, так и внешними причинами, является ресурсо- и энергосбережение, снижение негативного воздействия на окружающую среду1.

В настоящее время все большее внимание уделяется вопросам переработки техногенного сырья металлургического производства. Несмотря на рост платежей за хранение на полигонах и шламовых полях данного сырья, многомиллионные отвалы от производственной деятельности предприятий черной металлургии (замасленной окалины, пыли газоочистки, шламов, шлаков) постоянно пополняются. Истощение месторождений высококачественных железосодержащих руд и возрастающее негативное воздействие деятельности металлургических предприятий на состояние окружающей среды вблизи их расположения подталкивают исследователей-металлургов к разработке новых технологий, позволяющих перерабатывать труднообогатимое, низкокачественное техногенное сырье. К важнейшей из инновационных научно-исследовательских разработок в области развития черной металлургии, рекомендуемых к реализации в период до 2030 года, относится освоение отечественной технологии и организация производства переработки железосодержащих отходов в продукт со 100% металлизацией и содержанием Fe > 96%1.

К труднообогатимым и низкосортным материалам относится пыль электросталеплавильного производства (ЭСПП), которая может являться не только железосодержащим сырьем (в виде гранулированного чугуна) вместо металлического лома для получения стали в электропечах, но дает возможность извлечь цинк в товарный продукт, поскольку в пылях содержатся цинксодержащие соединения в достаточном количестве.

1Приказ Министерства промышленности и торговли РФ от 5 мая 2014 г. № 839 «Об утверждении Стратегии развития черной металлургии России на 2014-2020 годы и на перспективу до 2030 года и Стратегии развития цветной металлургии России на 2014-2020 годы и на перспективу до 2030 года»

Также в производстве металлургических предприятий образуется большое количество окалины, которая находит ограниченное применение и направляется в шламонакопители. Реализация имеющихся резервов техногенного сырья позволят сохранить многие ценные материалы, сэкономить значительное количество энергии, понизить долю использования низкосортного вторсырья (в частности, металлического лома, применяемого при производстве стали в электропечах), что является актуальным для пирометаллургических процессов. Вместе с тем, повышающийся в мире спрос на сталь и цинк делает переработку окалины и пыли ЭСПП весьма актуальной задачей.

Изучению свойств пылей электросталеплавильного производства и его переработки посвящено большое количество научных работ, среди которых стоит отметить труды П.А. Козлова, А.В. Тарасова, А.М. Паньшина, А.П. Стовпченко, Л.М. Симонян, А.А. Попова, Е.В. Протопопова, С.А. Якорнова, М.А. Пашкевич, Г.В. Галевского, М. Хольцер, М. Танг и др. В связи с этим перспективным и актуальным является направление переработки данного техногенного сырья пироме-таллургическим методом - методом прямого восстановления.

Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства образования и науки РФ на 2017-2019 годы (НИР № 11.7210.2017/БЧ).

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка пирометаллургической технологии извлечения железа и цинка из пылей электросталеплавильного производства»

Цель работы

Разработка технологии переработки пылей электросталеплавильного производства с получением гранулированного чугуна и цинксодержащего продукта.

Задачи работы:

- анализ современного состояния переработки пылей электросталеплавильного производства;

- исследование химического состава пылей ЭСПП;

- изучение теоретических основ восстановительных процессов;

- разработка с помощью программного комплекса (ПК) «Селектор» модели процесса переработки техногенного сырья электросталеплавильного производства, основанной на физико-химических взаимодействиях компонентов шихты при плавке;

- экспериментальное подтверждение возможности переработки пылей электросталеплавильного производства с получением гранулированного чугуна и цинксодержащего продукта;

- разработка технологической схемы переработки пылей ЭСПП с переводом ценных железа и цинка в самостоятельные продукты;

- оценка технико-экономической эффективности предлагаемой технологии переработки техногенного сырья электросталеплавильного производства с получением товарных продуктов.

Методы исследования

Объектом исследования являлась железо-цинксодержащая пыль ЭСПП ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (г. Магнитогорск, Челябинская область). Исследования проводились при помощи метода лазерной дифракции, рентгеноспектрального микроанализа (РСМА), металлографического, рент-генофазового и рентгенофлуоресцентного (РФА) методов анализов, сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), а также моделирования на основе физико-химических закономерностей процесса плавки с использованием ПК «Селектор».

Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждена применением современных, общепринятых и отработанных методик исследований и аттестованных измерительных приборов; современным метрологическим обеспечением оборудования лабораторий ФГБОУ ВО «ИРНИТУ»; использованием апробированных современных компьютерных программ; совпадением результатов моделирования с данными лабораторных исследований.

Научная новизна

Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность извлечения железа в виде гранулированного чугуна и цинка в виде оксида цинка из пылей электросталеплавильного производства при их пирометаллургической переработке.

Установлено влияние условий проведения плавки шихты из техногенного сырья на выделение железа в виде гранулированного чугуна: загрузка шихты при 1150°С, скорость повышения температуры в печи до 1350°С - 15°С/мин, до

1425°С - 11°С/мин, а при последующем снижении температуры до 1150°С -30°С/мин.

На основе термодинамического анализа физико-химических взаимодействий компонентов шихты из техногенного сырья установлена закономерность влияния ее состава (соотношения содержания углерода, железа и флюсов) на извлечение железа и цинка в самостоятельные продукты.

Практическая значимость

На основе полученных с помощью ПК «Селектор» данных моделирования был рекомендован следующий состав шихты для плавки, %, соответственно: пыль ЭСПП - 16,35; окалина - 48,13; уголь длиннопламенный орех мелкий (ДОМ) -19,35; кварцевый песок - 6,92; известь - 9,25.

Получены экспериментальные образцы гранулированного чугуна (с содержанием Fe в среднем 96% мас. при его извлечении 94%) и цинкосодержащего продукта (с содержанием 7пО в среднем 90% мас. при извлечении цинка 91%).

Предложена очистка конденсата оксида цинка от галогенов, основанная на прокалке при температуре 1000°С в течение 90 мин и способствующая увеличению содержания 7пО в товарном продукте в среднем на 21,4%.

Разработана и предложена технологическая схема переработки пылей ЭСПП в кольцевой печи с вращающимся подом для извлечения железа и цинка в товарные продукты; рекомендован к установке перечень технологического оборудования. При внедрении данной технологии ожидаемая чистая прибыль составит 801,77 млн руб./год.

Результаты диссертационной работы использованы в ООО «ИТЭМ-инжиниринг» при разработке концептуального технико-экономического обоснования «Создание в г. Сатка Челябинской области опытного завода по производству гранулированного чугуна методом прямого восстановления железа в кольцевой печи и дегалогенизированного оксида цинка из замасленной окалины и желе-зо-цинксодержащих пылей дуговых сталеплавильных печей», а также в учебном процессе в ФГБОУ ВО «ИРНИТУ» при подготовке обучающихся по направлению «Металлургия».

Положения, выносимые на защиту

1. Физико-химические закономерности процесса пирометаллургической переработки пылей электросталеплавильного производства, основанные на результатах моделирования процесса с помощью программного комплекса «Селектор».

2. Условия ведения восстановительного процесса с учетом наличия в шихте шлакообразующих и углеродсодержащих компонентов и подбора температурного режима плавки (загрузка шихты при 1150°С, повышение температуры в печи до 1350°С со скоростью 15°С/мин, повышение температуры до 1425°С со скоростью 11°С/мин, снижение температуры в печи до 1150°С со скоростью 30°С/мин) для получения продуктов плавки - чугуна и шлака.

3. Рекомендации по соотношению компонентов (пыль, окалина, уголь марки ДОМ, кварцевый песок, известь) в шихте для максимального извлечения железа и цинка (94 и 91%, соответственно) из пылей электросталеплавильного производства при плавке в кольцевой печи.

4. Технологическая схема процесса переработки техногенного сырья электросталеплавильного производства в кольцевой печи с вращающимся подом с перечнем устанавливаемого оборудования и результаты расчета ожидаемой прибыли при переработке 15 тыс. т пылей ЭСПП в год: 801,77 млн руб./год при сроке окупаемости с учетом инвестиционного периода 34 мес.

Личный вклад автора заключается в постановке задач исследования, организации и проведении каждого этапа исследований; в отборе и подготовке проб для аналитических исследований; выполнении расчетов; проведении лабораторных испытаний и обработке полученных результатов; анализе и сопоставлении экспериментальных и теоретических данных; разработке и корректировке технологической схемы; формулировке выводов и рекомендаций.

Апробация работы

Основные материалы диссертационной работы докладывались на девятом Международном конгрессе «Цветные металлы и минералы 2017» (г. Красноярск, 11-14 сент. 2017 г.), Международном конгрессе «Фундаментальные исследования и прикладные разработки процессов переработки и утилизации техногенных образований» (г. Екатеринбург, 5-9 июня 2017 г.), Всерос. научно-практических конференциях с международным участием «Перспективы развития технологии

переработки углеводородных и минеральных ресурсов» (г. Иркутск, 19-20 апр. 2017 г., 24-26 апр. 2019 г., 22-23 апр. 2021 г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы имеется 14 научных публикаций, в том числе 2 статьи в рецензируемых журналах, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ, 1 статья в рецензируемом научном издании, входящем в международную реферативную базу данных Scopus, 1 патент РФ на изобретение, 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ, а также публикации в материалах международных, Всероссийских научно-практических конференций, Конгрессе.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 127 наименований. Работа содержит 137 страниц машинописного текста, включая 19 таблиц и 47 рисунков, 7 приложений.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПЫЛЕЙ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Металлургическая отрасль остается в нашей стране одной из передовых, определяющих в целом развитие экономики [1, 2]. В России ежегодно производят более 70 млн т стали, из них 22 млн т получают электротермическим способом. В результате работы электросталеплавильного производства образуется около 650 тыс. т в год техногенной пыли, которая в настоящее время не перерабатывается и почти полностью складируется в отвалах вблизи металлургических предприятий. Накоплены значительные объемы пыли ЭСПП, которые занимают обширные территории. Содержание цинка в такой пыли колеблется в диапазоне 2-20%; также существуют пыли, содержание цинка в которых достигает 30-35%. Кроме того, в данном техногенном сырье содержится значительное количество оксидов железа (30-60%) и до 20% оксидов других элементов (кремния, кальция, магния). Следствием накопления данного техногенного сырья вблизи промышленных предприятий являются потери ценных компонентов (железа, цинка и др.) и загрязнение окружающей среды. Длительное негативное воздействие, оказываемое техногенными отвалами пылей металлургического производства, на окружающую среду возникает в том числе и из-за ее мелкофракционной структуры. В связи с этим разработка технологий переработки пылей ЭСПП с целью извлечения ценных компонентов (в частности, Fe и Zn) с получением товарных продуктов является актуальной.

1.1. Производство стали в электросталеплавильных печах

Одним из распространенных способов получения качественной стали, отвечающих всем требованиям современного высокотехнологического производства и экологии, является электросталеплавильное производство. Доля электростали в объеме выплавки стали в России и в мире с каждым годом увеличивается [3, 4]. Основными предприятиями России, где получают сталь электротермическим способом, являются вертикально интегрированные компании: ООО «ЕвразХолдинг», ПАО «Северсталь», ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат», ПАО

«Новолипецкий металлургический комбинат, ПАО «Мечел», ООО УК «Металло-инвест», АО «Объединенная металлургическая компания», ПАО «Трубная металлургическая компания», суммарная доля которых в общероссийском объеме производства стали составляет около 90% [5].

Электросталеплавильное производство - это получение качественных и высококачественных марок сталей в электрических печах (рисунок 1.1), обладающих существенными преимуществами по сравнению с другими сталеплавильными агрегатами.

Как известно, выплавка стали в электропечах основана на использовании электроэнергии для нагрева металла. Тепло в электропечах выделяется в результате преобразования электроэнергии в тепловую при горении электрической дуги, либо в специальных нагревательных элементах, либо за счет возбуждения вихревых токов [6].

Рисунок 1.1 - Схема электродуговой печи: 1 - футеровка; 2 - желоб

для выпуска стали; 3 - металлическая шихта; 4 - кожух; 5 - стенки, ограничивающие плавильное пространство;6 - свод печи; 7 - гибкие кабели; 8 - электрододержатели; 9 - электроды; 10 - рабочее окно; 11 - поворотный механизм; 12 - подина печи

Электросталеплавильные печи являются источником пылегазовых выбросов, содержащих оксиды железа, цинка, меди, свинца, хрома, оксид кремния, а также газы (СО, С02, Б02, N0, Ш2 и др.).

Мелкодисперсная пыль образуется в результате испарения металла в зоне действия электрических дуг, пары которого конденсируются и взаимодействуют с кислородом и азотом, имеющимися в рабочем пространстве печи [7, 8]. Более крупные фракции пыли формируются из шлакообразующих компонентов и рас-кислителей. В период расплавления крупнокусковой шихты образуется небольшое количество пыли. В период кипения выбросы достигают максимальных значений в результате действия кислородных струй и активного кипения металла, в период доводки количество выбросов снижается до минимума. Вынос пыли из печи составляет 10 кг/т стали, выплавляемой без продувки кислородом, и 20 кг/т стали с продувкой. В первую половину плавки в систему газоочистки выделяется до 75% всей пыли. При выплавке стали с использованием в качестве сырья мелкофракционного скрапа количество выделяемой пыли увеличивается. При продувке расплавленного металла кислородом количество возгоняемой пыли резко увеличивается.

Таким образом, количество образующихся при электроплавке газов и пыли зависит от марки выплавляемой стали, качества используемых сырьевых шихтовых материалов, количества и вида вводимых в печь добавок (раскислителей, флюсов), технологии ведения плавки, интенсивности продувки ванны кислородом и расхода топлива при использовании горелок [9].

1.2. Формирование и характеристика пыли электросталеплавильного

производства

При выплавке стали в дуговых сталеплавильных печах около 15-30 кг/т составляющих шихты выносится из агрегата в виде дисперсных частичек и паров, которые конденсируются и накапливаются в виде пыли в системах очистки отходящих газов [10]. Одним из основных факторов пылеобразования при выплавке стали является продувка ванны кислородом, при которой в результате интенсивного окисления компонентов шихты (расплава) и местного перегрева металла до 2700-2800°С происходит интенсивное испарение железа и ряда других металлов [11]. Пылеобразованию при этом способствует дробление капель жидкого метал-

ла в струе кислорода, а также разбрызгивание металла при выходе на поверхность. В зонах электрических дуг печей пыль образуется, в основном, при испарении и конденсации частиц [12].

Состав шихты и характер протекания процессов плавки оказывают существенное влияние на элементный и фазовый составы пыли, свойства частиц пыли, их размер и форму. Формирование частичек пыли ЭСПП происходит при контакте твердых дисперсных частиц и высокотемпературных возгонов, что обусловливает ее сложный фазово-химический состав [13-15].

Основную часть сталеплавильной пыли составляют оксиды металлов, также присутствуют сульфиды, хлориды, фториды и др.

В работе [16] описан состав получаемой пыли на электропечи марки ДСП-60 в ООО «МЗ «Камасталь» (г. Пермь). По физико-химическим свойствам данная пыль представляет собой высокодисперсный порошок темно-коричневого цвета с

-5

влажностью 0,6-1%, насыпной плотностью 3,8-4,2 г/см , объемной пористостью 42%.

Химический состав образцов данной пыли определен согласно ПНД Ф 16.1:2.3:3.11-98 «Методика выполнения измерений содержания металлов в твердых объектах методом спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой» и приведены в таблице 1.1 [16].

Таблица 1.1 - Химический состав пыли газоочистки электропечи ДСП-60

Компоненты Содержание, % мас.

К2О 3,97

8102 3,83

Бе2О3 42,8

СаО 3,4

М§О 1,68

Ш2О 5,57

Р2О5 0,17

2пО 20,60

СГ2О3 0,48

РЬО 2,60

М2О3 0,77

МпО 5,88

803 2,5

Прочее 5,75

По данным [1 7] пробы пыли ЭСПП, отобранные на различных заводах, изучали методом СЭМ. Были обнаружены относительно крупные частицы, обогащенные Fe и не содержащие 7п, которые окружены массой мелких частичек, состоящих из Fe (60%) и 7п (22%). Кислород распределен по всей пробе, т.е. пыль состоит из различных оксидов. Fe и 7п распределены неравномерно: есть области, обогащенные Fe, но не содержащие 7п, также есть области, содержащие одновременно и Fe и 7п. В результате исследований в пыли зафиксированы основные соединения (в % мас.): Fe304 - 14; Zn0.Fe203 - 29; Fe0.Cr203 - 6; Ca0д5O.Fe2,85O3 -35; Zn0 - 2.

Пыль ЭСПП состоит из частиц с большим разбросом значений в размерах, поскольку содержит как возгоны цветных металлов и их оксидов, так и крупные частицы, вынесенные потоком газа из печи. Л.М. Симонян, А.А. Хилько [18] изучили характеристики и основные процессы формирования частиц пылей ЭСПП, образующихся на Череповецком металлургическом комбинате. Авторы отмечают значительную неравномерность по фракционному составу. Присутствуют огромные агломераты, видимые при небольшом увеличении (рисунок 1.2, а). При увеличении в 17 000 раз (рисунок 1.2, б) также видны частицы различных форм и размеров, некоторые составляют сплошную массу. При увеличении в 30 000 раз (рисунок 1.2, в) отчетливо видно наличие как сферических частиц диаметром от 80 до 300 нм, так и больших кристаллов прямоугольной формы с размерами до 1 мкм и более. Исследования авторами выполнены с помощью сканирующего электронного микроскопа фирмы JEOL (Япония).

Ь V' * ' 7 ! Д >о' *>,Уз

? - 5* ; ¡к рг1 Ш^с . г'".^'*-

"тлч^шш- -'а *' / ■ ГТГ

10Ю/ Х45 500рт 0581 02Ш№10 ЮкУ Х17.000 1мт 0583 02/Л1№10 ЮкУ Х30.000 0.5||т 0574 О2ШШ0

а б в

Рисунок 1.2 - Электронные микрофотографии образца электросталеплавильной

пыли [18]

Электросталеплавильная пыль относится к 4-му классу опасности из-за присутствия в ней соединений на основе свинца, цинка и хрома. В то же время сталеплавильная пыль является ценным сырьем. Например, содержание цинка в сталеплавильной пыли может достигать 35%, что значительно выше его содержания в природной руде [19-21].

1.3. Существующие методы переработки мелкодисперсного техногенного сырья электросталеплавильного производства

На сегодняшний день в мире имеется большое количество патентов на технологии переработки пылей ЭСПП (Приложение А). Однако лишь небольшая часть из них внедрена в промышленное производство. Все технологии переработки можно разделить на две категории: гидро- и пирометаллургические.

1.3.1. Гидрометаллургические способы переработки

Для гидрометаллургической переработки изучаемого техногенного сырья используются различные виды выщелачивания, но чаще всего с применением повышенной температуры и давления. При выщелачивании используют специально подобранные растворители, которые должны отвечать ряду требований. Среди них важнейшим является селективность, то есть способность растворять ценные компоненты и не переводить в раствор пустую породу и примеси. Растворитель должен максимально переводить в раствор выщелачиваемые химические соединения, чтобы была возможность получать достаточно концентрированные растворы и иметь высокую скорость выщелачивания [22]. В качестве растворителей при выщелачивании используют кислоты (HCl, H2SO4), щелочи (NaOH, Na2CO3), водный раствор соли ((NH4)2CO3).

М.А. Петерс предложил способ получения оксида цинка из техногенного сырья металлургического производства, содержащего цинк, свинец, железо, медь, хром и кадмий [23]. Способ заключается в выщелачивании цинка из техногенного сырья раствором аммиака в присутствии газообразной углекислоты, фильтровании остатка, цементации из фильтрата свинца, меди и кадмия цинковым порош-

ком, отделении осадка, дистилляции с паром полученного цинксодержащего раствора для отгонки аммиака и осаждения основного карбоната цинка. Для удаления сульфатов карбонатный осадок промывают водой, затем для перевода его в оксид цинка прокаливают, полученный продукт повторно подвергают промывке для удаления растворимых сульфатов и соединений сопутствующих металлов.

Недостатками указанного способа являются образующиеся экологически вредные твердые отходы, содержащие свинец, медь, и сточные воды, объем которых увеличивается при применении пара для дистилляции цинкового аммиаката, а также за счет использования воды для промывки карбонатного осадка и готового оксида цинка.

Ю.К. Бородай, Л.И. Коноваленко и др. предложили способ гидрометаллургического получения цинка из техногенного сырья [24], заключающийся в обработке цинксодержащих материалов оксидом кальция в присутствии хлорида аммония. Полученный раствор фильтруют, цинксодержащий осадок промывают водой и дополнительно обрабатывают раствором тиосульфата натрия. Полученные цинкатные растворы после выщелачивания и после стадии дополнительной обработки цинксодержащего осадка объединяют и обрабатывают серной кислотой с получением товарного продукта - сульфата цинка.

Известны также способы, согласно которым цинк из цинксодержащего техногенного сырья выщелачивают серной кислотой, а полученные сернокислотные растворы подвергают электролизу с получением электролитного цинка [25, 26]. Однако получение ожидаемого технического результата затруднено, так как на выщелачивание сложных соединений цинка (в основном ферритов цинка) тре-

-5

буется серная кислота с высокой концентрацией (не менее 250 г/дм ), в результате чего в раствор переходят не только соединения цинка, но и оксиды железа, что приводит к потере железосодержащих продуктов; при этом не обеспечивается возможность рециклинга данного техногенного сырья в доменном и сталеплавильном производствах.

Г.А. Фарнасов, В.И. Ковалев и др. предложили способ селективного извлечения оксидов железа и цинка из шламов и пылей газоочисток металлургических

сталеплавильных агрегатов [27]. Сущность изобретения заключается в следующем: шлам или пыль, техническую воду, щелочь и активизатор в соотношении 4:7:2:3 подают в виде пульпы в реактор агрегата вихревого слоя и обрабатывают магнитным полем с заданной частотой и напряженностью, разделяя феррит цинка на оксид железа и оксид цинка с одновременным выщелачиванием оксида железа в раствор, разделяют полученный раствор и осадок, после чего вторично в агрегате смешивают осадок, техническую воду, щелочь, активизатор, соду, известь в соотношении 4:7:2,5:3,2:0,3:1,5, подают вторичную пульпу в реактор агрегата, обрабатывают магнитным полем с заданной частотой и напряженностью, переводя оксид цинка в другой раствор с последующим раздельным извлечением из обоих растворов оксидов железа и цинка с возвращением щелочи и воды в начало процесса. Это позволяет селективно извлекать оксиды железа и цинка до конечного содержания в нерегенерируемом осадке до 0,09% и 0,043% мас., соответственно.

В диссертационной работе [28] автором предложен гидрометаллургический способ переработки цинксодержащей пыли ЭСПП, включающий автоклавное ам-миачно-хлоридное выщелачивание, осаждение цинка отгонкой аммиака из маточного раствора, прокаливание гидроксида цинка с получением товарного оксида цинка и регенерацию аммиака. Автор указывает, что оптимальные параметры операции осаждения (температура 80°С, конечный рН=6,6) обеспечивают извлечение в твердый продукт более 90% Zn в форме гидроксида. Остаточное содержа-

-5

ние цинка в растворе составило менее 5 г/дм .

Однако единственным действующим в промышленном масштабе гидрометаллургическим процессом переработки пылей ЭСПП является технология «EZINEX» (Engitec Technologies S. p. A., Италия) [29-31]. Данная технология заключается в выщелачивании цинка из пыли электросталеплавильного производства, очистке раствора от примесей, электроосаждении цинка и очистке раствора от хлоридов щелочных металлов. Выщелачивание проводят отработанным электролитом, который содержит хлориды аммония, щелочных металлов и цинка с концентрацией последнего 10-15 мг/дм3 в течение 1 ч при температуре выше 60оС. Процесс идет достаточно эффективно, тогда как ферриты цинка и оксиды

железа практически не растворяются и остаются в осадке. Степень выщелачивания цинка зависит от отношения 7п:Бе в исходной пыли, и с ростом данного отношения от 0,5 до 3,0 увеличивается извлечение 7п с 40 до 90%.

Несмотря на удовлетворительные характеристики получаемых продуктов, гидрометаллургические методы переработки техногенного сырья не получили широкого распространения из-за высоких эксплуатационных затрат, многоста-дийности технологии, дефицита и расходов на дорогостоящие реагенты (кислоты и щелочи), загрязнения окружающей среды путем сбрасывания токсичных растворов и тяжелых условий труда [32].

1.3.2. Пирометаллургические способы переработки

На текущий момент в пирометаллургии можно выделить два направления переработки пылей ЭСПП - метод твердофазного восстановления и метод жид-кофазного восстановления.

Методы твердофазного восстановления

Одним из самых известных методов твердофазного восстановления является «Вельц-процесс» [33-35], который заключается в углетермическом восстановлении металлов (цинк, свинец и др.) и последующей возгонкой их паров в газовую фазу. Процесс взаимодействия восстановителя с железо-цинксодержащем сырьем осуществляется в трубчатой вращающейся печи (рисунок 1.3). Перекатывающаяся по стенкам печи шихта в результате теплообмена со стенками и горячими газами нагревается до 1100-1200°С.

В этих условиях происходит процесс восстановления металлов, пары которых удаляются из печи вместе с отходящими газами. Окислившиеся цинк, свинец и др. металлы улавливаются в системе газоочистки. Уловленный продукт содержит в среднем 50-60% мас. цинка с незначительным содержанием других примесей (РЬ, Cd и др.). Некоторые металлы, например, медь, не возгоняются и практически полностью остаются в твердом остатке вельцевания - клинкере.

Рисунок 1.3 - Схема технологии «Вельц-процесс»

К достоинствам «Вельц-процесса» стоит отнести высокое извлечение цинка и простоту осуществления технологического процесса. Главными недостатками процесса являются: большой расход топлива, загрязнение цинковых возгонов оксидами железа и большое количество образующегося клинкера, который имеет ограниченную сферу использования и низкую цену для реализации возможным потребителям.

Также на основе использования трубчатой вращающейся печи разработаны и опробованы технологии «SL-RN», «Kawasaki» и «Krupp-Renn» [36-38]. Отличия данных технологий заключается в применении различных восстановителей, в конструкции аппаратов и технологических режимах.

На рисунке 1.4 представлена схема технологии «Krupp-Renn».

Рисунок 1.4 - Схема технологии «Krupp-Renn» [36]

Также известен ряд российских технологий переработки пылей ЭСПП в трубчатой печи. Авторы изобретения (№ 2269580 от 08.09.2003) предлагают перерабатывать железо-цинксодержащее сырье в трубчатой вращающейся печи. Техногенное сырье смешивается с углеродистым восстановителем, полученную смесь гранулируют с получением гранул размером 4-10 мм и влажностью 11-15 % мас., высокотемпературную обработку шихты ведут при температуре 910-1100°С в течение 1-2 ч. В качестве углеродистого восстановителя используют отсевы кокса. Улавливание возгонов цинка ведут путем отвода 70-80% от общего объема цинксодержащей пылегазовой смеси из реакционной зоны обжиговой печи, а оставшийся объем пылегазовой смеси отводят из холодного конца обжиговой печи. Из отведенной из холодного конца печи выделяют железо-цинксодержащую пыль и возвращают ее на подшихтовку исходной гранулируемой смеси, а обес-цинкованные гранулы направляют в аглодоменное производство [39].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Патрушов Алексей Евгеньевич, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Budanov, I.A. Economic conditions for the long-term development of metallurgy in Russia / I.A. Budanov // Studies on Russian Economic Development. - 2011. - Vol. 22, Iss. 5. — P. 494-506.

2. Сизяков, В.М. Стратегические задачи металлургического комплекса России/

B.М. Сизяков, А.А. Власов, В.Ю. Бажин // Цветные металлы. - 2016. - № 1. -

C. 32-38.

3. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.worldsteel.org/steel-by-topic/statistics/steel-statistical-yearbook.html

4. Юзов, О.В. Тенденции изменения производственных и экономических показателей металлургических и трубных предприятий России / О.В. Юзов, А.М. Седых, Т.М. Петракова // Труды XV Международного конгресса сталеплавильщиков и производителей металла (г. Тула, 15-19 окт. 2018 г.). - Тула. - 2018. - C. 60-72.

5. Сентюрин, А.В. О текущей ситуации и основных тенденциях в черной металлургии России / А.В. Сентюрин // Сталь. - 2018. - № 4. - C. 61-63.

6. Расщупкин, В.П. Производство стали. Методика выплавки: учебное пособие для вузов/ В.П. Расщупкин, М.С. Корытов. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2007. - 39 с.

7. Киселев, А.Д. Повышение эффективности газоудаления дуговых сталеплавильных печей/ А.Д. Киселев, Ю.Н. Тулуевский, И.Ю. Зинуров. - М.: Металлургия, 1992. - 112 с.

8. Свяжин, А.Г. Пылеобразование при производстве стали и испарение расплавов Fe-C / А.Г. Свяжин, Д.А. Романович, П.К. Рао // Металлург. - 2016. - № 1. - С. 49-53.

9. Коротков, Е.А. Совершенствование систем местной вытяжной вентиляции в электросталеплавильных цехах: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.23.03 / Е.А. Коротков. - Волгоград, 2012. - 20 с.

10. Лытаева, Т.А. Утилизация пыли от систем аспирации и газоочистки сталеплавильного производства / Т.А. Лытаева, М.А. Пашкевич // Научный вестник Московского государственного горного университета. - 2013. - № 7 (40). - С. 46-50.

11. Стовпченко, А.П. Процессы утилизации пыли сталеплавильного производства.

Ч.2. Промышленные процессы переработки пыли в агрегатах средней мощности / А.П. Стовпченко, Л.В. Камкина, Ю.С. Пройдак // Электрометаллургия. - 2010. -№ 2. - С. 37-45.

12. Machado da Silva, J. Caracterization study of electric arc furnace dust phases/ J. Machado da Silva, F.A. Brehm // Materials Research. - 2006. - No. 9 (1). - P. 25-36.

13. Nyirenda, R.L. The processing of steelmaking flue-dust: a rewiew / R.L. Nyirenda // Minerals Engineering. - 1991. - № 4. - P.1003-1025.

14. Симонян, Л.М. Свойства электросталеплавильной пыли и анализ возможных направлений ее использования / Л.М. Симонян, А.А. Хилько, С.В. Зубкова // Электрометаллургия. - 2010. - № 8. - С. 24-28.

15. Алпатова, А.А. Исследование процессов пылеобразования при дуговом нагреве металла и свойств пыли с целью её утилизации: дис... канд. техн. наук: 05.23.03 / А.А. Алпатова. - М., 2016. - 158 с.

16. Пугин, К.Г. Рециклинг мелкодисперсных железосодержащих отходов черной металлургии / К.Г. Пугин, В.С. Юшков // Сотрудничество для решения проблемы отходов: материалы VII Международной конференции (г. Харьков, 7-8 апр. 2010 г.). - Харьков. - 2010. - С. 62-65.

17. Machado, J.G.M.S. Chemical, physical, structural and morphological characterization of the electric arc furnace dust / J.G.M.S. Machado, F.A. Brehm, C.A. Mendes Moraes // J. of Hazardous Materials. - 2006. - B. 136. - P. 953-960.

18. Симонян, Л.М. Электросталеплавильная пыль как дисперсная система / Л.М. Симонян, А.А. Хилько, А.А. Лысенко, А.А. Михалчан, П.Ю. Сальникова // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 2010. - № 11. - С. 68-75.

19. Романтеев, Ю.П. Металлургия тяжелых цветных металлов. Свинец. Цинк. Кадмий / Ю.П. Романтеев, В.П. Быстров. - М.: Изд. дом МИСиС, 2010. - 574 с.

20. Доронин, И.Е. Пыли и шламы сталеплавильных агрегатов как сырье для производства цинка и стали / И.Е. Доронин, А.Г. Свяжин // Известия вузов. Цветная металлургия. - 2012. - № 5. - С. 31-35.

21. Летимин, В.Н. Пыль и шлам газоочисток металлургических заводов и анализ путей их утилизации / В.Н. Летимин, И. В. Макарова, М.С. Васильева, Т.М.

Насыров // Теория и технология металлургического производства. - 2015. - № 1(16). - С. 82-86.

22. Вольдман, Г.М. Теория металлургических процессов: учебное пособие / Г.М. Вольдман, А.Н. Зеликман. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010. - 524 с.

23. United States Patent 4071357. Int. C22B 19/24. Process for recovering zinc from steel-making flue dust / M.A. Peters. Current Assignee: Hazen Research Inc. - Filed: 23.09.1976, Publ: 31.01.1978.

24. A.c. № 1763499, СССР, МПК C22B 3/14 C22B 19/00. Способ гидрометаллургического получения цинка/ Ю.К. Бородай, Л.И. Коноваленко, Д.Д. Мягкий, Ю.Н. Резников, Л.Е. Синельникова, В.В. Алешин; заявитель и патентообладатель «ВНИПИчерметэнергоочистка»; - заявл. 10.11.1990, опубл. 23.09.1992.

25. Пат. № 2578881, РФ, МПК С22В 11/00, С22В 19/00, С22В 7/00, В03В 5/28. Способ переработки цинковых кеков / О.Б. Колмачихина, В.Г. Лобанов, А.М. Паньшин, С.Э. Полыгалов, Е.Н. Селиванов; заявитель и патентообладатель: ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина». № 2013155427; заявл. 12.12.2013; опубл. 27.03.2016. Бюл. № 9.

26. Shawabkeh, R.A. Hydrometallurgical extraction of zinc from Jordanian electric arc furnace dust / R.A. Shawabkeh // Hydrometallurgy. - 2010. - Vol. 104, Iss. 1. - P. 6165.

27. Пат. № 2617086, РФ, МПК С22В 19/00, С22В 7/00, С22В 3/12. Способ селективного извлечения оксида железа и оксида цинка из шламов и пылей газоочисток металлургических агрегатов/ Г.А. Фарнасов, В.И. Ковалев, И.Ф. Курунов, А.М. Бижанов, И.Н. Вершинин; заявитель и патентообладатель: А.М. Бижанов, Г.А. Фарнасов. № 2016108792; заявл. 11.03.2016; опубл. 19.04.2017. Бюл. № 11.

28. Попов, А.А. Гидрометаллургическая технология переработки цинксодержа-щей пыли сталеплавильного производства: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.16.02/ А.А. Попов. - Санкт-Петербург, 2016. - 20 с.

29. Engitec Technologies [Электронный ресурс] Режим доступа: http: //www. engitec. com/it/zinc_and_its_alloys

30. Walburga Keglevich de Buzin, P.J. EAF dust: An overview on the influences of physical, chemical and mineral features in its recycling and waste incorporation routes / P.J. Walburga Keglevich de Buzin, N.C. Heck, A.C. Faria Vilela // Journal of Materials Research and Technology. - 2017. - Vol. 6. - Iss. 2. - P. 194-202.

31. Yu, Bing-Sheng. Hydrothermal treatment of electric arc furnace dust / Bing-Sheng Yu, Yuh-Ruey Wang, Tien-Chin Chang // J. of Hazardous Materials. - 2011. - Vol. 190. - Iss. 1-3. - P. 397-402.

32. Журавлев, В.В. Анализ существующих технологий переработки сталеплавильной цинксодержащей пыли и направления дальнейших исследований/ В.В. Журавлев, В.А. Кобелев // Черная металлургия. - 2012. - № 10. - С. 80-83.

33. Козлов, П.А. Вельц-процесс / П.А. Козлов. - М.: Руда и металлы, 2012. - 176 с.

34. Козлов, П.А. Комплексная переработка цинксодержащих отходов различных отраслей промышленности / П.А. Козлов, А.Ф. Сапрыгин // Цветные металлы. -1990. - № 12. - C. 38-41.

35. Пат. № 2119965 РФ, МПК C22B 19/38. Способ вальцевания окисленных цинксодержащих материалов / Л.А. Казанбаев, П.А. Козлов, А.В. Колесников, Ю.В. Решетников; заявитель и патентообладатель: ООО «Челябинский электролитный цинковый завод». № 96120814/02; заявл. 22.10.1996; опубл. 10.10.1998.

36. Li, G. Effect of quaternary basicity on melting behavior and ferronickel particles growth of saprolitic laterite ores in Krupp-Renn process / G. Li, J. Luo, Z. Peng et al. // ISIJ Int. - 2015. - Vol. - 55. No. 9. - P. 1828-1833.

37. Йауа, H. Recent Activities of Ironmaking Laboratory / H. Йауа // Kawasaki Steel Technical Report. - 2009. - No. 41. - P. 92-94.

38. Renter, G. Serbent H. Entwicklung gegenwar-tiger Stahl und Zukunftsaussichten des SL/RN / G. Renter, H. Serbent // Verfahrtus. - 1975. - P. 520.

39. Пат. № 2269580 РФ, МПК С22В 1/216, С22В 7/00, С22В 19/30. Способ переработки цинксодержащих отходов металлургического производства/ А.М. Касимов, С.А. Носальский, В.Н. Ирха; заявитель и патентообладатель: А.М. Касимов, С.А. Носальский, В.Н. Ирха. № 2003127870/02; заявл. 08.09.2003; опубл. 10.02.2006.

Бюл. № 4.

40. Пат. № 2280087 РФ, МПК С22В 19/30, С22В 19/38, С22В 7/02. Способ непрерывной переработки железоцинксодержащих пылей и шламов / В.В. Кашин, А.Н. Дмитриев, А.В. Кашин; заявитель и патентообладатель: Государственное учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии Наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН). № 2004106874/02; заявл. 09.03.2004; опубл. 27.07.2006. Бюл. № 20.

41. Пат. № 2283885 РФ, МПК С22В 19/30, С22В 19/38, С22В 7/02. Способ переработки железоцинксодержащих отходов металлургического производства / В.А. Москаленко, М.Г. Уваров, В.В. Борисов, С.Я. Иванов; заявитель и патентообладатель: ОАО «Урал Сталь». № 2005118625/02; заявл. 15.06.2005; опубл. 20.09.2006 Бюл. № 26.

42. Пат. № 2329312 РФ, МПК С22В 7/02, С22В 19/30, С22В 19/38. Способ переработки железоцинксодержащих материалов / В.Г. Мизин, И.Е. Сперкач, Е.А. Сам-сиков, П.А. Козлов, А.В. Колесников, А.И. Кононов; заявитель и патентообладатель: ОАО «НЛМК». № 2006107028/02; заявл. 06.03.2006; опубл. 20.07.2008. Бюл. № 20.

43. Пат. № 2484153 РФ, МПК С22В7/02, С22В19/30. Способ утилизации пыли электросталеплавильных печей / С.И. Иваница, С.И. Логиновских, В.А. Мальцев, С.Г. Меламуд, А.В. Мокрецов, Д.Ю. Храмов; заявитель и патентообладатель: С.И. Иваница, С.И. Логиновских, А.В. Мокрецов, Д.Ю. Храмов. № 2010133425/02; заявл. 09.08.2010; опубл. 10.06.2013. Бюл. № 16.

44. Gordon, Y. Implementation of new ironmaking technologies: experience and risk/ Y. Gordon, C. Howey// AIST Scrap Supplements and Alternative Ironmaking Conference, 28-30 Oct 2012, Baltimore, MD, USA.

45. Southwick, L.M. Stuff what is sticking to the linen: role of pre-reduction in the preparation of iron units for the EAF / L.M. Southwick // AIST Scrap Supplements and Alternative Ironmaking Conference (28-30 Oct 2012, Baltimore). - 2012. MD, USA.

46. Jumbo, J., New coal-based ironmaking FASTMET/FASTMELT/ J. Jumbo, H. Tanaka, Y. Kuwata // Proceedings 4th European Coke and Ironmaking Congress (Paris

La Defanse, France, 19-22 June 2000). - 2000, Vol. II. - P. 492-497.

47. Курунов, И.Ф. Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа / И.Ф. Курунов, Н.А. Савчук. - М.: ОАО «Черметинформация», 2002. - 198 с.

48. Daiga, V.R. Steel mill waste processing in а rotary hearth furnace to recover valu-bale iron units/ V.R. Daiga, D.A. Ште, J.A. Thornton// 61-th lronmaking Conference Proceedings (10-13 March, 2002 Nashville, Tennessee, USA). - 2002. - P. 655-665.

49. Roth, J.L. PRIMUS, a new process for recycling by-products and producing virgin iron/ J.L. Roth, R. Frieden, T. Hansmann, J. Monai, M. Solvi // Revue de Metallurgie. -2001. - Vol. 98. - P. 987-996.

50. Lemperle, M. Liquid Hot Metal from OXYCUP/ M. Lemperle, H.J. Rachner // Proc. of the 6th Europ. Coke and Ironmaking Congr. (27 June-1 July 2011. Dusseldorf, Germany). - Dusseldorf, 2011. - P. 12-15.

51. Стовпченко, А.П. Современное состояние проблемы переработки пыли дуговой сталеплавильной печи/ А.П. Стовпченко, Ю.С. Пройдак, Л.В. Камкина // [Электронный ресурс] Режим доступа: http://waste.ua/cooperation/2009/theses/stovpchenko.html (дата обращения 02.02.2020)

52. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://pizotech.com/products/index.html

53. Тарасов, А.В. Металлургическая переработка вторичного цинкового сырья/ А.В. Тарасов, А.Д. Бессер, В.И. Мальцев. - М.: Гинцветмет, 2004. - 219 с.

54. Роменец, В.А. Процесс Ромелт/ В.А. Романец. - М.: МИСИС, Изд. «Руда и металлы», 2005. - 400 c.

55. Зайцев, А.К. Начальные стадии восстановления железа из шлака в процессе Ромелт/ А.К. Зайцев, Н.В. Криволапов, B.C. Валавин // Сталь. - 2000. - № 6. - C. 75-81.

56. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://misis.ru/university/mediaroom/

57. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.tetronics.com

58. Pargeter, J.K. Allmet / J.K. Pargeter // Personal Communication. - 1998. 24 March.

59. Pargeter, J.L. The Missing Ling: Steelmaking By-Products to Useful Raw Materials / J.K. Pargeter // Steel Mill Wastes and By-products Conference. - Pittsburgh, 24-26

June, 1996. - P. 402-408.

60. Тюшняков, С.Н. Разработка электротермической технологии утилизации цинксодержащих шлаков и пылей металлургических переделов: дис. ... канд. техн. наук: 05.16.07/ С.Н. Тюшняков. - Екатеринбург, 2016. - 157 с.

61. Пат. 2626371 РФ, МПК С22 В 7/02, С21 В 11/06, С22 В 19/38. Способ переработки отходов металлургического производства/ С.Ю. Одегов, И.Б. Федосов, А.П. Баранов, В.Е. Черных, А.Е. Патрушов: заявитель и патентообладатель: ООО «Урал-рециклинг». №2016135884; заявл. 05.09.2016; опубл. 26.07.2017. Бюл. № 21.

62. Минеев, Г.Г. Теория металлургическх процессов: учебник для вузов / Г.Г. Минеев, Т.С. Минеева, И.А. Жучков, Е.В. Зелинская. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010. - 524 с.

63. Михайлов, Г.Г. Термодинамика металлургических процессов и систем /Г.Г. Михайлов, Б.И. Леонович, Ю.С. Кузнецов. - М. : МИСиС, 2009. - 520 с.

64. Байков, А.А. Сборник трудов. - М.: Изд. АН СССР, 1948. - Т. 2. - С. 531546.

65. Лавров, Н.В. Физико-химические основы горения и газификации топлива / Н.В. Лавров. - М.: Металлургиздат, 1957. - 289 с.

66. Булгаков, В.Г. Исследование процессов науглероживания восстановленного железа в брикетах / В.Г. Булгаков, Л.Н. Бурминская, Г.В. Булгаков // Известия вузов. Черная металлургия. - 1997. - № 9. - С. 12-15.

67. Севрюков, Н.Н. Общая металлургия / Н.Н. Севрюков, Б.А. Кузьмин, Е.В. Челищев. - М.: Металлургиздат, 1954. С. 74-88.

68. Атлас шлаков: Справочное изд. / Пер. с нем. под ред. И.С. Куликова. - М.: Металлургия, 1985. - 208 с.

69. Романтеев, Ю.П. Металлургия цинка и кадмия: учеб. пособие/ Ю.П. Роман-теев, А.Н. Федоров, В.П. Быстров: под общ. ред. В.П. Быстрова. - М.: МИСиС, 2006. - 193 с.

70. Вольский, А.Н. Теория металлургических процессов: учебник для вузов / А.Н. Вольский, Е.М. Сергиевская. - М.: Металлургия, 1968. - 344 с.

71. Зайцев, В. Я. Металлургия свинца и цинка / В.Я. Зайцев, Е.В. Маргулис. - М.: Металлургия, 1985. - 262 с.

72. Кирилов, Ю.А. Влияние структуры и свойств окалины на качество поверхности при горячей обработке металла давлением / Ю.А. Кирилов, Л.Х. Дмитриев, Э.Ю. Колпишон, В.В. Лебедев // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2000. - № 7. - С. 36-38.

73. Цымбал, В.П. Математическое моделирование сложных систем в металлургии: учеб. для вузов. - Кемерово: Кузбассвузиздат; М.: АСТШ, 2006. - 431 с.

74. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017618511, Российская Федерация. Программный комплекс «Selektor» / К.В. Чудненко; правообладатель: федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения российской академии наук. - заявл. 09.06.2017, опубл. 02.08.2017.

75. Карпов, И.К. Математическое моделирование на ЭВМ с учетом кинетики и динамики физико-химических процессов / И.К. Карпов // Подземные воды и эволюция: материалы всесоюзной конференции. - 1985. - Т.2. - С. 293-296.

76. Пупышев, А.А. Термодинамическое моделирование термохимических процессов в спектральных источниках: учебное электронное текстовое издание / А.А Пупышев. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007. - 85 с. http s: //study .urfu.ru/Aid/Publ ication/478/1/Pupuyshev_v2 .pdf

77. Моисеев, Г.К. Термодинамическое моделирование в неорганических системах. / Г.К. Моисеев, Г.П. Вяткин. - Челябинск: Изд-во Южно-Уральского государственного университета, 1999. - 256 с.

78. Ватолин, Н.А. Термодинамическое моделирование в высокотемпературных неорганических системах / Н.А. Ватолин, Г.К. Моисеев, Б.Г Трусов. - М.: Металлургия, 1994. - 352 с.

79. Трусов, Б.Г. Программный комплекс TERRA для расчета плазмохимиче-ских процессов / Б.Г Трусов // Матер. 3 Международ. симпоз. по теоретической и прикладной плазмохимии. Плес. - 2002. - С. 217-218.

80. Гиббс, Дж.В. Термодинамика. Статическая механика / Дж.В. Гиббс. - М.:

Наука, 1982. - 324 с.

81. Карпов, И.К. Физико-химическое моделирование на ЭВМ в геохимии / И.К. Карпов. - Новосибирск: Наука, 1981. - 247 с.

82. Yokokawa, H. Tables of thermodynamic properties of inorganic compounds // Journal of the national chemical laboratory for industry. - 1988. - Vol. 83. - P. 27-121.

83. Chase, M.W. JANAF Thermodynamical Tables Third Edition/ M.W Chase, C.A. Davies, J.R. Downey, D.J. Frurip, R.A. McDonald, A.N. Syveerud // J. Phys. & Chem. Reference Data, 1985. - Vol. 14. - Iss. 1. - 926 p.

84. Robie R.A., Hemingway B.S. Thermodynamic properties of minerals and related substances at 298.15 K and 1 bar (105 Pascals) pressure and at higher temperatures // U. S. Geol. Survey Bull 2131. Washington: United states government printing office, 1995. 461 p.

85. Катков, О.М. Влияние температуры нагрева шихты на кинетику карботер-мического восстановления кремнезема / О.М. Катков, С.В. Архипов // Известия вузов. Цветная металлургия. - 1991. - № 3. - С. 118-120.

86. Катков, О.М. Технология выплавки технического кремния / под ред. О.М. Каткова. - Иркутск: ЗАО «Кремний», 1999. - 245 с.

87. Шадис, В.С. Разработка и применение высокопористых композиционных видов сырья для выплавки кремния: дисс... канд. техн. наук: 05.16.02 / В.С. Шадис. - Иркутск: ИрГТУ, 1997. - 127 с.

88. Евсеев, Н.В. Разработка технологии выплавки кремния с использованием пылевых отходов: дис... канд. техн. наук; 05.16.03 / Н.В. Евсеев. - Иркутск: ИрГТУ, 1991. - 148 с.

89. Тупицын, А.А. Совершенствование технологии получения алюминиево-кремниевых лигатур: дис. канд. техн. наук: 05.16.03 / А.А. Тупицын. - Иркутск, 1995. - 172 с.

90. Елисеев, И.А. Моделирование высокотемпературных процессов рафинирования высокочистого металлургического кремния как сырья для выращивания мультикремния для солнечной энергетики / И.А. Елисеев // Автореф. дисс. на со-иск. уч. степ. канд. техн. наук: 01.04.14. - Улан-Удэ, 2005. - 21 с.

91. Елисеев, И.А. Компьютерная модель рафинирования расплава кремния от бора и фосфора / И.А. Елисеев, А.И. Непомнящих, В.А. Бычинский // Известия вузов. Материалы электронной техники. - 2006. - № 4. - С. 53-60.

92. Бычинский, В.А. Основные принципы формирования многорезервуарной физико-химической модели карботермического восстановления кремния / В.А. Бычинский, B.C. Шадис // Проблемы комплексного использования руд: Тез. докл. 2-го междунар. симпозиума. - СПб., 1996. - С. 37-42.

93. Тютрин, А.А. Применение методов математического моделирования при изучении процессов получения и рафинирования металлургического кремния [Электронный ресурс] / А.А. Тютрин, А.К. Тимофеев // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 4. - URL: http://www.science-education.ru/104-6747 (24.02.2016).

94. Тютрин, А.А. Разработка кислотно-ультразвукового рафинирования кремния при карботермической технологии: дисс... канд. техн. наук: 05.16.02 / А.А. Тютрин. - Иркутск, 2013. - 142 с.

95. Леонова, М.С. Разработка технологии подготовки шихты из техногенного сырья для производства кремния: дисс... канд. техн. наук: 05.16.02 / М.С. Леонова. - Иркутск, 2017. - 201 с.

96. Немчинова, Н.В. Изучение методом термодинамического моделирования процесса получения металлургического кремния при использовании окомкованной шихты / Н.В. Немчинова, М.С. Леонова, А.К. Тимофеев // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2016. - № 7 (114). - С. 162-171.

97. Немчинова, Н.В. Развитие теории и практики получения кремния высокой чистоты карботермическим способом: дисс... д-ра техн. наук: 05.16.02 / Н. В. Немчинова. - Иркутск, 2010. - 365 с.

98. Немчинова, Н.В. Термодинамическое моделирование при изучении карботер-мического процесса получения кремния: монография / Н.В. Немчинова. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2013. - 100 с.

99. Шепелев, И.И. Физико-химическое моделирование процессов глиноземного производства при использовании техногенных добавок/ И.И. Шепелев, Н.В. Го-

ловных, К.В. Чудненко, А.Ю. Сахачев // Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья: Материалы XXIII Междунар. науч.-техн. конф. (г. Екатеринбург, 10-13 апр. 2018 г.). - Екатеринбург. - 2018. - С. 213-217.

100. Верхозина, В.А. Физико-химическое моделирование при разработке экологически безопасных технологий в производстве глинозема и алюминия/ В.А. Верхозина, Н.В. Головных, К.В. Чудненко, В.А. Бычинский // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2010. - № 6 (46). - С.177-182.

101. Головных, Н.В. Анализ техногенных процессов и систем на основе компьютерного физико-химического моделирования / Н.В. Головных, В.А. Бычинский, К.В. Чудненко// Современные проблемы геохимии: матер. Всерос. совещания (г. Иркутск, 22-26 октября 2012 г.). - Иркутск. - 2012. - Т. 3. - 283 с.

102. Сомов, В.В. Технология получения криолита из катодных блоков отработанного алюминиевого электролизера: дисс... канд. техн. наук: 05.16.02 / В.В. Сомов. - Иркутск, 2019. - 166 с.

103. Жмурова, В.В. Разработка технологии кислотного выщелачивания тяжелых цветных металлов из золотосодержащих катодных осадков: дисс. канд. техн. наук: 05.16.02 / В.В. Жмурова. - Иркутск, 2019. - 146 с.

104. Епифоров, А.В. Низкотемпературное автоклавное окисление упорных, сульфидных золото-медных флотоконцентратов: дисс. канд. техн. наук: 05.16.02 / А.В. Епифоров. - Иркутск, 2014. - 144 с.

105. Васильев, А.А. Разработка технологии переработки золотосодержащего тон-коизмельченного сырья с использованием атмосферного окисления: дис. канд. техн. наук: 05.16.02 / А.А. Васильев. - Иркутск, 2011. - 167 с.

106. Сидоров, И.А. Повышение извлечения металла из упорных золотосульфид-ных флотационных концентратов на основе процесса сверхтонкого помола / И.А. Сидоров, Г.И. Войлошников, О.Д. Хмельницкая, Т.В. Чикина // Прогрессивные методы обогащения и комплексной переработки природного и техногенного минерального сырья «Плаксинские чтения-2014»: сб. материалов (Алматы (Республика Казахстан), 16-19 сент. 2014 г.). Алматы (Республика Казахстан). - 2014. -С. 126-127.

107. Патрушов, А.Е. Исследование методами математического моделирования процесса восстановления железа и цинка из пылей электросталеплавильного производства / А.Е. Патрушов, Н.В. Немчинова, А.А. Тютрин, Д.Н. Чувашов // Переработка природного и техногенного сырья: сб. науч. трудов. Иркутск: Изд-во ИР-НИТУ, - 2018. - С. 114-116.

108. Гаврилин, И.В. Плавление и кристаллизация металлов и сплавов / И.В. Гав-рилин. - Владимир: ВГУ, 2000. - 260 с.

109. Линчевский, Б.В. Техника металлургического эксперимента: учебник для вузов / Б. В. Линчевский - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1992. - 240 с.

110. Фундаментальные исследования физикохимии металлических расплавов: Памяти акад. А.М. Самарина / Отв. ред. Н.П.Лякишев; Редкол.: В.И.Кашин и др.; Отв. за вып. М.М. Громова. - М.: Академкнига, 2002. - 468 с.

111. Патрушов, А.Е. Лабораторная установка переработки пылей электросталеплавильного производства / А.Е. Патрушов, Н.В. Немчинова // Перспективы развития переработки углеводородных и минеральных ресурсов: матер. VII Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. - Иркутск, 2017. - С. 65-66.

112. Кривандин, В.А. Металлургическая теплотехника. Т1. Теоретические основы / В.А. Кривандин, В.А. Арутюнов, Б.С. Мастрюков и др. - М.: Металлургия, 1986. - 424 с.

113. Гурвич, Р.М. Теплотехника в промышленности строительных материалов / Р.М. Гурвич, В.А. Китайцев // Государственное изд-во местной промышленности РСФСР. - М-Л., 1941. - 494 с.

114. Пат. № 2316607 Российская Федерация, МПК C22B 19/00, C22B 7/02. Способ удаления хлора и фтора из пылевидных цинксодержащих материалов свинцово-цинкового производства / В.В. Болдырев, Л.А. Казанбаев, П.А. Козлов, А.В. Колесников, А.И. Скудный; заявитель и патентообладатель: Открытое акционерное общество «Челябинский цинковый завод». - № 2006124338/02; заявл. 06.07.2006; опубл. 10.02.2008.

115. Пат. № 1325098, СССР, С22В3/00. Способ отмывки свинцово-цинковых окисленных материалов от сульфат-, хлорид- и фторид-ионов / Е.В. Маргулис,

Н.В. Ходов, П.Е. Маргулис, Э.А. Арчинова, В.И. Тарарина, О.К. Кузнецов, Д.Т. Каргинов; заявитель и патентообладатель Северо-Кавказский горнометаллургический институт и Государственный завод «Электроцинк» (SU). - № 3985437/31-02; заявл. 29.11.85; опубл. 23.07.87

116. Nemchinova, N.V. Extraction of Zinc and Iron from Electrosmelting Dust / N.V. Nemchinova, V.E. Chernykh, A.A. Tyutrin, A.E. Patrushov // Steel in Translation. 2016. - Vol. 46, No. 5. - Р. 368-372.

117. Подковыркин, Е.Г. Опыт эксплуатации промышленных установок огневого обезвреживания железосодержащих техногенных материалов /Е.Г. Подковыркин, Ю.С. Жуков, Н.Г. Коршунова, А.В. Баков, О.А. Витков// Сталь. - 2010. - № 3. - С. 115-117.

118. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.cesolutions.ru/production/gazoochistka/skrubbery/venturi/

119. Патрушов, А.Е. Оценка технико-экономической эффективности пирометал-лургической технологии переработки пылей электросталеплавильного производства / А.Е. Патрушов // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2020. - № 3 (24). - С. 672-683.

120. Постановление Госстроя России от 05.03.2004 № 15/1 «Об утверждении и введении в действие Методики определения стоимости строительной продукции на территории Российской Федерации" (вместе с "МДС 81-35.2004...») (ред. от 16.06.2014)

121. Приказ Министерства регионального развития РФ от 4 октября 2011 г. № 481 «Об утверждении Методических рекомендаций по применению государственных сметных нормативов - укрупненных нормативов цены строительства различных видов объектов капитального строительства непроизводственного назначения и инженерной инфраструктуры».

122. ГСН 81-05-01-2001 Сборник сметных норм затрат на строительство временных зданий и сооружений. - М., 2001. - 8 с.

123. Стеблов, А.Б. Эффективность работы электродуговой плавильной печи от качества шихты/ А.Б. Стеблов // Литье и металлургия. - 2016. - № 3. - С. 58-62.

124. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.metaltorg.ru/metal_catalog/metallurgicheskoye_syrye_i_polufabrikaty/chu gun/chugun_peredelnyi/

125. Шиврин, Г.Н. Металлургия свинца и цинка / Г. Н. Шиврин. - М.: Металлургия, 1982. - 351 с.

126. Аналитический отчет о состоянии конкуренции на рынке цинкового концентрата // Федеральная антимонопольная служба, управление контроля промышленности / рук. : Н.Ф. Галимханова. - Москва, 2019. - 39 с.

127. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.elec.ru/lme/zinc/

Приложение А. Патентный поиск способов переработки пылей электросталеплавильного производства

Таблица А.1 - Результаты патентного поиска по способам переработки пылей электросталеплавильного производства

№ Страна выдачи, вид и номер охранного документа. Классификационный индекс Заявитель (патентообладатель), страна. Номер заявки, дата приоритета, конвенционный приоритет, дата публикации Название изобретения (полной модели, образца) Сведения о действии охранного документа или причина его аннулирования

1 2 3 4 5

1 Россия Патент 2 269 580 С22В 1/216 С22В 7/00 С22В 19/30 А.М. Касимов (ИЛ), С.А. Носальский (ИЛ), ВН. Ирха (ИЛ), 2003127870/02, 08.09.2003, 10.02.2006 Способ переработки цин-косодержащих отходов металлургического производства По данным на 19.09.2011-не действует

2 Россия Патент 2 277 597 С22В 7/00 С22В 19/30 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" ^и), 2004125255/02, 17.08.2004 10.06.2006 Способ обесцинкования шламов доменного производства По данным на 29.08.2016-действует

3 Россия Патент 2 279 492 С22В 19/38 Открытое акционерное общество "Челябинский цинковый завод" ^и), 2005100470/02, 11.01.2005, 10.07.2006 Способ пирометаллурги-ческой переработки цинковых кеков По данным на 12.01.2015-не действует

4 Россия Патент 2 280 087 С22В 19/30 С22В 19/38 С22В 7/02 Государственное Учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии Наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН) (ЯЦ), 2004106874/02, 09.03.2004, 20.07.2006 Способ непрерывной переработки железо-цинксодержащих пылей и шламов По данным на 11.03.2012 -не действует

Продолжение таблицы А.1

1 2 3 4 5

5 Россия Патент 2 283 885 С22В 19/30 С22В 19/38 С22В 7/02 Открытое акционерное общество "Уральская сталь" (ОАО "Урал Сталь") (ЯЦ), 2005118625/02, 15.06.2005 20.09.2006 Способ переработки железоцинксодержащих отходов металлургического производства По данным на 07.03.2017 -действует

6 Россия Патент 2 329 312 С22В 7/02 С22В 19/30 С22В 19/38 Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" (ОАО "НЛМК") (Яи), 2006107028/02, 06.03.2006 20.09.2007 Способ переработки же-лезоцинксодержащих материалов По данным на 10.03.2015 -не действует

7 Россия Патент 2 340 403 В03В 9/06 С22В 19/30 B.Х. Валеев (Яи), C.Р. Калмукашев (ЯЦ), B.Ф. Колесников (ЯЦ), C.В. Колесников (ЯЦ), Ю.В. Сомова (Яи), 2006103776/03, 08.02.2006, 20.08.2007 Способ переработки цинксодержащих пылей и шламов металлургического и горного производства По данным на 09.02.2015 -не действует

8 Россия Патент 2 403 302 С22В 19/30 С22В 7/02 С22В 19/38 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (Яи), 2010105386/02, 15.02.2010 10.11.2010 Способ непрерывной переработки железоцин-косодержащих пылей и шламов По данным на 27.01.2017 -действует

9 Россия Патент 2 404 271 С22В 7/00 С22В 19/30 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (Яи), 2009107657/02, 03.03.2009 20.11.2010 Способ переработки некондиционных железо- и цинксодержащих отходов металлургического производства По данным на 27.03.2017 - действует

Окончание таблицы А.1

1 2 3 4 5

10 Россия Патент 2 450 065 С22В 7/02 С22В 19/38 Общество с ограниченной ответственностью "Группа "Магнезит" (Яи), 2010130985/02, 23.07.2010, 10.05.2012 Способ переработки пыли металлургического производства По данным на 17.04.2017 -прекратил действие, но может быть восстановлен

11 Россия Патент 2 465 352 С22В 7/00 С22В 19/30 Государственное предприятие "Украинский научно-технический центр металлургической промышленности "Энергосталь" (иА), 2010150013/02, 06.12.2010 27.10.2012 Способ переработки цинк-железосодержащих пылей или шламов металлургического производства По данным на 07.04.2017 -действует

12 Россия Патент 2 484 153 С22В 7/02 С22В 19/30 С.И. Иваница (Яи), С.И. Логиновских (ЯЦ), А.В. Мокрецов (ЯЦ), Д.Ю. Храмов (Яи) 2010133425/02, 09.08.2010 10.06.2013 Способ утилизации пыли электросталеплавильных печей По данным на 09.03.2016 -действует

13 Россия Патент 2 507 280 С22В 19/38 С22В 1/02 С22В 7/00 Открытое Акционерное Общество "Челябинский цинковый завод" (Яи), 2012131632/02, 23.07.2012, 20.02.2014 Способ переработки цинксодержащих металлургических отходов По данным на 28.11.2016 -действует

14 Россия Патент 2 617 086 С22В1 9/00 С22В 7/00 С22В 3/12 А.М. Бижанов (Яи), Г.А. Фарнасов (Яи). 2016108792, 11.03.2016 19.04.2017 Способ селективного извлечения оксида железа и оксида цинка из шла-мов и пылей газоочисток металлургических агрегатов По данным на 28.01.2019 прекратил действие, но может быть восстановлен

Приложение Б. Акт

Innovation Technology Inorgy metallurgy

intyrn мир I

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ

«ИТЭМ-ИНЖИНИРИНГ»

ОГРН 1143850005265 HHH3811176S86. КПП381101001 РФ. 664075. г. Иркутск, ул. байкальская. 244/3. офк 101. Тел.: »7 (3952) 48 34 24 Факс: *7 <3952) 48 34 26. E-mail: mte>38mt>o m.

ТВЕРЖДЛЮ директор

мннринп»

Черных

20/Sr

Акт

Настоящий акт составлен в том, что результаты диссертационной работы аспиранта Патрушова Алексея Евгеньевича по тестовым лабораторным исследованиям переработки цинкосодсржашсй пыли злсктросталеплавильного производства и замасленной окалины с получением цинкового концентрата и гранулированного чугуна иснольтопаиы п качеств исходных данных для разработки концептуального технико-экономического обоснования (КТЭО) «Создание в г. Сатка Челябинской области опытного завода по производству гранулированного чугуна методом прямого восстановления железа в кольцевой печи и дегалогенизнрованного оксида пинка из замасленной окалины и жслезоцинксодсржащих пылен дуговых сталеплавильных печей».

Выли приняты как исходные данные следующие результаты:

• разработанная технологическая схема переработки замасленной окалины и пылен дуговых сталеплавильных печей;

• оптимальный компонентный состав шихты, % мае.:

- окалина 4 7-51;

пыль дуговых сталеплавильных печсЯ 13-18;

- уголь 20-23;

- SiO: 4-8:

- СаО 4.5-6;

• влияние состава шихты на качество получаемых конечных продуктов;

• соотношение компонентов в шихте;

• температурный режим обжига шихты (загру|ка при 1150*С, в течении 20 минут подъем до t-1350°C. затем в течении 10 минут подъем до 1425®С и далее в течении 10 минут охлаждение до 1150°С);

• характеристики готовой продукции (соответствие ТУ 0811 -001 -68660096-2016).

Научный руководитель. д.т.н.. проф. Технический директор ООО «ИТЭМ-инжннирин Аспирант ИРНИТУ

Н И Немчинова Н.Б. Чувашов А.Е. Натру шов

Приложение В. Акт внедрения модели процесса переработки техногенного

сырья

Настоящий акт составлен в том, что на ООО «ИТЭМ» была представлена и внедрена многорезервуарная математическая модель высокотемпературного процесса переработки пыли электросталеплавильного производства в кольцевой печи с получением чугуна и цинкоксидного продукта, построенная с помощью программного комплекса «Селектор».

Данная модель состоит из 7-ми резервуаров, каждый из которых имеет заданные параметры по температуре и химическому составу входящих компонентов. При создании модели использовался метод минимизации энергии Гиббса, который позволяет вычислить стабильное состояние системы в зависимости от давления, температуры и химического состава шихтовых компонентов на основе термодинамических данных.

Состав компонентов шихты, вводимых в модель, соответствует известным данным, указанным в литературных источниках, а также результатам проведенного химического анализа используемых сырьевых материалов и флюсов.

Согласно сформированной математической модели, в первый резервуар поступает шихта и надевается до температуры 1200°С (данный резервуар описывает процессы в зоне кольцевой подовой печи, где происходит полное восстановление железа и цинка и начинается образование шлака). Второй резервуар - это зона кольцевой печи, температура которой 1400°С, где происходит процесс плавления железа и завершается образование шлака. Продукты высокотемпературной обработки (чугун и шлак), полученные во втором резервуаре, переходят для охлаждения в третий резервуар, имитирующий выгрузку из печи продуктов плавки. Образовавшиеся в третьем резервуаре шлаковые компоненты поступают в четвертый резервуар, который характеризует состав получаемого шлака. В пятом резервуаре происходит накопление чугуна. Газы, образовавшиеся в зоне разогрева и спекания шихты (1-ый резервуар) и зоне плавления (2-ой резервуар), переходят в 6-ой резервуар и охлаждаются. Цинк и легколетучие компоненты конденсируются с образованием твердофазной пыли, где основным соединением является оксид цинка. Газы и нескон-

УТВЕРЖДАЮ

Акт внедрении

Окончание Приложения В

денсировавшиеся компоненты переходят в 7-ой резервуар, соответствующий составу пы-легазовых выбросов через дымовую трубу.

Полученная семирезервуарная модель максимально приближена к реальным условиям технологии переработки техногенного сырья и описывает процесс карботермичсско-го восстановления железа и цинка из пыли электросталеплавильного производства в кольцевой печи с получением чугуна и цинкоксидного продукта, востребованных в различных отраслях промышленности. Внедрение данной математической модели позволяет осуществить оперативный подбор соотношения шихтовых компонентов, а также выявить факторы, влияющие на химический состав получаемого чугуна и цинкоксидного продукта.

Зам. директора ООО «ИТЭМу

Начальник технического отдела

Жданова Н.В.

Изотов Д.В.

Инженер-технолог ООО «ИТЭМ»

Заведующая кафедрой металлургии цветных металлов ФГБОУ ВО « ИРНИТУ», д.т.н., профессор

Немчинова Н.В.

Аспирант кафедры металлургии цветных металлов ФГБОУ ВО « ИРНИТУ»

Пагрушов А.Е.

Приложение Г. Патент на изобретение

Приложение Д. Свидетельство о государственной регистрации программы

для ЭВМ

Приложение Е. Перечень технологического оборудования

П/п Наименование Спецификация и тип Ед. Кол-во

I Система подготовки угля

1 бункер сырья Шт. 1

2 запорный клапан SDF7070 Шт. 1

3 Питатель Х2 Шт. 1

4 ленточный конвейер закрытого типа DDJ600*5m Шт. 1

5 ленточный железоотделитель RCDD-8 Шт. 1

6 электроприводный трёхходовой клапан DSFR8080 Шт. 1

7 дробилка PS800*1000 Шт.

8 мешочный пылеуловитель Шт. 1

9 линейный вибрационный грохот ^1236 Шт.

10 скребковый конвейер для дробления и выгрузки MC40*6.7m Шт. 1

11 ленточный конвейер для возврата сырья B650*10m Шт. 1

12 барабанная сушилка Ф2.5*10т Шт. 1

13 воздуходувка Шт. 1

14 пылеуловитель Шт. 1

15 скребковый конвейер RMS32*12m Шт. 1

16 электроприводный трёхходовой клапан DSFR45 Шт. 1

17 ковшовый элеватор №50*^ Шт.

18 Мельница GK2500 Шт. 1

19 скребковый конвейер RMS32*10m Шт. 1

20 электроприводный трёхходовой клапан DSFR45 Шт. 1

21 ковшовый элеватор №50*1^ Шт. 2

22 бункер готового порошочного угля Шт. 1

П/п Наименование Спецификация и тип Ед. Кол-во

23 вибратор стенок бункера Шт. 2

24 мешочный пылеуловитель на верхушке бункера Шт. 1

25 ручная задвижка DPZ40 Шт. 1

26 электроприводная задвижка DFP40 Шт. 1

27 винтовой транспортёр LX-325*2000 Шт. 1

II Система подачи извести

1 Приемный бункер Шт. 1

2 запорный клапан SDF7070 Шт. 1

3 Питатель Ю Шт. 1

4 ленточный конвейер закрытого типа DDJ500*5m Шт. 1

III Система подачи кремнезем

1 Приемный бункер Шт. 1

2 запорный клапан SDF7070 Шт. 1

3 Питатель Ю Шт. 1

4 ленточный конвейер закрытого типа DDJ500*2m Шт. 1

IV Система подачи пыли ЭСПП

1 Приемный бункер Шт.

2 запорный клапан SDF7070 Шт.

3 Питатель Ю Шт.

4 ленточный конвейер закрытого типа DDJ500*2m Шт.

V Система подготовки окалины

1 бункер сырья Шт. 1

2 запорный клапан SSGP0512 Шт. 1

3 Питатель Шт. 1

4 ленточный конвейер для подачи сырья DEL0820 Шт.

ПУп Наименование Спецификация и тип Ед. Кол-во

5 обжиговый реактор FR08134 Шт.

6 реактор охладитель RC04132 Шт.

7 циклонная печь CF012 Шт.

9 пиролизный циклон PCB01-195 Шт.

10 батарейный циклон MJC134 Шт.

11 Дымосос Шт.

12 электроприводная задвижка DFP40 Шт.

13 винтовой транспортёр LX-325*2000 Шт.

VI Система получения шихты и ее прессование

1 скребковый конвейер RMS80*40m Шт. 1

2 ковшовый элеватор №100*^ Шт. 1

3 мокрый смеситель SJ-100 Шт. 1

4 двухвальный смеситель SLJ7035A Шт. 1

5 двухвальный смеситель SLJ7035B Шт. 1

6 ленточный конвейер B800*45m Шт. 1

7 электроприводной разгружатель B800 Шт. 5

8 одновальный смеситель DLJ5025A Шт. 6

9 брикет-пресс XMQ-30 Шт. 6

10 ленточный конвейер для возврата сырья B650*55m Шт. 1

11 ленточный конвейер для выгрузки B800*55m Шт. 1

12 ленточный конвейер для выпуска готовых продуктов B800*50m Шт. 1

VII Система подготовки угольной подсыпки

1 приемный бункер сырья Шт. 1

2 запорный клапан SSGP0510 Шт. 1

3 ленточный конвейер для подачи сырья DEL0520 Шт. 1

ПУп Наименование Спецификация и тип Ед. Кол-во

4 Железоотделитель RCDD-500 Шт. 1

5 ленточный конвейер DDJ650*25m Шт. 1

6 вертикальная дробилка LF1100 Шт. 1

7 линейное вибрационное сито ZZS1236 Шт. 1

8 ленточный конвейер для выпуска готовых продуктов B650*50m Шт. 1

9 ленточный конвейер для возврата сырья B500*17m Шт. 1

VIII Система сушки и восстановительной плавки

1 сушилка с сетчатой лентой SB10 m*3m Шт. 1

2 вибрационный распределитель брикетов Шт. 1

3 укаладчик подсыпки Шт. 1

4 печь с вращающимся подом 012*3,2т Шт. 1

5 разгрузочный шнек комплект 1

IX Система выгрузки готового продукта

1 Холодильник комплект 1

2 ленточный конвейер для выпуска готовых продуктов В800х7т комплект 1

3 элеватор комплект 2

4 магнитный сепаратор комплект 2

X Система обработки дымовых газов

4 футеровочные материалы комплект 1

5 радиационный теплообменник комплект 1

6 скруббер комплект 1

7 рукавный фильтр Шт. 2

8 рекуператор Шт. 1

9 Дымосос Шт. 4

ПУп Наименование Спецификация и тип Ед. Кол-во

10 дымовая труба Шт. 1

XI Система дегалогенизации цинксодержащего продукта

1 приемный бункер

2 питатель Ю Шт. 1

3 ленточный конвейер закрытого типа DDJ500*2m Шт. 1

4 укладчик цинксодержащего продукта Шт. 1

5 тарельчатая печь Шт. 1

6 разгрузочный шнек Шт. 1

7 холодильник Шт. 1

8 ленточный конвейер для выпуска готовых продуктов Шт. 1

9 элеватор Шт. 1

10 станция затаривания Шт. 1

11 рекуператор Шт. 1

12 рукавный фильтр Шт. 1

13 скруббер Шт. 1

14 дымосос Шт. 1

15 дымовая труба Шт. 1

XII Система охлаждения умягченной воды

1 градирня комплект 3

2 автоматический умягчитель воды комплект 2

3 насос для подачи воды комплект 6

4 насос для дополнения воды комплект 6

5 трубопроводы и задвижки комплект 1

XIII Воздушная компрессорная станция

1 воздушная компрессорная станция комплект 1

Приложение Ж. Материальный баланс переработки пылей с получением гранулированного чугуна и оксида цинка

Стадия 1. Смешивание и брикетирование

Поступило, кг/ч Получено, кг/ч

1. Пыль ЭСПП 1890,00 1. Сырой брикет 11694,205

ZnO 491,78 ZnO 491,78

Fe2Oз 712,53 Fe2Oз 4821,48

Na2O 112,83 FeO 874,86

56,32 Na2O 113,73

CaO 197,13 ад 58,77

а 71,06 CaO 918,21

P2O5 6,43 а 71,06

SOз 19,66 P2O5 13,66

SiO2 90,53 SOз 20,94

Al2Oз 12,47 SiO2 969,42

MgO 24,76 Л^ 62,26

MnO 54,62 MgO 105,14

PbO 39,88 MnO 107,26

2. Окалина 5561,74 PbO 39,88

Fe2Oз 4081,76 Cu 24,47

FeO 874,86 Ni 21,69

SiO2 253,06 S 17,15

MgO 14,46 & 10,01

MnO 52,28 ^2 2,71

Cu 24,47 Zn 1,11

№ 21,69 H2O 866,82

S 11,12 C 1518,36

Cr 10,01 H 97,81

P2O5 7,23 O 447,75

K2O 1,11 N 17,87

^2 1,11

Zn 1,11

С 88,99

CaO 87,88

А120з 30,59

3. Уголь 2233,54

H2O 0,00

SiO2 125,50

Al2Oз 9,60

Fe2Oз 16,97

CaO 50,25

MgO 28,81

K2O 1,34

Na2O 0,89

1,34

C 1429,38

H 97,81

O 447,75

N 17,87

S 6,03

4. Песок 510

SiO2 497,76

Al2Oз 0,51

Fe2Oз 0,612

TiO2 0,255

CaO 1,836

MgO 0,765

MnO 0,357

H2O 7,905

5. Известь 640

CaO 581,12

MgO 36,352

Al2Oз 9,088

Fe2Oз 9,6