Утилизация отходов металлургического производства – важное направление совершенствования и развития отрасли. При выплавке из руды металлов образуются отходы силикатного типа. Отправляя шлаки на переработку, предприятия получают более дешевый металл по сравнению с первоначальной добычей из руды. Кроме того, безотходное производство улучшает экологическую ситуацию в промышленных городах, состояние почвы и воздуха в отвальных зонах, освобождает земельные угодья.
Применение вторичного сырья
Их количество на 1 т исходного материала зависит от способа добычи металла. Несмотря на внедрение технологий безотходного производства на современных предприятиях, тонны непереработанного сырья ежедневно отправляются в отвалы.
С середины прошлого столетия появились технологии утилизации отходов металлургической отрасли, позволяющие получать из них дешевые и качественные материалы. Их используют в сельском хозяйстве, промышленном и жилищном строительстве, восстановлении дорожного полотна.
Например, при строительстве метро в обделке тоннелей должны быть использованы огнеупорные, прочные материалы, не подверженные выветриванию и коррозии. Обделка изготавливается так, чтобы выдерживать давление горных пород, подземных вод, сейсмические нагрузки.
Для обделки тоннелей часто используются сборные конструкции из чугунных тюбингов. Продукты переработки шлаков широко используются в создании тюбингов метро и для облицовочных работ на станциях и в тоннелях.
Современные технологии
Переработка шлаков металлургического производства состоит из отделения металлических включений из отходов. Первоначальную утилизацию проводит само металлургическое предприятие. Процесс состоит их транспортировки побочных материалов в специальные ямы, где используются грузы для дробления. После этого методом магнитной сепарации выделяется металлическая составляющая, а остальное перерабатывается в щебень.
Для нержавеющих, жаропрочных и подобных шлаков такая технология не подходит, так как металлическая составляющая немагнитна. Современная техника позволяет извлекать до 95% металлов, включая немагнитные.
Технология комплексной переработки отходов состоит из этапов:
- Оценка отвалов по количеству и составу, в том числе по содержанию металла и неметаллической составляющей, отбор крупных фрагментов.
- Последовательное использование трех дробилок: две щекотовые (первая до размеров – 150 мм, затем вторая – до 60 мм), третья дробилка — конусная дробит на куски до 30 мм. По окончании каждого этапа дробления выбирается металлический скрап.
- Просеивание. Куски более 28 мм отправляются на дробление заново. Результат — получение шлаков 0-5 мм и 5-10 мм.
- Полученное сырье отправляется на сепарацию, где ведется отделение металлического сырья.
- Результаты комплексной переработки — получение оксидной составляющей (песок и щебень) и металлической (слитки до 1200 кг). Конечный продукт первого сырья — тротуарная плитка, стеновые блоки, бордюрный камень. Металлические сплавы идут на создание рафинированной шихтовой заготовки.
Утилизация доменных шлаков
Продукты переработки отходов черной металлургии используются для создания разнообразной продукции.
Включение переработанного доменного шлакового сырья в состав смеси при производстве цемента улучшает его качественные характеристики. Шлаковая пемза используется как легкий заполнитель бетонов, недорогой заменитель керамзита.
До 20% доменных шлаковых материалов перерабатывается в щебень, который используют в дорожном строительстве, добавляют в бетон (марка М-300).
Еще один продукт, получаемый при утилизации металлургических отходов – минеральная вата.
Технология утилизации
Технология переработки металлургических шлаков включает операции:
- Первичное дробление крупной фракции (< 350 мм).
- Первичная магнитная сепарация.
- Вторичное дробление немагнитной фракции (< 80 мм).
- Грохочение магнитной фракции.
- Доочистка магнитной фракции.
- Вторичная магнитная сепарация исходной продукции по группам.
В черной металлургии остро стоит проблема использования кокса. Поэтому активно ведется разработка бескоксовых технологий производства железа. Доступным источником энергии для черной металлургии остаются некоксующиеся угли, а сырьем — бедные железные руды (из отвалов). Старое оборудование, например, доменная печь, с этой функцией не справятся. Альтернативой выступают агрегаты и процессы бескоксовой металлургии. Перспективными с экономической точки зрения считаются процессы с использованием дешевых энергоносителей — некоксующегося угля, дутья с небольшим добавлением кислорода. Среди способов извлечения железа из отработанных шлаковых отходов широкой распространение получили дробление, размол и металлическая сепарация.
Для переработки шлаков используется техника:
- Дробилки роторные относятся — основное оборудование для переработки, позволяют получать разные фракции продукта (щебень, мука, крошка). Станок с максимальной площадью может перерабатывать до 70 тонн в час.
- Инерционные и вибрационные грохоты используются для фракционирования. Современные агрегаты позволяют получать нужный размер, безопасны, надежны и удобны.
- Магнитные сепараторы разделяют продукт при движении на конвейерной ленте.
- Конвейеры.
Технологическая инструкция запрещает работнику:
- Загораживать, захламлять подходы к агрегатам.
- Вставать на станок, класть на него какие-либо предметы.
- Разрешать эксплуатацию аппарата посторонним, оставлять оборудование без присмотра.
В ходе производственного процесса запрещено:
- Изменять положение деталей на аппарате (пружины, болты)..
- Изменять размер разгрузочной щели.
- Перемещать ограждения.
- Смазывать оборудование вручную.
- С помощью случайных предметов проталкивать застрявшие камни.
Использование сталеплавильных шлаков
Объемы отходов сталеплавильной промышленности в 2 раза меньше доменных. Однако большая часть их поступает в отвалы.
На производство щебня используется половина перерабатываемых сталеплавильных шлаков. Третья часть от всего объема потребляется в виде флюса в доменной шихте и вагранках. Часть продуктов переработки идет на сельскохозяйственные нужды.
