CC BY
5
A, UNiVERSUM:
№ 12 (129)_ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_декабрь. 2024 г.
DOI - 10.32743/UniTech.2024.129.12.18967
АНАЛИЗ ЦИНКСОДЕРЖАЩЕЙ ПЫЛИ, ОБРАЗУЮЩЕЙСЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СТАЛИ
Самадов Алишер Усманович
д-р техн. наук, профессор, директор Алмалыкского филиала Ташкентского государственного технического университета имени И. Каримова, Республика Узбекистан, г. Алмалык E-mail: [email protected]
Тошкодирова Рано Эркинжоновна
доцент
Алмалыкского филиала Ташкентского государственного технического университета имени И. Каримова, Республика Узбекистан, г. Алмалык E-mail: [email protected]
Жалолов Бахтиёржон Адхамжон углы
докторант
Алмалыкского филиала Ташкентского государственного технического университета имени И. Каримова, Республика Узбекистан, г. Алмалык E-mail: _ ialolovbaxtiyorion319@,gmail.com
ANALYSIS OF ZINC-CONTAINING DUST FORMED IN STEEL PRODUCTION
Alisher Samadov
Doctor of Technical Sciences, Professor, Director of the Almalyk branch of the Tashkent State Technical University named after I. Karimov,
Republic of Uzbekistan, Almalyk.
Rano Toshkodirova
Associate Professor of the Almalyk branch of the Tashkent State Technical University named after I. Karimov,
Republic of Uzbekistan, Almalyk.
Bakhtiyorjon Jalolov
Doctoral student, Almalyk branch of Tashkent State Technical University named after I. Karimov.
Republic of Uzbekistan, Almalyk
АННОТАЦИЯ
В статье изучены возможности производства стали в республике в настоящее время и рост объемов производства стали в ближайшие годы, дуговые сталеплавильные печи применяемые для выплавки жидкой стали, пыли образующиеся при получении жидкой стали в дуговых сталеплавильных печах, используемые при выплавке жидкой стали на АО «Узметкомбинат», АО «Навоийский ГМК», АО «Алмалыкский ГМК», Ташкентский трубный завод имени В.Л.Гальперина и ООО «LI DA METAL TECHNOLOGY», их образцы и химический состав.
ABSTRACT
The article examines the current steel production capabilities in the republic and the growth of steel production in the coming years, electric arc furnaces used for smelting liquid steel, dust generated during the production of liquid steel in electric arc furnaces used in the smelting of liquid steel at "Uzmetkombinat" JSC, "Navoi MMC" JSC, "Almalyk MMC" JSC, «Tashkent Pipe Plant» named after V.L. Galperin and "TECHNOLOGY" LLC, their samples and chemical composition.
Библиографическое описание: Самадов А.У., Тошкодирова Р.Э., Жалолов Б.А. АНАЛИЗ ЦИНКСОДЕРЖАЩЕЙ ПЫЛИ, ОБРАЗУЮЩЕЙСЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СТАЛИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2024. 12(129). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/18967
A UNÎVERSUM:
№ 12 (129)_¿Л ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_декабрь. 2024 г.
Ключевые слова: АО «Узметкомбинат», АО «Навоийский ГМК», АО «Алмалыкский ГМК», Ташкентский трубный завод им. В.Л.Гальперина, ООО «LI DA METAL TECHNOLOGY», шихта, дуговая сталеплавильная печь, жидкая сталь, объем производства, пыль, химический состав.
Keywords: «Uzmetkombinat» JSC, «Navoi Mining and Metallurgical Combine» JSC, «Almalyk Mining and Metallurgical Combine» JSC, LLC «Tashkent Pipe Plant» named after V.L. Galperin, «LI DA METAL TECHNOLOGY» LLC, charge, electric arc furnace, liquid steel, production volume, dust, chemical composition.
Введение
Процессы черной металлургии характеризуются формированием большого количества отходов. В среднем, на 1 тонну выплавляемой стали в печах переменного тока образуется около 25-30 кг пыли [1].
Пыль ДСП представляет собой мелкодисперсный порошок, имеет большой разброс в размерах частиц, поскольку содержит как возгоны цветных металлов и их оксидов, так и крупные частицы, вынесенные потоком газа из печи. В состав пыли могут входить железо, цинк, кадмий, свинец, хлор, кобальт, марганец, никель, щелочные и щелочноземельные металлы.
В литературе отмечено, что пыль электросталеплавильного производства на 90 % состоит из оксидов, остальные 10 % представлены ферритами, сульфатами, сульфидами, хлоридами [2].
Пыли электродуговой плавки являются богатым вторичным сырьем для получения цинка, ежегодно отвалы такой пыли пополняются на десятки тысяч тонн. Диапазон содержания цинка в пылях достаточно широк, колеблется от 2 до 25 %, в некоторых случаях содержание по цинку достигает 40 % [3].
Согласно Концепции комплексного социально-экономического развития Республики Узбекистан, на сегодняшний день в Узбекистане в сфере «Черной металлургии» действуют более 50 крупных и малых металлургических предприятий, ежегодно на 63 плавильных агрегатах производится 1,2 миллиона тонн жидкого металла, из которых 94 процента направляются в основном на производство металлопроката, используемого в строительной промышленности [4].
Основная часть производимой по республике жидкой стали приходится на долю АО «Узметкомбинат», являющегося флагманом черной металлургии. Это обеспечивает позиционирование комбината в ряду стратегических предприятий нашей страны.
2,5
2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024
Годы производства
Рисунок 1. Диаграмма роста производства стали в АО «Узметкомбинат»
С вводом в эксплуатацию нового литейно-прокатного комплекса, одного из инвестиционных проектов, указанных в Концепции развития АО «Узметкомбинат» на 2022-2026 годы, объем производства стали увеличится более чем в 2 раза, а объем производства превысит 2,5 миллиона тонн в год. Для справки, в настоящее время потребность в черном металле в нашей республике составляет 4 млн. тонн, отметил глава нашего государства Ш.М. Мирзиёев во время поездки в город Бекабад [5].
До настоящего времени проведенные рядом ученых исследования были направлены на получение цинка, как основного ценного продукта в составе пыли. Кроме того исследователи проводили исследования по извлечению свинца и железо, применяя соответствующие технологии в виде возгонки свинца и получения гранулированного чугуна. Данные исследования не проводились на металлургических предприятиях Республики Узбекистан. Применение данных технологий позволит дополнить сырьевую базу страны и увеличить производство черных и цветных металлов и снизить количество отходов вредно влияющих на окружающую среду.
Материалы и методы
В настоящее время ДСП работают на крупных металлургических предприятиях республики, в частности, на АО «Узметкомбинат», АО «Навоийский ГМК», АО «Алмалыкский ГМК», Ташкентском трубном заводе им. В.Л. Гальперина и ряде машиностроительных заводов.
Диаграмма роста производства жидкой стали в электросталеплавильном цехе АО «Узметкомбинат» в 2016-2024 гг. представлена на рисунке 1.
№ 12 (129)
декабрь, 2024 г.
Непрерывное осуществление производственных процессов на металлургических предприятиях оказывает побочные влияние на экологию регионов, где расположены предприятия, и здоровье людей. В результате технологических процессов производства стали образуются различные промежуточные продукты и отходы, одним из которых является пыль, образующаяся в результате получения жидкой стали в ДСП. Эта пыль состоит из очень тонких частиц и содержит оксиды тяжелых цветных металлов (цинка, железа, свинца и др.). Поэтому эта пыль относится к числу вредных отходов.
Образование пыли в процессе получения жидкой стали плавкой шихты в ДСП составляет 1,5-5%. Например, если в ДСП получить 1 млн. тонн жидкой стали, то образующаяся пыль может составить 40-60 тыс. тонн.
Учитывая, что прогнозируется увеличение производства на АО «Узметкомбинат» до 2,5 млн. тонн к 2026 году, количество пыли, образующейся в процессе получения жидкой стали в ДСП, может достигать 80-100 тыс. тонн в год.
Пыль, образующаяся в процессе получения жидкой стали в ДСП, накапливается на свалочных площадках. В настоящее время эти отходы являются вторичным сырьем.
Существует несколько проблем с переработкой пыли, одной из которых является разнообразие химического состава и то, что она состоит из очень тонких частиц. На рисунке 2 приведены образцы пыли, образующейся в процессе получения жидкой стали в работающих ДСП на предприятиях Узбекистана.
Рисунок 2. Образцы пыли, образующейся при получении жидкой стали в дуговой сталеплавильной печи: а-АО «Узметкомбинат»; б-АО «Алмалыкский ГМК»; в-ООО «LIDA METAL TECHNOLOGY»; г-Ташкентский трубный завод им. В.Л. Гальперина
В таблице 1 приведены результаты анализа хими- Преобладание цинка в пыли, образующейся
ческого состава пыли, образующихся в процессе в процессе выплавки жидкой стали в ДСП, связано
получения жидкой стали в ДСП на действующих с увеличением доли оцинкованных металлолома в
предприятиях. составе шихты.
Таблица 1.
Химический состав пыли образующихся в печи ДСП на действующих предприятиях
№ Наименование и химическая формула Состав пыли АО «Узметкомбинат», % Состав пыли АО «Алмалыкский ГМК», % Состав пыли ООО «LI DA METAL TECHNOLOGY», % Состав пыли Ташкентского трубного завода, %
1. Железо (Ре) 38,60 34,63 29,57 31,90
2. Гематит (Ре20з) 55,62 52,08 41,40 38,32
3. Фосфор (Р) 0,11 0,09 0,24 0,18
4. Сера (8) 2,0 3,75 2,02 2,15
5. Диоксид кремния (8Ю2) 10,98 13,96 17,05 11,53
б. Цинк (2п) 14,43 4,62 13,50 13,87
7. Свинец(РЬ) 0,69 1,23 1,42 0,86
S. Медь (Си) 0,12 0,24 0,20 0,15
9. Оксид кальция (СаО) 3,67 0,80 5,74 3,41
10. Хром (Сг) 0,13 0,71 0,1S 0,17
11. Оксид марганца (II) (МпО) 1,30 9,60 1,S6 1,9
12. Оксид магния (Mg0) 0,01 0,01 0,02 17,97
13. Оксид алюминия (А1203) 5,41 4,26 10,1б 6,34
№ 12 (129)
декабрь, 2024 г.
По результатам анализа установлено, что в составе пыли АО «Узметкомбинат» содержится 14,43% Zn, в составе пыли АО «Алмалыкский ГМК» -4,62% Zn, в составе пыли ООО «LI DA METAL TECHNOLOGY» - 13,50% Zn и в составе пыли Ташкентского трубного завода им. В.Л. Гальперина -13,87% Zn.
Переработка цинксодержащих пылей данных предприятий осложняется присутствием свинца в их составе. При возгонке цинка из пылей свинец тоже переходит в состав возгона, что затрудняет их дальнейшее разделение, при необходимости придется применять процесс электролиза.
В настоящее время цена 1 тонны цинка на Лондонской металлобирже (LME) составляет 3135 USD (10.12.2024). Если обратить внимание на изменения цен на 1 тонну цинка за последний год, то можно увидеть, что она составила 2555 USD в ноябре 2023 года, 2641 USD в декабре 2023 года, 3139 USD в мае 2024 года, 2943 USD в августе 2024 года, 3174,5 USD в октябре 2024 года, тем самым видно значительное увеличение в цене.
В настоящее время цинксодержащие пыли ДСП практически никак не перерабатываются, а просто
складируются в шламоотвалах, загрязняя окружающую среду и не принося никакой прибыли [6].
Таким образом, в целях экономии ресурсов в сталеплавильной промышленности целесообразно извлекать цинк из пыли, образующейся в процессе выплавки жидкой стали в ДСП.
Заключение
Исходя из вышеприведенного можно сделать выводы, что наряду с ростом объемов производства стали в нашей республике увеличивается и количество пыли, образующейся при получении жидкой стали в дуговой сталеплавильной печи. Это, в свою очередь, приводит к увеличению количества пыли на отвалах. С целью извлечения цинка и других ценных компонентов из состава пыли можно использовать пыль, образующуюся ежедневно и накапливаемую на отвалах, в качестве вторичного сырья, что приведет к рациональному использованию техногенных отходов, экономии первичных ресурсов при производстве цинка, увеличению объемов производства цинка в нашей республике и снижению влияния на экологию регионов и здоровье людей.
Список литературы:
1. Топоркова Ю.И. Комплексная переработка цинксодержащей пыли сталеплавильного производства в аммиачно-хлоридных средах: дис. канд. техн. наук: 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов. Екатеринбург, 2021. - 137 с. С. 9-12.
2. Стовпченко А.П. Теоретические и экспериментальные исследования состава и восстановимости пыли дуговых сталеплавильных печей / А.П. Стовпченко, Л.В. Камкина., Ю.С. Пройдак // Электрометаллургия. -2009. - № 8. - С. 29-36.
3. Перескока В.В. Восстановительно-тепловая обработка пыли электрофильтров дуговой сталеплавильной печи / В.В. Перескока, Л.В. Камкина, Ю.С. Пройдак, А.П. Стовпченко, М.И. Квичанскан // Вестник Приазовского государственного технического университета. Серия: Технические науки. - 2010. - № 21. - С. 13-16.
4. Электроный ресурс https://kun.uz/ru/news/2020/07/10/v-uzmetkombinat-prokommentirovali-statyu-isklyuchitelnoye-pravo-ao-uzmetkombinat-i-ozikkilamchiranglimetall-
5. Электроный ресурс https://president.uz/ru/lists/view/5421
6. А.У, Самадов & Khojiev, Shokhrukh & Б.А, Жалолов & Х.К, Каршиев & А.А, Черник. (2024). Комплексная переработка пыли ДСП и ее интеграция в металлургический процесс.
7. Sunnatov J.B, & Qarshiyev X.K (2021). QORA METALLURGIYADA HOSIL BO'LGAN CHANGLARDAN RANGLI METALLARNI AJRATIB OLISH TEXNOLOGIYALARINI O'RGANISH VA TAHLIL QILISH. Oriental renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences, 1 (4), 1414-1427.
