Металлургии

К промышленному применению предложены различные методы

пирометаллургического обогащения пылей, но наибольшее значение имеют

вельцевание [45] и фьюмингование [46].

Вельцевание – универсальный метод переработки различных материалов,

содержащих цинк, свинец, кадмий (кроме сульфидов). Металлургические пыли

подвергаются вельцеванию совместно с кеками цинкового производства,

шламами, окисленными рудами и т. п. [47]. Процесс не предъявляет жестких

требований к качеству восстановителя, гранулометрическому составу

материала и влажности. Недостатком является высокий расход кокса (до 50 %

от массы шихты).

Вельцевание используют также для решения проблемы утилизации

цинксодержащих отходов и увеличения количества тонкодисперсных

металлургических отходов при обработке железо- и цинксодержащих шламов и

пылей. На ООО УК «Металлоинвест» определены свойства агломерата и

других продуктов, полученных вельцеванием [48]. Выявлены механизмы

взаимодействия компонентов шихты, состоящей из металлургических отходов,

содержащих в основном железо, цинк, и углерод. Взаимодействие компонентов

рассматривается после их окомкования и во время восстановительной плавки

гранул.

Выбор способа переработки пылей зависит от специфики сырья,

технологической схемы, аппаратурного оформления и ряда других факторов

[49]. Для переработки пылей используют пиро- и гидрометаллургические

методы [50-52]. Кроме того, с целью возврата такого тонкодисперсного

материала как пыли, в металлургический цикл применяют метод

брикетирования.

1.4.1 Пирометаллургические способы

В работе чилийских ученых [53] представлен метод постоянного

контроля пылеуноса при пирометаллургическом производстве меди на основе

теоретического анализа и результатов экспериментальной программы,

направленной на снижение загрязненных технологических газов. В процессе

рассматривается обжиг смесей пыли с сульфидирующими агентами

(элементарной серы) при температуре менее 800 0С. В результате обжига вся

медь восстанавливается в виде сульфидов. Огарок может возвращаться в

технологию, снижая оборот грязных концентратов и лишнее пылеобразование.

Снижение температуры обжига достигается применением вакуума.

На базе АО «Челябинский цинковый завод» [54] ведутся работы по

повышению эффективности переработки пылей медного производства с

извлечением цинка, свинца и олова. Существующая технология вельцевания

окисленных Zn-Pb-содержащих материалов решает проблему извлечения Zn в

раствор, а Pb в твердый продукт, необходимые для пирометаллургической

технологии. Учитывая экономическую целесообразность добычи Sn при

переработке медных пылей, задача переноса металла в концентрированный

продукт до сих пор актуальна. На основании данных химического и фазового

анализа переработки медных пылей и исследования термодинамических и

кинетических параметров пирометаллургических процессов, разработана

технология селективной экстракции Zn в раствор для гидрометаллургической

переработки. В то же время, Pb переходит в концентрированный продукт с

содержанием 40-50 % и коэффициентом экстракции 95-99 %, в то время как Sn

экстрагируют продукт, содержащий 10-20 % этого компонента, с

коэффициентом экстракции 60-64 %. Технология включает в себя этап

пирометаллургического обжига сырья с удалением Pb в возгоны и золу для

гидрометаллургической переработки. Степень экстракции Pb при этом

составляет 98-99 %.

На медеплавильных заводах производится переработка материалов с

содержание меди от 5 % и выше. Основными сопутствующими элементами в

материалах являются цинк, никель, железо, олово, алюминий, свинец и

драгоценные металлы. Эти материалы обладают широким спектром

химических и физических характеристик – металлических, оксидных,

сульфаты, карбонаты, гидроксиды, дисперсностью. Значительное количество

шлака и пыли из конвертера и анодной печи, а также колошниковой пыли из

шахтной печи должны быть переработаны на стадии первого процесса

(шахтной печи), чтобы увеличить выход меди всего процесса из-за высокого

содержания меди в этих материалах. При использовании количественного

анализа потока сырья на уровне процесса становится возможным детальное

исследование взаимодействия между вторичным сырьем и внутренними

переработанными материалами. С помощью химических анализов вторичного

сырья и выпускаемой продукции в печах (металл, шлак, пыль), материальные

потоки с наиболее важными элементами (Cu, Ni, Fe, Pb, Sn, Zn, Sb и Ag)

визуализируются в Sankey-диаграммы [55].

В исследованиях [56] отмечается, что имеющиеся пирометаллургические

методы переработки металлических отходов направлены в основном только на

извлечение одного ценного компонента, при этом происходит образование

побочных продуктов. Для _______оптимизации процесса технология должна

рассматривать одновременное восстановление более чем одного ценного

металла и повышение качества изделий. Кроме того, минимизация отходов и,

соответственно, небольшие количества генерируемых остатков ведут к

повышению эффективности всей технологии.

На заводе Preussag AG Metal в Германии [57], производящем цинк по

способу Нью-Джерси [58], переработке подлежат: пыль обжига сульфидных

цинковых концентратов, %: 45-50 Pb, 10-12 Zn, 2, 5-3, 2 Cd, 9-10 S, 250-350 г/т

Ag; пыль коксования брикетов при температуре 1073 К, %: 65-70 Zn, 3-5 Pb,

1, 5-2 Cd, 1-2 Cl; пыль вельц-процесса, %: 53-55 Pb, 13-15 Zn, 0, 3-0, 5 Cd, 5-6 S,

0, 5-1, 0 Cl, 80-120 г/т Ag. Эти пыли перерабатывают во вращающихся печах с

добавлением баритового концентрата или Na2CO3. В обоих случаях получают

черновой свинец, аккумулирующий серебро, и пыль, в которую переходит

большая часть цинка и кадмия. Ее перерабатывают вельцеванием во

вращающейся печи с получением клинкера (ZnO) и пыли, содержащей свинец и

кадмий. Клинкер-окись содержит большую часть цинка исходной пыли, ее

направляют для приготовления брикетов для ретортной печи. Свинец-

кадмийсодержащую пыль перерабатывают во вращающейся печи с получением

чернового свинца и пыли, содержащей до 50 % кадмия. Эту _______пыль

выщелачивают серной кислотой и цементируют кадмий из сульфатного

раствора цинковым порошком. Вакуумным рафинированием получают цинк

чистотой 99, 995 %. Побочным продуктом этого процесса является сульфат

цинка. Извлечение свинца в черновой свинец составляет 96 %, серебра в

черновой свинец – 92 %, цинка в клинкер-окись – 62 %, в баритовый шлак – 30

%, в сульфат цинка – 1 %.

Советскими авторами предложен способ переработки цинксодержащих

пылей обжигом совместно с цинковым концентратом или другими

серосодержащими материалами (5-15 % от веса пыли) при температуре 770-870

К 55]. Для уменьшения содержания хлора и фтора в огарках в дутье вводят

водяной пар (20-100 кг/т шихты). Обжиг некондиционных свинецсодержащих

материалов в печах КС с подачей серы (0, 5-0, 9 кг/кг Pb) используют также на

Беловском цинковом заводе [59].

Известен способ [60] брикетирования цинковых пылей с восстановителем

и плавкой в шахтной печи для получения в отстойнике шлак и штейн, а

конденсаторе – черновой оксид цинка (50 % Zn, 20 % Pb). Последний

смешивают с цинковым шлаком, окатывают и загружают в трубчатую печь,

огарок из которой (до 65 % Zn) восстанавливают в вертикальной реторте,

получая черновой цинк и раймовку, возвращаемую на шахтную плавку.

НИИ «Гинцветмет» и Беловским цинковым заводом предложен обжиг

некондиционного цинкового сырья в кипящем слое с подачей серы крупностью

10-30 мм в объем кипящего слоя на расстоянии 0, 3-0, 8 длины печи от места

загрузки сырья из расчета 0, 5-0, 9 кг на 1 кг суммы окислов свинца и кадмия для

повышения эффективности их извлечения. Высокое извлечение достигается

поддержанием соотношения сульфидного и окисленного концентратов от 5: 1

до 1: 1. Технология позволяет увеличить извлечение свинца и кадмия из сырья в

возгоны на 19, 5 и 24 % [61].

В работе казахстанских авторов [62] предложено подвергать рений- и

свинецсодержащие пыли медного производства перед гидрометаллургической

обработкой трехстадийной плавке в окислительной среде в плазмотроне при

температурах 2273, 1973 и 1073 К соответственно. Способ позволяет извлекать

рений в кислоту до 93-95 % из пыли, образуемой в процессе плавки исходной

пыли данным процессом. Сложность процесса заключается в аппаратурном

оформлении, требующего нагрева материалов при высоких температурах, что

приводит к повышенному расходу электроэнергии.

В другой работе [63] представлен метод расширения функциональных

возможностей, повышения эффективности извлечения металлов в конечный

товарный продукт и снижение материальных затрат на процесс переработки.

Это достигается тем, что в предлагаемом способе переработки

полиметаллических продуктов и материалов, включающим на первой ступени

применение для переработки в качестве полиметаллических продуктов и

материалов сульфидных полиметаллических продуктов и материалов,

извлечение, в плавильной печи, меди в штейн, свинца в черновой свинец, цинка

в шлак, согласно изобретению, переработку ведут в три ступени, на первой

ступени в качестве полиметаллических продуктов и материалов используют

сульфидные полиметаллические штейны и окисленные полиметаллические

промышленные продукты и материалы, переработку которых осуществляют с

использованием в качестве плавильной печи – электропечи, на второй ступени,

в окислительно-восстановительной печи с погружными фурмами производят

селективное извлечение из полиметаллических продуктов и материалов, в

качестве которых используют полиметаллические продукты первой ступени

переработки, меди в медный штейн, свинца в черновой свинец, цинка в шлак,

редких, редкоземельных и рассеянных металлов в пыли, на третьей ступени, в

печи Ванюкова, производят селективное извлечение из полиметаллических

продуктов и материалов, в качестве которых используют шлаки, полученные на

первой и второй ступени цветных металлов в целевые товарные продукты:

меди и железа в медистый чугун, цинка, свинца в возгоны и используют

обедненную по цветным металлам часть шлака для производства строительных

материалов. При этом на первой ступени в качестве окисленных

полиметаллических промышленных продуктов и материалов используют

свинцовые пыли и/или кеки, на второй ступени в качестве полиметаллических

промышленных продуктов и материалов используют медно-свинцовый штейн

первой ступени переработки.

Достоинствами пирометаллургических схем переработки пылей являются

высокая удельная производительность и сравнительно низкая стоимость

применяемых реагентов.

Недостатками их является невысокое качество получаемых продуктов,

интенсивный процесс пылеобразования и пылевыделения, как следствие,

приводит к дополнительным потерям ценных промпродуктов. Все это приводит

к необходимости организации дополнительных мероприятий по очистке

технологических газов [64]. Продукты, получаемые при переработке пылей в

пирометаллургических агрегатах, в большинстве случаев требуют

дополнительной (чаще гидрометаллургической) доработки, что значительно

снижает эффективность пирометаллургических схем. Возврат пылей на передел

шихтоподготовки нерационален из-за накопления вредных примесей в цикле

основного производства и потерь ценных компонентов сырья с отвальными

продуктами.

1.4.2 Гидрометаллургические способы

Основной операцией гидрометаллургической переработки пылей обычно

является выщелачивание, которое проводят в растворах различных щелочей

(NH4OH, NaOH), кислот (H2SO4, HNO3, HСl), солей (FeCl3, NaCl) или

органических растворителях.

Одним из методов переработки сложного полиметаллического сырья

может служить метод сульфатизации серной кислотой, позволяющий извлекать

из руд цветные металлы с высоким коэффициентом извлечения [65].

Сотрудниками института химии и технологии редких элементов и

минерального сырья им. И.В. Тананаева предложен способ выщелачивания

пыли при повышенной температуре с переводом меди и железа в раствор,

отделение раствора от нерастворимого остатка, разделение меди и железа [66].

Затем ведут упаривание раствора, содержащего основное количество меди,

кристаллизацию медного купороса, отделение кристаллов медного купороса от

маточного раствора и извлечение из маточного раствора остаточного

количества меди. При этом упаривание раствора ведут до обеспечения его

плотности 1, 30-1, 36 г/см3. Разделение меди и железа осуществляют в процессе

кристаллизации медного купороса. Полученные кристаллы медного купороса

растворяют в сернокислом растворе до обеспечения концентрации серной

кислоты 100-250 г/л. Образовавшийся раствор медного купороса подвергают

основной электроэкстракции с получением катодной меди и отсечного

электролита. Извлечение остаточного количества меди из маточного раствора

осуществляют дополнительной электроэкстракцией. Технический результат

заключается в получении качественной катодной меди марок МООК, МОК,

MlK, а также медной губки при выходе по току на основной электроэкстракции

до 93, 3 % и на дополнительной – до 74, 6 %. Степень извлечения меди из пыли в

раствор при выщелачивании определяется содержанием меди в пыли в

окисленной форме и достигает 99, 4 %. Суммарное извлечение меди в катодный

металл составляет 89, 4-95, 2 %.

Китайскими учеными предложена технология [67] получения из пыли

вторичных медных заводов продукции с высокой добавленной стоимостью.

Процесс состоит из трех основных этапов: выщелачивания NaOH,

двухступенчатого электролиза и глубокой очистки оборотным раствором.

Первоначально, 80-92 % Zn и Pb растворяли в 5 М NaOH при 80 0С, тогда как

медь, концентрировали в остаток. Алгоритм Йетса используется для

определения главных эффектов и взаимодействий факторов выщелачивания.

После электролиза при 100-250 А/м2 Pb высокой чистотой (> 97%) отделен от

щелочного раствора. Впоследствии, импульсный ток был введен для получения

порошков ультрадисперсного цинка (до 30 мкм). Сочетание щелочи и

импульсного тока позволяет исключить стадию промывки дистиллированной

водой и поверхностно-активными веществами, минимизируя сбросы

загрязнений.

В работе [68] представлена технология переработки пылей при

содержании меди около 24 %, путем выщелачивания металлического материала

с раствором хлорида аммония, что дает растворение меди с помощью

аммиачных комплексов, создает нейтральные условия выщелачивающего

раствора. Результаты показали, что около 90 % меди, содержащейся в пыли

может быть выщелочена при температуре 20 0С.

Согласно [69] эффективность выщелачивания пылей щелочным

раствором карбоната аммония в присутствии ионов Cl-. Раствор очищают от

железа и подвергают электролизу в диафрагменной ячейке при температуре 310

К и плотности тока 1000-1500 А/м2. Содержание цинка в исходном электролите

(в виде Zn(NH4)Cl2) составляет 0, 7-1, 5 М, рН 9, 5 (20 г/дм3 NH4CО3). В качестве

катодов используют листы титана или нержавеющей стали.

В работе казахстанских авторов [70] предложена электротермическая

переработка свинцовых кадмий-, редметсодержащих пылей медеплавильных

заводов с получением свинца в металлическую фазу, меди – в штейно-

шлаковый расплав, кадмия и рения во вторичные возгоны включает процессы

плавки и реакционного взаимодействия компонентов пыли с натриевыми

солями и углеродсодержащим восстановителем. Установлены

термодинамические (AG0, Кр) параметры процесса, обоснована возможность

протекания основных реакций электротермического способа переработки

свинецсодержащих пылей. Оптимизация технологических параметров на

основе экспериментов позволила установить основные условия электроплавки:

содержание соды – 40 %, Na2SO4 – 8 %, кокса – 10 % от массы пыли,

температура – 1175 0С, продолжительность выдержки 30 минут. При этих

условиях извлечение Pb в черновой металл составило 97, 7 %, Cu, Zn, As в

натриевый расплав тиосолей – 85, 2, 96, 4 и 82, 0 %, Cd и Re во вторичные

возгоны – 98, 1 и 89, 8 %, соответственно. Предложенная технология позволяет

повысить извлечение цветных и редких металлов на 3-5 % по сравнению с

известными технологиями.

Особенностью штейно-шлаковых расплав является интенсивное

разложение из-за наличия значительного количества растворимых

тиосоединений натрия и соединений металлов (мышьяка, селена, теллура).

Авторами предложена технология [71] водного выщелачивания расплавов,

обеспечивающее полное отделение тяжелых металлов свинца, цинка и др.,

которые не растворяются в сульфидно-щелочных растворах и остаются в кеке.

Расплав перед выщелачиванием подвергали измельчению до крупности 100-150

меш., после выщелачивания и фильтрации кек промывали трехкратно с

репульпацией водой при 50-60 0С. Опыты проводились в зависимости от

температуры, продолжительности выщелачивания, от соотношения Ж: Т.

Мышьяк до 77 % переходит в раствор, а 20-22 % остается в кеке в виде

сульфида. Оптимальным условием выщелачивания расплава является

температура выщелачивания 95 0С, продолжительность 3-4 ч; Ж: Т=4: 1. При

трехкратном выщелачивании расплава в сульфидно-карбонатный раствор

извлечение теллура составляет 78 %, натрия – 92, 2 %, мышьяка – 81 %.

В работе [72] приведены результаты переработки пылей, получаемых при

переплавке в конвертерах низкосортного медного скрапа. Состав пылей, %: 16

Pb, 4, 3 Sn, 40, 4 Zn. Выщелачивание осуществляют аммиачно-карбонатным

раствором (50-150 г/дм3 NH3, 20-130 г/дм3 CО2) при температуре 300-350 К в

течение 15-60 минут. Нерастворимый остаток содержал до 10 % Sn. Медь,

свинец и олово осаждали из раствора цементацией цинковым порошком при

температуре 335 К за 5-10 минут.

Цинк выделяли из фильтрата в виде основного карбоната

Zn(NH3)2CO3·ZnO при рН = 7, барботируя раствор диоксидом углерода. После

обжига получали чистый оксид цинка, а фильтрат возвращали в голову

процесса на выщелачивание.

Наиболее распространенным и дешевым из кислотных растворителей

является серная кислота. Использование других кислот связано с

дополнительным расходом реагентов для селективного выделения металлов из

растворов. Кроме этого, использование в качестве растворителей растворов

кислот, приводит к необходимости создания специального кислотостойкого

оборудования и ухудшению условий труда в цехе (большинство процессов

выщелачивания протекают при повышенных температурах).

При использовании щелочных растворителей для извлечения свинца

возникают трудности с регенерацией растворителей и их последующей

утилизацией, а также переработкой получаемых продуктов. Одной из основных

составляющих осадков, получаемых при такой обработке пылей и

промпродуктов, является свинец, который переходит в них количественно.

Чаще всего эти осадки загрязнены другими тяжелыми цветными металлами,

что приводит к необходимости дальнейшего их селективного разделения.

Гидрометаллургические способы от пирометаллургических отличаются

меньшими энергозатратами на реализацию. Пирометаллургическими

способами не удается в одну операцию получить товарный продукт или

селективно разделить металлы, присутствующие в сырье; увеличивается

количества выбросов, которые необходимо улавливать [73], очищать от пыли и

утилизировать. Поэтому преимущества гидрометаллургических способов перед

пирометаллургическими как с технологической, так и экологической точек

зрения представляются очевидными.

1.4.3 Брикетирование пылей

В работе [74] для более эффективного использования такого

тонкодисперсного материала, как пыли, в металлургическом переделе

предлагается довести их до необходимой влажности и окусковать, т.к.

непосредственная подача в процесс сопряжена с большими потерями и

дополнительным пылеобразованием.

Наиболее доступным, изученным и технически подготовленным методом

утилизации является метод брикетирования. Простота и мобильность процесса,

возможность создания малотоннажного производства и сравнительно

небольшая энергоемкость выгодно отличают брикетирование от агломерации и

окомкования. Так же известно, что в сфере потребления брикеты дают

дополнительный эффект, обусловленный повышением производительности

металлургических печей, особенно по сравнению с насыпной шихтой,

экономией электроэнергии, тепла и т.д.

Связующие вещества являются определяющим фактором в создании

технологии брикетирования. Физико-химические, структурно-реологические,

адгезионные свойства связующих определяют выбор параметров

технологического процесса брикетирования, выход целых брикетов и их

механическую прочность. Выбор связующего определяется, помимо

обеспечения прочности брикетов, его доступностью, отсутствием как

возможного отрицательного влияния на ход технологического процесса, так и

примесей, способных ухудшить качество конечного продукта [75].

За рубежом традиционным и достаточно эффективным способом

окускования колошниковой пыли считают ее брикетирование и использование

в доменных печах. В частности в Германии одно из первых предприятий по ее

утилизации было введено еще в начале 60-х годов XX века. Брикеты из

колошниковой пыли и других железосодержащих отходов формовали на

вальцовых прессах. В качестве связующего использовали 50 % (масс.)

сульфитный щелок. Брикеты подвергали обжигу при температуре 600-900 0С в

атмосфере СО: СО2 = 3: 1 [76].

Исходным требованием к брикетированному материалу является

заданный уровень механической прочности. Очевидно, прочность брикетов не

должна быть меньше прочности шихтовых материалов, используемых в

доменном производстве, в частности агломерата. Другим важным показателем

для брикетов является прочность на раздавливание. По данным [77] прочность

доменных брикетов на раздавливание должна составлять не менее 25 МПа. Эти

величины приняли в качестве минимально допустимых при оценке

механической прочности брикетов.

В процессе брикетирования большое значение имеет размер и состав

материала. Крупные материалы и материалы с низкими адгезионными

свойствами имеют неудовлетворительную брикетируемость. Колошниковая

пыль имеет пониженную брикетируемость, поскольку включает частицы

размером 2, 5 мм и менее, часть из которых (топливо, агломерат) обладает

низкими адгезионными свойствами. Определяющее значение для прочности

брикетов имеет связующее. Оно должно обладать не только высокими

вяжущими свойствами, но и сохранять свою прочность при температурах 1200-

1250 0С, а также вносить минимальное количество примесей [76, с. 40].

Высокими вяжущими свойствами обладают органические связующие,

однако они выгорают или пиролизуются при средних температурах, либо

вносят значительное количество серы, а поэтому их ограничено используют в

брикетировании. Лучшие характеристики имеют минеральные связующие,

однако и они включают значительное количество балластных и вредных

примесей, включая щелочи, разрушающие кладку печи, и кремнезем, на

связывание и плавление которого необходим дополнительный расход извести

[76, с. 40].

В связующих – алюминиевый шлак и глиноземистый цемент связи

образуются за счет образования алюмокальциевых соединений типа

mAl2O3・ nCaO・ dH2O. Они обладают высокой прочностью даже при высоких

температурах, а глинозем при определенных условиях способствует

повышению текучести шлака. К недостаткам таких связующих можно отнести

их дефицитность и дороговизну [76, с. 40].

При применении в качестве связующего портландцемента связи

образуются за счет силикатов кальция типа SiO2・ CaO・ nH2O. Однако при

температурах 400-500 0С распадаются, а связующее разрушается, кроме того

они содержат большое количество SiO2. Гашеная известь – обладает высокой

связываемостью и флюсуемостью, а также дешевизной и распространенностью.

Основным ее недостатком является то, что при нагревании выше 570 0С она

разлагается и теряет прочность [76, с. 40-41].

Жидкое стекло mSiO2・ nNa2O・ dH2O обладает высокими вяжущими

свойствами, доступное и относительно недорогое. Упрочнение брикетов

происходит за счет образования прочных силикатов щелочей при удалении

гидратной влаги при нагревании. Основным недостатком является наличие

кремнезема и щелочи, по этой причине оно редко используется [76, с. 41].

Российскими специалистами запатентована технология [78],

заключающаяся в том, что смешивание жидкого стекла производят с нагретым

до заданной температуры материалом для совмещения в одном аппарате

перемешивания компонентов с одновременным испарением определенной

части воды из брикетируемой смеси, а точнее – из связующего. Окончательную

подготовку смеси к прессованию производят с продолжением перемешивания в

условиях, обеспечивающих дальнейшее испарение влаги и охлаждение ее до

заданной температуры. Подготовленная таким способом брикетная смесь при

ее последующем прессовании в валковых прессах обеспечивает высокий выход

(не менее 85-87 %) и прочность сырых брикетов. В зависимости от массы и

размера сырые брикеты выдерживают не менее 6-9 падений на стальную плиту

с высоты 1, 5 м и прессующую нагрузку 0, 2-0, 6 кН/брикет. Последующее

упрочнение брикетов (прочность при прессовании возрастает до 1, 5-2, 0

кН/брикет) и их структурирование (упрочнение и приобретение

влагостойкости) протекает достаточно активно, что позволяет направлять

брикеты непосредственно в технологический цикл или накапливать их на

относительно небольших складах и осуществлять отгрузку товарных брикетов

потребителю через 1, 5-2, 0 сут. В других известных классических технологиях

брикетирования с жидким стеклом использование и отгрузку брикетов

осуществляют через 10-15 сут.

Одним из перспективных способов окускования мелких

железосодержащих материалов является брикетирование под давлением,

которое отличается от традиционных способов окускования экологической

безопасностью. Получаемые по этой технологии брикеты по металлургическим

свойствам полностью пригодны для использования в качестве компонента

шихты в доменных и сталеплавильных печах и вагранках. Такие брикеты

нетребовательны к хранению и образуют не более 5 % мелочи при перегрузках.

Применение железококсовых брикетов в шихте (100 % окатышей Лебединского

ГОКа) в доменной печи № 1 полезным объемом 700 м3 ОАО «Свободный

Сокол» при выплавке передельного и литейного чугунов в количестве 51, 83

кг/т привело к повышению производительности печи на 92 т/сут. и

уменьшению расхода кокса на 6, 14 кг/т чугуна [79].

Успешно внедрена технология брикетирования в Донском ГОКе АО

«ТНК «Казхром», обеспечивающая непрерывность производства брикетов,

обладающих достаточной механической прочностью для противостояния

динамическим и статическим нагрузкам, возникающим при перегрузках по всей

технологической цепочке – от получения и хранения у производителя до

поступления к потребителю, а также обладающих достаточными

влагостойкостью (устойчивы к действию атмосферных осадков) и

термопрочностью (не разрушаются при нагреве до температуры 950-1000 0С). В

качестве связующего используется жидкое стекло. В результате при

использовании хроморудных брикетов расход электроэнергии на 1 т снизился с

4196 до 3742, 58 кВт·ч. С учетом металла из цеха переработки шлака при

долевом содержании в хроморудной навеске 68, 9 % брикетов извлечение хрома

составило 87, 37-90, 56 %, что на 5, 83-8, 52 % выше, чем на базовом этапе [80].

Статья китайских ученых [81] посвящена гранулированию

металлургической пыли для прямого восстановления с использованием

связующего – негашеной извести в связи с ее высокой адгезионной

способностью. Гранулы смешивают с негашеной известью при влажности 9 %

в течение 2-х часов, затем прессуют 700 Н для подачи во вращающуюся печь.

Для поиска оптимальных механических свойств использован симплекс-метод.

По результатам принято содержание извести в диапазоне 5-10 %, бентонита 0-2

%.

Авторами [82] проведен анализ имеющихся технологий переработки Fe-

Zn-содержащих отходов в виде пыли и шламов:

- окускование отходов с получением из них окатышей или брикетов →

металлизация окатышей или брикетов в восстановительных агрегатах →

использование металлизованных окатышей или брикетов в горячем виде или

после охлаждения для выплавки чугуна или стали;

- окускование отходов с получением из них агломерата или брикетов →

проплавка агломерата или брикетов в доменных печах или специальных

вагранках с получением чугуна.

Обе схемы включают операцию предварительного окускования

утилизируемых Fe-Zn-содержащих дисперсных материалов с получением

брикетов, окатышей или агломерата. Общим для этих схем является также то,

что пыль, улавливаемая в системах газоочистки применяемых

восстановительных и плавильных агрегатов, по содержанию цинка пригодна

для дальнейшего использования в цветной металлургии.

Спекание хорошо подготовленных брикетированных смесей в шахтной

печи является одним из возможных способов утилизации пылей

электродуговой печи [83]. Одновременно некоторые оксиды металлов из

отработанных газов могут быть переведены в возгоны для извлечения (в

основном цинка). В результате получаются брикеты с высоким содержанием

железа, который можно использовать в процессе производства стали. В

качестве оптимальных связующих выбраны гашеная известь и патока.