Новости отрасли

26.03.2018
НИТУ «МИСиС»: создана уникальная печь для переработки техногенных отходов
26.03.2018


Ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова заявила, что специалистами университета совместно с индустриальным партнером ООО «ПК «Вторалюминпродукт» удалось создать установку реактора, способного производить чугун и концентрат цветных металлов из шлаков и шламов, а также генераторные газы из углеродсодержащих отходов (включая твердые бытовые отходы). Технология создана впервые в мире. Пилотный агрегат функционирует на территории ЗАО МК «СТАЛЬКРОН» в г. Мценске Орловской области.

Инновационная печь решает сразу две проблемы – ее работа способствует повышению эффективности производства и улучшению показателей его экологичности. В настоящее время более 95% выпускаемого в мире чугуна производится в доменных печах. Эта технология требует подготовленного высококачественного сырья. При этом в металлургии черных и цветных металлов, а также химической промышленности накоплено сотни миллионов тонн шламов, пылей, огарков - ежегодно только на российских предприятиях образуется более 5 млн тонн таких отходов. Все они содержат большое количество металлов, эффективных технологий по извлечению которых попросту не существует. Накопленные отходы гниют на полигонах и отравляют воздух и грунтовые воды. 

Инновационная печь, созданная специалистами МИСиС, построена на барботажном принципе: технологические процессы в ней осуществляются в жидкой шлаковой ванне, продуваемой газом. Образующиеся при этом пузырьки сильно ускоряют химические процессы в ванне, и интенсивно перемешивают железистый расплав и шлак. Печь представляет из себя усовершенствованный вариант созданной в МИСиС печи Ромелт.

Напомним, что технология, легшая в основу печи Ромелт, была внедрена порядка 40 лет назад на комбинате "Норильский никель" профессором МИСиС Андреем Ванюковым, в честь которого и был назван металлургический агрегат. Однако печи Ванюкова для работы требуется дорогостоящий кокс. В 80-х годах технология была модернизирована под руководством профессора Владимира Роменца. Получившаяся в результате печь Ромелт обеспечивает на порядок более высокую производительность по сравнению со всеми известными металлургическими технологиями. Для ее работы требуются самые дешевые энергоносители и восстановители, любые угли и углеродосодержащие материалы, вплоть до сланцев, углеродосодержащих отходов угольных ТЭЦ и металлургических шламов. Печь Ромелт выполняет одновременно несколько функций: интенсивное перемешивание реагирующих компонент шихты, подвод восстановителя и энергоносителя (угля, газа) в каждую точку перемешиваемой среды, интенсивный отвод продуктов реакции. 

Однако широкого распространения технология Ромелт не получила. После успешных испытаний в 1980-х годах на НЛМК всего несколько пилотных установок было сооружено за рубежом. Так, в 90-х годах установка появилась в городе Таеджон (Республика Корея). В 2008 г. маломасштабная установка Ромелт пущена в эксплуатацию на заводе фирмы «AB Metals» (г. Балхаш, Казахстан). В ноябре 2015 г. прошел пуск в эксплуатацию установки Ромелт в Мьянме.

Новая технологическое решение МИСиС стало возможным благодаря разделению реактора на плавильную и восстановительную зоны. Шлаковая ванна и ванна железистого расплава продуваются струей газа с содержанием кислорода 50–99%. Температура поддерживается на уровне 1400–1500 градусов Цельсия. На поверхность ванны расплава подаются железосодержащие материалы, энергетический уголь, флюсующие добавки. Уголь, попадающий на поверхность расплава, вовлекается шлаковыми потоками в нижние зоны ванны, где за счет кислородного потока происходит его горение до углекислого газа и паров воды. Расплав перетекает в восстановительную зону, где происходит его окончательное восстановление до чугуна. Ряд цветных металлов также восстанавливается до состояния металла, и удаляются из печи с отходящими газами. Далее они улавливаются в пыли. 

Важнейшее преимущество технологии - низкие удельные расходы энергоносителей: конфигурация печи позволила снизить расход угля и кислорода на 20 — 30 % относительно лучших мировых аналогов. С этой точки зрения они могут претендовать на европейскую номинацию BAT (Best Available Techniques). Новые технологии экологически ориентированы. Количество выбросов при их применении существенно ниже аналогов. Кроме того, технологией предусмотрено подавление образования особо опасных экотоксикантов.

Как рассказали специалисты МИСиС, по требованию заказчика состав шлака может быть подобран для последующей переработки в шлакокаменные изделия, теплоизоляционную шлаковату, служить основой для производства цементного клинкера, а расходы энергоносителей могут быть доведены до уровня в 500 кг угля и 500 нм3 кислорода на 1 т получаемого чугуна. Реактор уже вызвал повышенный интерес отечественных энергетиков и производителей черных металлов.