На підставі аналізу підходів до утилізації вторинних ресурсів показана перспективність організації спеціалізованого технологічного циклу пірометалургійної переробки червоних шламів глиноземного виробництва і цинкмістящих шламів чорної металургії і ВО "Хімволокно". Показано необхідність розробки нової технології виробництва агломерату з червоних шламів, а також ресурсо-енергозберігаючої технології витягання цинку. Визначено ресурси дефіцитного для України цинку на металургійних підприємствах України і ВО "Хімволокно", що складають близько 74 тис. т. Вони щорічно можуть збільшуватися на 13 тис. т при повному освоєнні виробничих потужностей. На Миколаївському і Дніпровському алюмінієвих заводах заскладовано 34 млн. т червоних шламів, що створюють серйозну екологічну проблему. У той же час ці відходи можуть бути додатковим джерелом залізорудної сировини для агломераційного виробництва чорної металургії. Вивчені фізико-хімічні, мінеральні і рентгеноструктурні характеристики шламів показують, що вони мають велику розмаїтість властивостей і це вимагає в кожному конкретному випадку розробки оптимальної технології їхньої підготовки і переробки. Наприклад, перед агломерацією червоних шламів після зневоднювання їх піддають гомогенізації з вапном для одержання шламовапняної суміші. На основі аналізу поводження кольорових, легуючих і інших металів у пірометалургійних процесах встановлено закономірності насичення пиловиносу сталеплавильних агрегатів кольоровими металами. Визначено, що при піровідновлювальних процесах переробки пиловиносу у перегини будуть переходити Zn, Pb, Cd, Sn, і ін., а в шихті залишаться, в основному, відновлювані елементи Fe, Co, Ni, Mn, Mo, V і ін. Ці дані з'явилися основою для розробки технології переробки цинкмістящих пилів і шламів. Найбільш раціональними схемами їхньої переробки є пірометалургійні процеси з витяганням перегинів цинку і подальшою їх переробкою в кольоровій металургії. Уперше науково обґрунтовано перспективи, досліджено процес і запропонована технологія підготовки й одержання алюмозалізистого агломерату із шихт, складених на основі червоного шламу при його витраті більш 750 кг/т агломерату. Такий агломерат пропонується використовувати в доменній плавці для одержання сплаву (феросиліцію) і високоглиноземістого шлаку для виробництва спеціальних цементів, а також використовувати його для зміцнення футерівки горна доменної печі, тому що агломерат має підвищений вміст оксидів титану.
Найбільш раціональною технологічною схемою підготовки червоних шламів є змішування пастоподібних шламів після фільтрації з негашеним вапном для одержання шламовапняної суміші, що, аналогічно феритним сумішам, позитивно впливає на технологію спікання аглошихт і якість агломерату. Удосконалено способи підготовки цинкмістящих доменних шламів для їхньої обробки в піровідновлювальних процесах. Запропоновано раціональний варіант постійного виводу тонкої фракції доменних шламів, збагачених цинком, з краплеуловлювачів труби Вентурі і дросельної групи з подальшою подачею на спільне зневоднювання з цинкмістящими сталеплавильними шламами. Цей захід дозволяє істотно знизити надходження цинку в доменну піч. Якщо при початковому приході цинку 0,06 кг/т чавуну і коефіцієнті його рециркуляції 0,9 за звичайною технологією насичення потоку по цинку складає 0,6 кг/т чавуна, то за пропонованою технологією тільки 0,08 – 0,10 кг/т чавуну. При цьому коефіцієнт рециркуляції цинку не перевищить 0,3 – 0,5. Експериментально-промисловими дослідженнями встановлено, що при ступені металізації шламів у межах 30 % досягається практично повний перегин з них цинку. Теплотехнічні розрахунки і експериментально - промислові дослідження обробки відходів рідкими сталеплавильними шлаками показують, що маса оброблюваних шламів залежить від початкової температури рідких шлаків і кінцевої температури обробленої суміші, а також від витрати твердого відновника і вологості шламів (у меншому ступені). При витраті 10% вуглецю, вологості шламів до 10 % і при t = 300 – 600C однією тонною рідких шлаків можна обробити 800 – 1800 кг цинкмістящих шламів. На підставі цих розрахунків побудовано відповідні графічні залежності для практичного використання. Розроблено ресурсо-енергозберігаючу технологічну схему піровідновлювальної переробки цинкмістящих шламів чорної металургії і ВО "Хімволокно" з перегином цинку при їхній обробці рідкими сталеплавильними шлаками. Запропоновано технологічну схему рециклінгу пиловиносу сталеплавильних агрегатів, що забезпечує його насичення цинком і робить процес обробки більш економічно вигідним. Перегини цинку, що містять до 50% Zn і Pb, направляються на заводи кольорової металургії, а частково металізований залізовмісний продукт, який легко подрібнюється, повертається в аглодоменне або сталеплавильне виробництво.
Основний зміст дисертації опублікований у роботах: 1. Агломерация красного шлама / Н.С. Хлапонин, М.М. Перистый, О.И. Раджи, А.В. Кузин // Металл и литье Украины. – 2001. – № 3 – 4. – С. 5 – 7. 2. Перспективы организации ресурсосберегающих малоотходных процессов в черной металлургии / Г.С. Клягин, В.И. Ростовский, А.В. Кравченко, О.И. Раджи // Металл и литье Украины. – 2002. – № 7 – 8. – С. 64 – 67. 3. Новые процессы вывода цинка из цикла "аглофабрика – доменная печь" / Г.С. Клягин, В.И. Ростовский, А.В. Кравченко, О.И. Раджи // Металл и литье Украины. – 2004. – № 3 – 4. – С.27 – 29. 4. Перспективы комплексной утилизации цинксодержащих шламов ПО "Химволокно" и чёрной металлургии / А.А. Троянский, В.И. Ростовский, В.Г. Скрябин, О.И. Раджи // Наукові праці ДонНТУ, Серія: "Металлургія". – випуск 73, Донецьк 2004. – С. 19 – 26. 5. Новые процессы вывода цинка из цикла "аглофабрика – доменная печь" / Г.С. Клягин, В.И. Ростовский, А.В. Кравченко, О.И. Раджи // II научно-практическая конференция "Донбасс – 2020: наука и техника - производству". – Донецк, 3 – 4 февраля 2004. – С. 236 – 240. 6. Ростовский В.И., Раджи О.И. Технология агломерации красных шламов / Рынок вторичных металлов. – 2004. – № 2/22. – С. 50 – 51. 7. Переработка металлургических цинксодержащих шламов / В.И. Ростовский, О.И. Раджи, А.В. Ростовский, М.В. Ушакова // Рынок вторичных металлов. – 2004. – № 4/24. – С. 57 – 59. 8. Печерских М.А., Раджи О.И., Ростовский В.И. Ресурсосберегающая технология переработка цинксодержащих пылей и шламов // Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів: Збірка доповідей I міжнародна наукова конференція аспірантів та студентів. – Донецьк. – 2004. – том 1. – С. 96 – 97. 9. Перистый М.М., Кравченко А.В., Раджи О.И. Проблемы повышения экологической безопасности конвертерного производства // Экологические проблемы индустриальных мегаполисов: Сборник доклад международной научно практической конференции – Донецк-Авдеевка. – 2004. – Т.1. – С. 292 – 297. 10. Ростовский В.И., Раджи О.И., Коробкина Ю.Н. Регенерация цветных металлов из шламов ПО "Химволокно" // Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів: Збірка доповідей I Міжнародна наукова конференція аспірантів та студентів. – Донецьк. – 2002. – том 1. – С. 46 – 47. 11. Раджи О.И., Кравченко А.В., Пономарёва Я.Ю Перспективы комплексной переработки отходов промышленности Украины // Экология. Человек. Общество.: Сборник V международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – Киев. – 2002. – С. 532 – 533. 12. Состояние и перспективы комплексной переработки сталеплавильных пылей и шламов / Ю.Н. Коробкина, А.В. Кравченко, О.И. Раджи, В.И. Ростовский // Металлургия и обработка металлов: Материалы научно-технической конференции молодых ученых физико-металлургического факультета ДонНТУ. – Донецк. – 2002. – выпуск 5. – С. 7 – 9. 13. Изучение влияния красных шламов на показатели спекания агломерационных шихт / Ю.Н. Коробкина, В.И. Ростовский, А.С. Бондарь, О.И. Раджи // Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів: Збірник доповідей XI Всеукраїнська наукова конференція аспірантів та студентів. – Донецьк. – 2001. – том 1. – С. 50 – 51. 14. Спікання агломераційних шихт із добавкою шламів / В.І. Ростовський, А.С. Бондарь, О.І. Раджі, Ю.Н. Коробкіна // Материалы научно-технической конференции молодых ученых физико-металлургического факультета ДонНТУ "Металлургия и обработка металлов". – Донецк, 2001. – выпуск 4. – С. 10 – 12. 15. Ковалёв Д.В., Кузин А.В., Раджи О.И. К вопросу утилизации красного шлама // Материалы научно-технической конференции молодых ученых физико-металлургического факультета ДонНТУ "Металлургия и обработка металлов". – Донецк, 2001. – выпуск 4. – С. 28 – 30. 16. Комплексная утилизация заскладированных отходов чёрной металлургии / В.И. Ростовский, А.С. Бондарь, И О. Раджи, А.В. Кравченко // III международная научно-практическая конференция. по проблеме сбора, переработки и утилизации отходов. – Одесса, 27 – 29 марта 2001. – С. 300 – 304. У статтях авторові належить: [1, 6,13 – 15] – виконання лабораторних спікань аглошихт і обробка результатів досліджень; [10] – визначення фізико-хімічних властивостей шламів ВО "Хімволокно"; [11,12] – обґрунтування перспектив комплексної переробки відходів промисловості України; [2] – узагальнення і розробка ресурсозберігаючих маловідходних виробництв у чорній металургії; [5,3,7] – розрахунок схем виводу цинку з циклу "аглофабрика-доменна піч"; [4,8] – узагальнення і розрахунки поводження металів у пірометалургійних процесах; [9] – розробка напрямку утилізації конвертерних шламів. [16] – узагальнення робіт з утилізації шламів, що заскладовано; |
