Ученые Южно-Уральского государственного университета предложили комплексный подход к утилизации отходов металлургии. Меры применимы к цинкосодержащей пыли и замасленной окалине. «Вторую жизнь» отходы производства получат благодаря предварительной специальной подготовке и брикетированию. Проект реализуется на средства гранта Российского научного фонда в рамках национального проекта «Наука и университеты».
Производство и обработка стали неразрывно связаны с формированием побочных продуктов производства. Цинкосодержащая пыль в больших количествах формируется в системе газоочисток при выплавке стали в электродуговых печах. Другой побочный продукт – замасленная окалина – формируется на поверхности металла в виде чешуйчатых частиц разной толщины в прокатном производстве. В России эти отходы измеряются миллионами тонн и в основном складируются в шламонакопителях, отстойниках и отвалах.
«Переработка пыли электродуговых печей если и ведётся, то по наиболее распространённой технологии вельцевания: нагрева во вращающихся трубчатых печах с восстановителем. И только в том случае, если в пыли отсутствует хлор, – отмечает заведующий лабораторией проблем физикохимии и газодинамики ЮУрГУ Юрий Капелюшин, исполнитель гранта. – Большая часть накапливаемой пыли содержит хлор и для того, чтобы безопасно для людей и окружающей среды извлекать из нее цинк, необходимо предварительно удалять токсичное вещество. Ещё одна проблема: после вельцевания остаётся дополнительный побочный продукт производства в виде железосодержащего клинкера. Утилизация замасленной окалины, в свою очередь, ограничена из-за наличия в ней некондиционного масла».
Ученый пришел к выводу, что вопрос переработки двух упомянутых отходов решается с помощью предварительной специальной подготовки и брикетирования (прессования кусков материала). Однако каждый из побочных продуктов нужно рассматривать отдельно.
Утилизация пыли электродуговых печей помимо брикетирования предполагает удаление хлора. Это позволит снизить риск формирования токсичных веществ (в виде диоксинов и фуранов) при дальнейшем вельцевании. Такой подход открывает путь к созданию вторичного сырья в виде металлизованных брикетов для последующего производства чугуна или стали.
Переработка замасленной окалины в виде брикетов в доменных печах также станет выгодным решением. Она – источник оксида железа. Ей можно частично заменить руду. А содержащееся в окалине масло сэкономит кокс.
«Исследование находится на начальном этапе. Выявлены основные причины накопления техногенных отходов на предприятиях страны. Они связаны с наличием хлора в пыли дуговых сталеплавильных печей и содержании масла в замасленной окалине, – уточняет Юрий Капелюшин. – Проработан потенциальный комплекс научных решений. Он позволит получить ценные сведения для вовлечения отходов в переработку».
Проект способен помочь металлургическим комбинатам страны, которые занимаются выплавкой чугуна или стали, а также прокатным цехам.