Проблема переработки промышленных отходов, рециклинг

Во всех металлургических переделах образуется значительное количество пылей, которые необходимо улавливать и утилизировать с целью извлечения

получаемой при использовании металлургических пылей является повышенное содер­жание в них цинка, свинца, особенно в связи с расширенным использованием оцинкованного скрапа в кислородно-конвертерном производстве.

В настоящее время используется большая часть колошниковой пыли, шламов фабрик окомковы вания, агломерационных фабрик и часть пылей и шламов систем газоочисток доменных и сталеплавильных цехов. Значительная же доля этих шламов газоочистки с высоким содержанием железа (до 50-60 %), а также цинка и свинца, поступает в шламонакопители и не перерабатывается. Проблема использования шламов затрудняется также из-за нестабильности их химического и гранулометрического составов и высокой влажности, что при любом способе утилизации вызывает необходимость их предварительной суш­ки.

Кроме оксидов железа, цинка и свинца, пыли и шламы содержат оксиды марганца, магния, кальция, а некоторые, кроме того, оксиды хрома, никеля, кадмия и других металлов. Эти примеси можно отделить от железосодержащей части, утилизировать и использовать. По имеющимся данным, это целесооб­разно осуществлять тогда, когда содержание таких металлов сравнительно ве­лико и процессы их выделения не сопровождаются большими затратами.

Над проблемами очистки ЖС пылей от цинка и свинца, их утилизации и использования работают во многих странах мира, но решают эти задачи по-разному. Общие решения относятся только к пылям, которые рекомендуют ис­пользовать в составе аглошихты ив других металлургических переделах.

При переработке железорудного сырья на предприятиях образуется большое количество различных ЖСО: пылей и шламов газоочистных сооруже­ний, окалины, сварочного шлака, отсевов окатышей и агломерата, В больших количествах накапливаются также шламы и пыли систем газоочистки ферро-сплавных заводов и цехов. Утилизации подвергаются и отсевы извести (как правило, фракции 0-10 мм). Кроме того, в отвалах металлургических предпри­ятий скапливаются запасы ЖСО, разбавленных золами ТЭЦ и хвостами угле­обогатительных фабрик, которые практически не используются. Для извлече­ния дополнительного количества железа из шламов разработано несколько тех­нологических операций, в которых предусматривается их магнитная сепарация.

Анализ результатов исследований с магнитной сепарацией и перечисткой "хвостов" показал, что полученный магнитный концентрат пригоден для ис­пользования в аглошихте. Недостаточно полная утилизация шламов приводит к уменьшению содержания железа в доменной шихте, снижению производитель­ности доменных печей иувеличениюрасхода кокса.

Особое место занимают пыли и шламы ферросплавного производства. Отходящие газы закрытых ферросплавных печей очищают, как правило, в установках выбросы ее составляют около 20 т/сутки от одной печи. Более полное извлече­ние ценных компонентов из пыл ей и шламов газоочистки ферросплавных печей достигается путем их повторного использования или включения в шихту раз­личных отходов (пыль, шлам, мелочь ферросплавов и т.д.). Пыль ферросплав­ных печей состоит главным образом из аморфного диоксида кремния, который нашел широкое применение в металлургии. Наиболее эффективным способом утилизации пылеватых отходов и мелкой марганцевой руды является агломера­ция, а для хромовых отходов - окомковывание и брикетирование. Окусковыва-ние отходов не только позволяет обеспечивать дополнительные ресурсы метал­лов и охрану окружающей среды, но и, как правило, стабилизировать работу электроферросплавных печей.

В настоящее время в России утилизируется 80% ЖСО, однако, если ко­лошниковая пыль, окалина, сварочный шлак, отсевы агломерата и окатышей используются практически полностью, то железосодержащие шламы — только на 53 %. В связи с этим основной проблемой черной металлургии является пол­ная утилизация ЖС шламов (ЖСШ).

Основными критериями пригодности ЖС к применению в производстве металла является их химический состав и влажность, определяющая их сыпу­честь, транспортабельность, возможность дозирования и перегрузок шламов в технологическом цикле аглофабрики, способность свободно распределяться в массе агломерационной шихты. Оценка спекаемости ЖСШ предприятий пол­ного металлургического цикла показала, что для большинства предприятий технологически допустим высокий (до 120-200 кг/т агломерата) расход подго­товленных сыпучих шламов, превышающие их предельные значения на заводе. Полная утилизация шламов в условиях агломерационных фабрик не ухудшает технологические показатели производства икачество агломерата.

Результаты химических анализов ЖСШ текущего выхода от отдельных переделов металлургических предприятий показали, что основная масса шла­мов и пылей агломерационного, доменного и сталеплавильного производств содержит от 45 до 70 % железа с учетом повышенного содержания оксида кальция, оксида магния, марганца и углерода по сравнению с исходным желе­зорудным сырьем, Содержание кремнезема в шламах составляет от 1 -2 (стале­плавильное производство) до 8-10 % (агломерационное и доменное производ­ства); серы - 0.2-0.7 %; фосфора -0.02-00.06 %.

На Челябинском металлургическом комбинате осуществлена утилизация шламов доменного, конвертерного и мартеновских шламов и части шламов электросталеплавильного производства. С учетом конвертерного шлака (железо= 5-20 %) на комбинате ежегодно образуется около 1.5 млн. т ЖСО. Наи­большая доля в отходах приходится на колошниковую пыль и конверторный способ плавления (запыленностьность 10 %) на аглофабрику. Использование шламов осложняется нестабильно­стью их химического и гранулометрического составов, что связано с разработ­кой оптимальной технологии для каждого конкретного случая. В результате ис­следований было установлено, что для различных агломерационных руд добав­ка шлама в количестве 40-60 кг/т агломерата повышает производительность ус-тановокна3-7.5%иулучшаеткачество агломерата.

Внедрение технологии подготовки шламов и пыли к спеканию агломерата позволило довести их расход без учета окалины первичных отстойников про­катных цехов до 200 кг/т агломерата. Однако полное использование шламов сдерживается из-за высокого содержания в них цинка: в конвертерном шламе -около 1 %, в шламах газоочисток доменных печей, мартеновского и электро­сталеплавильного цехов - 0.4-0.6 %. Поэтому в агломерате Челябинского ме­таллургического комбината содержится 0.05-0.06 % цинка. Применение такого агломерата приводит к образованию настылей и гарнисажа, что ухудшает рабо­ту доменных печей. Для уменьшения поступления цинка в печь рекомендуется периодически выводить шламы из аглошихты.