Переработка сталеплавильных шлаков с получением цементного клинкера и чугуна

Обновлено: 18.05.2024

На территории России в настоящее время в отвалах накоплены сотни миллионов тонн шлаков черной и цветной металлургии, и ежегодно образуются еще миллионы тонн шлаков доменного, сталеплавильного, литейного и ферросплавного производств. Не переработанные шлаки определенно представляют собой проблему и не приносят пользы.

  • Изъятие из оборота земель для размещения шлаковых отвалов;
  • Загрязнение грунтовых вод и воздуха, пыль;
  • Затраты на рекультивацию земель;
  • Экологические выплаты;
  • Низкая эффективность оборудования для переработки шлаков;
  • Высокие затраты на ремонт и простои оборудования, которым пытаются перерабатывать шлак;

Сложность переработки металлургических шлаков - в присутствии большого количества недробимых (металлических) включений. В России основная используемая технология переработки - это грохочение с магнитной сепарацией, иногда дополняемая этапом грубого дробления. Основные недостатки такого подхода:

  • Низкое качество разделения металла (Fe) и прилипшего к нему шлака;
  • Низкая эффективность процесса из-за невозможности обеспечить качественное "раскрытие" шлака;
  • Низкая производительность;
  • Высвобождение не более 25-65% корольков металла из шлака в результате переработки;
  • Загрязненная металлом минеральная часть конечного продукта;
  • Высокое загрязнение шлаком извлеченного металлического скрапа (чистота не более 45-65%);
  • Снижение эффективности повторного использования извлеченного металла из-за повышенных энергозатрат;
  • Использование оборудования не предназначенного для работы со шлаком;
  • Высокий износ оборудования, трещины и быстрый выход из строя из-за специфики процесса переработки;
  • Частые длительные простои для проведения ремонтных работ;
  • Невозможность работать с крупными (>300-400 мм) фракциями шлака;
  • Сниженная рентабельность процесса из-за высоких сопутствующих затрат.

Шлак - это не всегда отходы. Технологический инжиниринг, комплексный подход к переработке и использование специализированного оборудования и технологий, позволяет обеспечить эффективные решения в области переработки шлаков и шламов, высокую производительность и надежность работы комплекса оборудования или отдельных установок. При этом в процессе переработки происходит качественное "раскрытие" шлака с максимальным отделением содержащегося в шлаке металлического скрапа (Fe / N-Fe) от минеральной части с последующей утилизацией обоих элементов: металлическая часть - во вторичную переплавку, минеральная часть - во вторичные материалы (шлаковый щебень и песок) или сырье для других процессов ( изготовление цемента, клинкера, красителей, изоляционных материалов и т.д.).

Наша компания предлагает специализированное оборудование и услуги по техническому / технологическому инжинирингу в области проектов по переработке / утилизации металлургических шлаков на базе новых промышленно обкатанных европейских технологий. Технологии переработки, предлагаемые ООО "ЭКОПРОМ", основываются на более чем 15-летнем опыте нашей команды в области проектов по поставкам оборудования для переработки сложных материалов - рециклинг ЖБИ, переработка шлаков, асфальта и асфальтобетона и т.д., сотрудничестве с ведущими инженерно-технологическими компаниями в данной области и применении специализированного оборудования (дробилок, мельниц, сепараторов, грохотов и т.д.), созданного именно для переработки металлургических шлаков и учитывающего характер материала. Большая часть оборудования является уникальной - конкурентные аналоги в настоящее время отсутствуют. Применение специализированного оборудования и технологий обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами:

Разработка / поставка комплекса оборудования, отдельных установок для переработки шлаков черной / цветной металлургии, извлечения и отделения друг от друга черных (Fe) и цветных (N-Fe) металлов, производства качественного кубовидного шлакового щебня и песка, измельчения отсева для использования в других областях промышленности (производство цементов, клинкера, красителей, изоляционных материалов и прочее);

Разработка / поставка комплекса оборудования или отдельных установок для утилизации шламов (конвертерные шламы и прочие);

Степень извлечения корольков металла до 85-100% (в зависимости от эконом. эффективности проекта и необходимой степени раскрытия шлака);

Разделение конечных продуктов по индивидуальным признакам (магнитный, слабомагнитный, немагнитный, с определенным % содержания целевого продукта и прочими индивидуальными признаками);

Эффективное "раскрытие" кусков шлака размером до 900 мм и более;

Работа комплекса оборудования в автоматическом режиме без необходимости сложных систем автоматизации;

Уникальные возможности работы с недробимым материалом - допустимые размеры по толщине скрапа составляют до 350 мм, по длине / ширине до 500-900 мм и более в зависимости от толщины скрапа и типа оборудования применяемого в комплексе;

Высокая степень очистки извлеченного скрапа (Fe / N-Fe) от шлака, степень чистоты ≥ 85-95%;

Кубовидная форма шлакового щебня;

Селективное дробление и получение минерального конечного продукта (щебень) в заданном диапазоне фракций (0-5 мм, 5-20 мм, 20-40 мм, 40-70 мм и т.д.) с отсутствием или минимумом превышения по размеру;

Результат:

Качественный конечный продукт (металлический скрап, щебень и т.п.);

Снижение затрат на переработку;

Снижение площадей отвалов и высвобождение земель для их более эффективного использования;

Забота об окружающей среде в виде конкретного результата (снижение уровня загрязнений почв, воды, воздуха, уменьшение кол-ва пыли, улучшение качества жизни и т.д.);

Publication number RU97117080A RU97117080A RU97117080/03A RU97117080A RU97117080A RU 97117080 A RU97117080 A RU 97117080A RU 97117080/03 A RU97117080/03 A RU 97117080/03A RU 97117080 A RU97117080 A RU 97117080A RU 97117080 A RU97117080 A RU 97117080A Authority RU Russia Prior art keywords charge blast furnace furnace slag loading heating Prior art date 1995-03-15 Application number RU97117080/03A Other languages English ( en ) Other versions RU2146660C1 ( ru Inventor Д.Янг Ром Original Assignee Тексэс Индастриз, Инк. Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.) 1995-03-15 Filing date 1996-01-16 Publication date 1999-07-10 1995-03-15 Priority to US08404902 priority Critical patent/US5494515C1/en 1995-03-15 Priority to US08/404,902 priority 1996-01-16 Application filed by Тексэс Индастриз, Инк. filed Critical Тексэс Индастриз, Инк. 1996-01-16 Priority to PCT/US1996/000279 priority patent/WO1996028397A1/en 1999-07-10 Publication of RU97117080A publication Critical patent/RU97117080A/ru 2000-03-20 Application granted granted Critical 2000-03-20 Publication of RU2146660C1 publication Critical patent/RU2146660C1/ru

Links

  • Espacenet
  • Global Dossier
  • Discuss
  • 239000004568 cement Substances 0.000 title claims 8
  • 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims 4
  • 239000000463 material Substances 0.000 claims 15
  • 239000002893 slag Substances 0.000 claims 14
  • 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 10
  • 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims 2
  • 239000006028 limestone Substances 0.000 claims 2
  • 239000002245 particle Substances 0.000 claims 2
  • 235000012215 calcium aluminium silicate Nutrition 0.000 claims 1
  • 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 claims 1
  • 239000000155 melt Substances 0.000 claims 1
  • 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1

Claims ( 9 )

1. Способ производства цементного клинкера с использованием протяженной цементной печи, имеющей загрузочный конец и нагревательный конец, причем нагревательный конец наклонен вниз относительно загрузочного конца, а способ содержит следующие операции
подачи тепла от источника тепла к указанному нагревательному концу печи,
подачи потока шихтового материала, содержащего известняк, в указанный загрузочный конец печи, так что поток шихтового материала движется по направлению к указанному теплу в нагревательном конце печи,
дробления и грохочения воздухоохлаждаемого доменного шлака с целью получения частиц преимущественно диаметром до 51 мм, и
добавления определенного количества указанного дробленого и грохоченого доменного шлака к указанному потоку шихтового материала в указанном загрузочном конце печи таким образом, что по мере движения шихтового материала и доменного шлака по направлению к указанному нагревательному концу печи доменный шлак плавится под воздействием указанного тепла и диффундирует в шихтовой материал, образуя цементный клинкер.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что доменный шлак добавляют в загрузочный конец печи раздельно с шихтовым материалом.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что доменный шлак и шихтовой материал смешивают перед тем, как подать в загрузочный конец печи.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в нем используют мокрый способ производства клинкера во вращающейся печи для приема шихтового материала и доменного шлака.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в нем используют сухой способ производства клинкера во вращающейся печи для приема шихтового материала и доменного шлака.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в состав доменного шлака входят силикаты и алюмосиликаты кальция.

7. Устройство формирования цементных клинкеров, содержащее вращающуюся цементную печь с загрузочным концом и нагревательным концом, причем нагревательный конец наклонен вниз относительно загрузочного конца,
источник тепла на нагревательном конце для нагревания полости вращающейся печи, и
конвейерные средства для подачи потока шихтового материала, содержащего известняк, и дробленого и грохоченого доменного шлака с частицами преимущественно диаметром не более 51 мм в загрузочный конец указанной вращающейся печи таким образом, что по мере движения указанного потока шихтового материала и доменного шлака по направлению к указанному нагревательному концу печи указанный доменный шлак под воздействием указанного тепла диффундирует в шихтовой материал, образуя цементный клинкер.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что конвейерные средства содержат первое конвейерное средство для подачи в загрузочный конец указанной вращающейся печи потока шихтового материала, и второе конвейерное средство для подачи в загрузочный конец вращающейся печи доменного шлака отдельно от шихтового материала.

9. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что оно содержит регулятор, соединенный с первым вторым конвейерным средством и предназначенный для регулирования доли доменного шлака относительно шихтового материала, поступающего во вращающуюся печь с целью получения цементного клинкера, имеющего заданный химический состав.

RU97117080A 1995-03-15 1996-01-16 Способ производства цементного клинкера и устройство для его осуществления RU2146660C1 ( ru )

Изобретение относится к способу переработки сталеплавильных шлаков с получением цементного клинкера и чугуна. Техническим результатом переработки сталеплавильных шлаков с получением цементного клинкера и чугуна является расширение номенклатуры перерабатываемых сталеплавильных шлаков; увеличение теплового КПД и производительности процесса переработки шлаков, устранение мелких включений железа (корольков) в готовом клинкере за счет выдержки клинкера в плавильной камере перед выпуском без загрузки шихты в камеру; улучшение качества получаемого клинкера за счет грануляции воздушно-водяной смесью. В способе переработки сталеплавильных шлаков с получением цементного клинкера и чугуна, включающем загрузку шихты в плавильную камеру, расплавление шихты, восстановление избыточного количества оксидов железа шлакового расплава, раздельный слив полученных клинкера и чугуна из камеры, согласно изобретению в качестве шихты используют смесь отработавшего шлака электросталеплавильных печей или кислородных конвертеров, отработавшего шлака установок ковш-печь и известняка, содержание компонентов шихты находится в пределах от массы всей шихты: отработавший шлак установок ковш-печь - 10-40%, отработавший шлак электросталеплавильных печей или кислородных конвертеров 30-45%, известняк - остальное, перед загрузкой в плавильную камеру шихту подогревают теплом отходящих из камеры газов с температурой 1850-1900°С в специальном подогревателе, для восстановления оксидов железа шлакового расплава используют смесь высокозольного и низкозольного углей в количестве 5,5-7% от массы шихты, после заполнения всего объема шлаковой ванны плавильной камеры готовым расплавленным клинкером заданного состава загрузку шихты в плавильную камеру временно прекращают, делают выдержку 10-20 минут, при этом на время выдержки топливокислородные горелки не выключают и увеличивают подачу кислорода в них на 3-15%, после окончания выдержки 70-80% полученного клинкера сливают из плавильной камеры, направляют его на грануляцию и возобновляют загрузку шихты в плавильную камеру для получения следующей порции плавленого клинкера. 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр., 6 табл.

Изобретение относится к способу переработки сталеплавильных шлаков с получением цементного клинкера и чугуна. Техническим результатом переработки сталеплавильных шлаков с получением цементного клинкера и чугуна является расширение номенклатуры перерабатываемых сталеплавильных шлаков; увеличение теплового КПД и производительности процесса переработки шлаков, устранение мелких включений железа (корольков) в готовом клинкере за счет выдержки клинкера в плавильной камере перед выпуском без загрузки шихты в камеру; улучшение качества получаемого клинкера за счет грануляции воздушно-водяной смесью. В способе переработки сталеплавильных шлаков с получением цементного клинкера и чугуна, включающем загрузку шихты в плавильную камеру, расплавление шихты, восстановление избыточного количества оксидов железа шлакового расплава, раздельный слив полученных клинкера и чугуна из камеры, согласно изобретению в качестве шихты используют смесь отработавшего шлака электросталеплавильных печей или кислородных конвертеров, отработавшего шлака установок ковш-печь и известняка, содержание компонентов шихты находится в пределах от массы всей шихты: отработавший шлак установок ковш-печь - 10-40%, отработавший шлак электросталеплавильных печей или кислородных конвертеров 30-45%, известняк - остальное, перед загрузкой в плавильную камеру шихту подогревают теплом отходящих из камеры газов с температурой 1850-1900°С в специальном подогревателе, для восстановления оксидов железа шлакового расплава используют смесь высокозольного и низкозольного углей в количестве 5,5-7% от массы шихты, после заполнения всего объема шлаковой ванны плавильной камеры готовым расплавленным клинкером заданного состава загрузку шихты в плавильную камеру временно прекращают, делают выдержку 10-20 минут, при этом на время выдержки топливокислородные горелки не выключают и увеличивают подачу кислорода в них на 3-15%, после окончания выдержки 70-80% полученного клинкера сливают из плавильной камеры, направляют его на грануляцию и возобновляют загрузку шихты в плавильную камеру для получения следующей порции плавленого клинкера. 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр., 6 табл.

Значительная часть шлаков содержит металлические включения. Такие отходы сложно обрабатывать. Основной способ переработки – грохочение с последующей магнитной сепарацией металлических элементов. У этого метода есть недостатки: низкое качество разделения металла и шлака, повышенный износ оборудования, низкая рентабельность. Появляются новые технологии, которые осуществляют более точное разделение, а также извлечение немагнитных металлов. Удается извлечь 15% металлического железа.

Освобожденный от металлических примесей шлак пригоден для дальнейшего промышленного применения. Шлаки пористой структуры используют как добавку к бетону. Существуют технологии удаления воздуха (дегазации) из металлургических отходов, что позволяет получить плотный строительный щебень.

Определенную сложность представляет переработка рафинированных шлаков от плавки сурьмянистых концентратов. Из отходов необходимо выделить сурьму и мышьяк, чтобы они не попадали в окружающую среду. В последнее время эти примеси отделяют методом водного выщелачивания.

Большую часть отходов металлургического производства перерабатывают в твердом виде, но переработка расплавов более эффективна.

Шлаковые отходы при выплавке чугуна и стали

К шлакам черной металлургии относятся доменные и сталеплавильные. Доменные шлаковые отходы появляются при выплавке чугуна. Для каждого из видов чугуна – литейного, предельного или специального – характерен свой тип шлака.

Сталеплавильные образуются при выплавке стали. Они делятся на мартеновские, вагральные и электроплавильные – по типу печей. К этой же группе относят шлаки, которые образуются в процессе обработки металла: тигельные и сварочные.

Доменные шлаки образуются одновременно с выплавкой чугуна. Шлаковые массы имеют меньшую плотность, поэтому всплывают на поверхность. Легкую фракцию сливают через верхнее отверстие доменной печи. В ней нет металлических включений. Затем через нижнее технологическое отверстие сливают чугун. В печи остается средняя фракция – шлак, содержащий металл. Его направляют на дальнейшую переработку с целью выделения остатков металла.

Советуем почитать: Что такое экологический след человека и как его уменьшить?

Состав доменных шлаков зависит от типа руды, флюса и топлива. Около 95% их массы – это окислы кальция, кремния и алюминия. Металлургические отходы относят к одной из категорий в зависимости от преобладающего минерала:

  • кислотные – шлаки с преобладанием кремния и алюминия;
  • основные – с высоким содержанием магния, кальция марганца;
  • промежуточные – с равнозначным содержанием кислотных и основных соединений.

При переработке шлаков металлургического производства учитывают вид распада шлакового монолита. Так, при силикатном распаде кальциевый силикат трансформируется из бета в гамма форму с увеличением объема. Кусок шлака покрывается трещинами, затем рассыпается в порошок. Известковый распад – результат гидратации извести. Характерен для мартеновских шлаков. Шлаковый камень растрескивается и разваливается на части.

Утилизация доменных шлаков

Основной потребитель доменных отходов – цементные заводы. Добавление измельченного шлака в цемент улучшает характеристики строительной смеси. Шлаковую пемзу, переработанную в щебень, используют как наполнитель легких марок бетона. Расплавленный шлак применяют для производства минеральной ваты.

Сталеплавильные шлаки

Отходы сталеплавильной отрасли в 2 раза меньше доменных по объему, но значительная часть сталеплавильных шлаков все еще попадает в отвалы. Этот вид применяют:

  • в производстве щебня;
  • в домнах и вагранках в качестве флюса;
  • в сельском хозяйстве для известкования почв.

Использование отходов предприятий черной и цветной металлургии в строительной индустрии

Высокие темпы развития материального производства, ускорение научно-технического прогресса обуславливают все более интенсивное использование природных ресурсов, особенно полезных ископаемых. Важность проблемы обеспечения минеральным сырьем народного хозяйства определяется, с одной стороны, тем, что последние являются основой развития промышленности, ее эффективность в первую очередь зависит от степени обеспеченности ресурсами, а с другой стороны, тем, что экономика страны функционирует при ограниченных запасах полезных ископаемых.

Вследствие постоянного роста взаимодействия между обществом и природой окружающая нас среда становится все более синтетической, и ее естественная структура вступает в конфликт с производительными силами и общественным потреблением. Назревает необходимость контроля над качеством окружающей среды. Проблему эффективного использования минерального сырья и, в частности, переход на безотходную технологию следует рассматривать с точки зрения устранения противоречий между экономическим ростом (необходимостью все большего вовлечения ресурсов в производство) и «производительной возможностью» окружающей среды (истощение запасов, снижение качества минеральных ресурсов, нарушение экологического баланса). Решение этих противоречий вероятно при рациональном и комплексном использовании добываемых ресурсов, а также отходов производства.

Главное направление снижения объема отходов производства — их утилизация в различных отраслях народного хозяйства и, особенно, в строительной индустрии.

Актуальность и необходимость расширения утилизации отходов производства с каждым годом возрастают вследствие истощения запасов богатых руд, сложившейся структуры их добычи, увеличения потребности в строительных материалах и обострения проблемы хранения отходов.

Развитие и совершенствование производства строительных материалов имеют решающее значение для выполнения программы строительных работ. Основные строительные материалы (цемент и другие вяжущие, стеновые материалы, хризотилцементные изделия, строительная керамика, тепло-, гидро- и звукоизоляционные материалы, строительное и техническое стекло и др.) производятся в основном на предприятиях Агропромышленного комплекса России.

Минерально-сырьевые отходы находят широкое применение в производстве строительных материалов.

Так, например, широко применимы отходы предприятий черной металлургии. Наиболее широкое применение при производстве строительных материалов находят доменные шлаки, выход которых на отечественных металлургических заводах составляет примерно 0,5–0,6 т на 1 т чугуна. При переработке доменных шлаков получают гранулированный шлак для производства цемента, закладки выработанного пространства, производства местных и шлакощелочных вяжущих заполнителей бетонов, шлакощелочной пемзы, используемой в качестве заполнителей бетона, минеральной шлаковой ваты, шлакоситаллов, щебня и песка.

Применение этих материалов в строительстве позволяет экономить первичные минеральные ресурсы (песок, известь, глину, щебень), клинкерный цемент и топливо. Так, например, использование гранулированных шлаков в качестве заполнителей бетона дает значительную экономию. Применение шлакового щебня и песка для строительных целей позволяет получить не только экономию средств, но и также исключить использование при производстве естественных заполнителей.

Одним из наиболее рентабельных видов употребления доменных шлаков является шлаковое литье. Разработана технология производства двухслойных металлошлаковых труб и отводов шлаковых плит и других изделий. Трубы предназначаются для пневмо-гидротранспортирования абразивных материалов — щебня, песка, руд, бетона и др. Замена ими стальных трубопроводов позволила на каждом километре трубопровода экономить 150 т металла.

Ферросплавные шлаки используются для производства местных и шлакощелочных вяжущих в качестве заполнителей бетонов. При этом наблюдается снижение расхода естественных заполнителей. Большую ценность для производства автоклавных материалов представляют шлаки, получаемые при выплавке коуглеродистого феррохрома. При охлаждении шлак феррохрома в результате силикатного распада превращается в дисперсный порошок. Добавка шлака (3–4 %) к силикатной массе позволяет улучшить ее формовочные свойства, повысить прочность сырца, снизить расход извести.

Шлаки ферросплавного производства могут стать эффективным заполнителем огнеупорных бетонов. Огнеупорные бетонные композиции на основе заполнителей из ферросплавных шлаков могут применяться в различных тепловых агрегатах. Бетона на заполнителе из шлаков ферросплавного производства характеризуется высокой термостойкостью и может применяться в качестве высокотемпературной футеровки с циклическим режимом нагрева и охлаждения.

Основной потребитель шлаков — цементная промышленность, использующая до 75 % их объема для производства гидравлических добавок производства портландцементов, шлакопортландцементов, шлакощелочных цементов высоких классов. Немало цементных заводов расположены непосредственно около металлургических заводов. Это позволяет эффективно использовать шлаки для производства высококачественных цементов.

Также широкое применение получили и отходы предприятий цветной металлургии. Из минерально-сырьевых отходов цветной металлургии некоторое применение получили шлаки и шламы. Исследования физико-химических, физико-механических и технологических свойств шлаков, образующихся на горно-металлургических комбинатах вследствие переработки руд цветных металлов, показали, что для производства строительных материалов пригодны шлаки, полученные при переработке медных никелевых руд, которые по прочностным характеристикам, теплофизическим свойствам, износостойкости, кислотостойкости, как правило, значительно превосходят аналогичные показатели доменных шлаков.

Гранулированные шлаки этих производств являются хорошим сырьем для приготовления вяжущих веществ автоклавного твердения. На таком вяжущем получают бетоны следующих видов: тяжелый на крупном заполнителе, плотный мелкозернистый, легкий на пористом заполнителе, ячеистый. Такие материалы не нуждаются в дополнительной переработке, они лучше пиритных огарков.

Переработка шлаков руд цветных металлов на песок и щебень после извлечения ценных металлов — наиболее перспективный и экономически выверенный путь решения проблемы их утилизации.

Однако в настоящее время доля переработки шлаков на предприятиях цветной металлургии остается на низком уровне. Большую их часть сливают или вывозят в отвалы. В натуральном виде эти гранулированные шлаки могут быть использованы в качестве мелкого заполнителя в бетонах. В то же время проблема использования шлаков предприятий цветной металлургии, которых накопились сотни миллионов тонн в народном хозяйстве, остается актуальной как с позиции комплексного использования минерального сырья, снижения себестоимости конечного продукта, так и с позиции охраны окружающей среды.

Перспективны для утилизации шлаки, получаемые при выплавке никеля. Они пригодны для переработки в строительный песок, дефицит которого непрерывно возрастает.

К настоящему времени разработана технология переработки гранулированных шлаков в качественный мелкий заполнитель. Тяжелые бетоны с заполнителем на шлаковом песке по расходу цемента, прочностным и деформативным характеристикам, морозостойкости соответствуют нормативным требованиям и не уступают бетонам, произведенным на основе природного стандартного песка.

Могут применяться гранулированные шлаки никелевого производства и в качестве кремнеземистого компонента автоклавного вяжущего. При этом требуемое количество извести снижается в 3–4 раза по сравнению с использованием кварцевого песка. Данным гранулированным шлаком можно полностью заменить природный песок в силикатной смеси при производстве кирпича. От такой замены не только повышается прочность кирпича, но и улучшаются теплоизоляционные свойства материала.

Заслуживают внимания шламы как побочный продукт при переработке глиноземсодержащего сырья. Они могут, по предварительным данным, использоваться для изготовления цемента. Каолиновый шлам по своему химическому составу близок к портландцементу. Нефелиновый (белитовый) шлам — побочный продукт (отходы) при производстве глинозема, на протяжении многих лет используется в промышленности строительных материалов. Промытый белитовый шлам — хорошее сырье для изготовления цемента высокой активности.

Производство цемента на основе этих шламов вследствие значительного количества в них готового двухкальциевого силиката является более экономичным. Так, расход известняка сокращается на 50–60 %, производительность вращающихся печей повышается на 25–30 %.

В результате совместного помола нефелинового шлама с портландцементным клинкером и гипсом получают высококачественные цементы самых разнообразных классов, отвечающие требованиям государственного стандарта и техническим условиям.

На нефелиновом цементе при расходе 200–230 кг/м3 можно получать конструкционно-изоляционный газобетон (например, керамзитобетон) хорошего качества крупнозернистой структуры.

В нашей стране много лет применяется безотходная технология по производству содопродуктов и цемента на базе комплексного использования нефелинов. Из каждых 4 т нефелинового концентрата и 15 т известняка получают без отходов 1 т глинозема, 1 т содопродуктов и 10 т цемента.

Кроме цементного производства на основе нефелинового шлама он может применяться в производстве строительных изделий (кирпич, блоки, плиты); в дорожном строительстве для укрепления грунтов в качестве подстилающего слоя; при производстве вяжущего для асфальтобетона, огнеупоров в качестве одного из основных компонентов шахты; при изготовлении цветного стекла.

Красные бокситовые шламы, образующиеся при производстве алюминия, могут использоваться в цементном производстве, при производстве шлакокаменного сырья, шлакошебня, шлакоситаллов, различных составов местных вяжущих, для закладки горных выработок, устройства дорожных покрытий и т. д.

С 90-х годов XX века прослеживались два основных направления переработки красных бокситовых шламов:

1. комплексная переработка шламов с последовательным получением ряда ценных продуктов (чугуна, глинозема, цемента и др.);

2. непосредственное использование шлама в качестве добавки при производстве различных видов строительных материалов, например цемента.

Утилизация красных бокситовых шламов связана с небольшим объемом капитальных вложений в специализированные производства. Однако при погрузке, транспортировании и разгрузке их влажность не должна превышать 15–20 %. Исследования показали, что красный бокситовый шлам глиноземного производства является сырьем для промышленности строительных материалов, позволяющим интенсифицировать процесс производства портландцементного клинкера.

Таким образом, можно заключить, что использование отходов предприятий черной и цветной металлургии в строительной отрасли является перспективным направлением промышленного комплекса, поскольку при его развитии представляется возможным снижением напряженности во многих сферах народного хозяйства.

1. Бобович Б. Б. Переработка отходов производства и потребления / Б. Б. Бобович, В. В. Девяткин. — «Интермет инжиниринг», 2000. — 496 с.

2. Болдырев А. С. Использование отходов в промышленности строительных материалов / А. С. Болдырев, А. Н. Люсов, Ю. А. Алехин. — М.: Знание, 1984. — 64 с.

3. Маннанова Г. В. Техника и технология утилизации твердых отходов / Г. В. Маннанова. — М.: Знание, 2007. — 24 с.

Образование и использование золошлаковых отходов

Золошлаковые отходы образуются преимущественно на ТЭЦ. При горении измельченного угля, смешанного с мазутом, микрочастицы золы улетают с дымовыми газами. Органическая составляющая топлива превращается в дым и пар, минеральные компоненты превращаются в золу и шлак. Зольный остаток спекается в крупные куски. При перемешивании со шлаком формируются золошлаковые отходы.

Отходы ТЭЦ при хранении в отвалах занимают огромные площади. ТЭС мощностью 1 ГВт в сутки образует 1000 тонн шлака и золы. Такая масса отходов при захоронении слоем 8 м требует отчуждения более гектара земель в год. При таких объемах переработка золошлаковых отходом имеет важное экономическое и экологическое значение.

Область применения топливных шлаков

Топливные шлаки, как и металлургические, применяют в производстве бетона, керамзита и шлакоблоков. Гранулированную золу используют для оснований парковок, велосипедных дорожек, набережных. Ее применяют и для покрытия полигонов твердых коммунальных отходов.

Советуем почитать: Способы переработки органических отходов

Зола и непрогоревшие частицы угля обладают адсорбирующими свойствами. Благодаря этой характеристике зольные остатки применяют для очистки сточных вод.

Жидкую фракцию топливных отходов используют в производстве керамической плитки.

Летучая зола, которую вылавливают из потока дымовых газов, тоже находит применение:

  • для укрепления грунтов при строительстве дорог;
  • при производстве железобетона для гидротехнических сооружений.

Разработана технология изготовления удобрений из гранулированных топливных шлаков. Их преимущество в том, что они отдают почве питательные вещества на протяжении 10-15 лет.

При широких возможностях вторичной переработки топливных отходов, пока доля утилизации золы в России невелика. Во Франции, Германии и США перерабатывается 60-70% золошлаковых отходов, в России этот показатель не превышает 5%. Остальные 95% выбрасывают на полигоны.

Цветная металлургия

Бизнес этой направленности предполагает работу с цветными металлами: их добычу, обогащение, выплавку, в том числе и сплавов. Различают такие направления работы, как производство легких и тяжелых металлов.

Легкие металлы

К ним относят магний, титан, алюминий. Организация подобного бизнеса требует размещения предприятия рядом с источниками недорогой энергии, поскольку ее потребуется очень много. Следовательно, подобные производства стараются установить недалеко от ГЭС. Регион открытия завода зависит от сырьевой базы. Например, для изготовления алюминия стоит искать подходящие места в районах юга Сибири, Кольского полуострова, Урала, Северо-Западного района. Когда ваш бизнес-план направлен на изготовление магния или титана, стоит искать место под завод на Урале. Обратите внимание, что производства по обработке металлов стараются разместить недалеко от мест сбыта. Это помогает сэкономить на транспортных расходах.

Тяжелые металлы

К ним относят никель, олово, цинк, медь. Изготавливать их можно без участия такого количества энергии, как для легких. Следовательно, подобный бизнес стараются разместить поближе к сырьевой базе. Если говорить о медной руде, то это район Урала. Для производства свинца и цинка стоит обратить внимание на Дальний Восток, Восточную и Западную Сибирь, Северный Кавказ. Кобальт и никель производят в основном в Мурманской области, Северном экономическом районе, Восточной Сибири.

Читайте также: