Российские и белорусские ученые разработали новый метод переработки пыли газоочистных установок электросталеплавильных печей в губчатое железо для производства высококачественной стали и цинковый порошок высокой степени чистоты. Предложенная технология позволяет извлекать из пыли до 98 процентов ценных компонентов, а также ускорить ее переработку в 2-6 раз по сравнению с существующими методами. Работа была опубликована в журнале Journal of Chemical Technology and Biotechnology.
Электросталеплавильные печи занимают ведущее место среди электросталеплавильных агрегатов по общему объему производства металлов. При этом в процессе выплавки стали в таких печах образуется пыль, относящаяся к отходам производства четвертого класса опасности. Она представляет собой мелкодисперсный порошок, в состав которого входят оксиды различных элементов. Каждый год на металлургических предприятиях образуются десятки тысяч тонн такой пыли, которая при попадании в окружающую среду может нанести серьезный ущерб экологии. Существующие технологии ее переработки времязатратны и сложны, поскольку добиться полного извлечения цинка из такой пыли крайне сложно.
Ученые из Института общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси и Университета МИСИС предложили технологию переработки пыли электросталеплавильный печей с извлечением из нее железа и цинка для их последующего использования в производстве.
«В качестве исходного сырья мы использовали отходы электросталеплавильных печей с общим содержанием цинка около 40% и железа около 35%. В качестве восстанавливающего агента – угольный кокс. Пыль газоочистных установок и угольный кокс, предварительно перемолотые до частиц, размером не превышающих 100 микрон, были под давлением формованы в брикеты. Затем полученные образцы подвергались термической обработке в среде аргона с 5-процентным содержанием водорода при температуре около 1100 °C на протяжении 60 минут. По окончании термической обработки образцы были охлаждены до комнатной температуры в аналогичной газовой среде и помещены в эксикатор – специальную емкость, предназначенную для предотвращения насыщения опытных образцов водой из воздуха», – рассказал один из авторов исследования Валентин Романовский, к.т.н., сотрудник НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» Университета МИСИС, научный сотрудник кафедры материаловедения и инжиниринга Университета Вирджинии, США.
Последующий анализ показал, что в извлечённом порошке оксида цинка содержание основного вещества составило 98,4%, а степень металлизации железа – 97,5%.
При этом, отмечают авторы исследования, оптимальное соотношение пыли к угольному коксу – 4:1 и ниже. При таком соотношении достигается максимально эффективное извлечение цинка и железа, а выбросы углекислого и угарного газов остаются минимальными. Кроме того, предложенная учеными технология позволяет в 2–6 раз сократить время переработки по сравнению с аналогичными методами.
Пресс-служба НИТУ «МИСиС»
