Тезисы Одесский национальный университет имени И. И. Мечникова
| Вид материала | Тезисы |
- Научный, 8.03kb.
- Учебное пособие одесский национальный университет имени И. И. Мечникова 2010 ббк 83., 3007.67kb.
- Украины Одесский Национальный политехнический университет Кафедра «Информационные системы, 334.62kb.
- С задачами и упражнениями, 4649.95kb.
- Одесский Национальный Политехнический Университет Программное обеспечение автоматизированных, 41.53kb.
- Одесский Национальный Политехнический Университет курсовая, 457.95kb.
- Национальный Университет Узбекистана имени Мирзо Улугбека Номер паспорта: 30 Полное, 152.58kb.
- Одесский Национальный Политехнический Университет курсовая, 433.89kb.
- Положение о премировании работников ргкп «Евразийский национальный университет имени, 60.28kb.
- Конференция пит-2010 проведена на базе Самарского государственного аэрокосмического, 176.83kb.
Источником ресурсосбережения и повышения параметров стеклоэмалей является использование в качестве компонента шихты недефицитного природного сырьевого материала – бедной содежанием марганца карбонатной руды (КР), общее содержание которой в разработанных материалах составляет 35 мас.%.
Карбонатные руды относят к классу комплексного сырья - в их составе 9 основных оксидов плюс ряд микродобавок до 0,3 мас.%. Оценка вещественного состава руд позволяет отнести их к полиминеральным системам, в которых сосуществуют многочисленые минеральные образования. Благодаря полиминеральной системе, КР своеобразно влияют на поведение шихты в высокотемпературном режиме нагрева и на свойства материала. Длительность стадий силикато- и стеклообразования при варке этих шихт сокращается, а температура варки снижается на 100С по сравнению с температурой варки традиционной шихты.
На основе разработанной технологии в системе КР+песок+циркон+сода+бура созданы легкоплавкие нематериалоемкие силикатно-эмалевые покрытия труб, основные параметры которых соответствуют требованиям международных стандартов. Стеклопокрытия формируются в широком температурном интервале (100С), характеризуются высокой коррозионной устойчивостью во многих средах (ISO 2743 и ISO 2745), стойкостью к термомеханическим ударам (DIN 51167, ГОСТ Украины 3-17-48-98) и абразивному износу. Гидроиспытания стеклоэмалей в сероводородсодержащей среде также подтвердили их высокую работоспособность.
Основным достоинством стеклоэмалей являются их гладкостные характеристики. Высокий класс чистоты поверхности покрытий позволяет предотвратить образование отложений и органических наростов, тем самым обеспечивая неизменность пропускной способности трубопроводов, высокое качество и чистоту перекачиваемого продукта.
Защитные стеклоэмали с положительным результатом испытаны на одном из ведущих предприятий Украины.
Химический и шихтовой составы разработанных силикатно-эмалевых покрытий защищены патентами Грузии.
УДК 666.974.2
ШЛАКИ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОХРОМА – СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ОГНЕУПОРНЫХ БЕТОНОВ
Бирюкова А.А., Тихонова Т.А., Боронина А.В.
АО «Центр наук о земле, металлургии и обогащения ННТХ «Парасат»,
г. Алматы, Республика Казахстан
На Актюбинском заводе ферросплавов при производстве высокоуглеродистого феррохрома образуется значительное количество шлаков магнезиально-силикатного состава, которые занимают огромные земельные площади и ухудшают экологическую обстановку региона. Поэтому утилизация этих отходов, превращение их в полезные материалы различного назначения является актуальной задачей.
В этой связи нами изучены отвальные шлаки производства высокоуглеродистого феррохрома, в качестве огнеупорного сырья для производства бетонов.
Химический состав шлаков (масс. % компонентов) следующий: MgO - 40,0 - 46,5; SiO2 - 29,5-31,8; Fe2O3 - 2,14 – 3,40; Al2O3 - 15,0-15,6; Cr2O3 - 4,18-5,37; CaO - 0,98-1,12.
Шлак производства высокоуглеродистого феррохрома представлен материалом фракции 0-25 мм. Основным минералом шлака является ортосиликат магния, содержащий в своей решетке незначительное количество катионов железа. В составе шлака находится до 10-15 % шпинельной фазы сложного состава, типа Mg(Al, Cr, Fe)2O4.
Положительным моментов является отсутствие необходимости обжига этого вида сырья.
На основе шлаков производства высокоуглеродистого феррохрома были получены огнеупорные бетоны форстеритового состава.
Заполнителем в бетонных композициях служил шлак фракций менее 5 мм в количестве 70%. В качестве цемента были использованы тонкомолотый шлак, смесь шлака и периклазового порошка или периклазовый порошок в количестве 30% от массы бетона. Бетонные образцы (кубы размером 100х100 100мм) с использованием в качестве химической связки раствора жидкого стекла плотностью 1,36 г/см3, инициатора твердения – кремнефтористый натрий были изготовлены методом трамбования бетонной массы в металлические формы с дополнительным вибрированием на вибростоле. Образцы после естественной сушки и термообработки в интервале 150-1200ОС подвергались определению технических свойств.
Установлено, что независимо от вида применяемого цемента, механическая прочность шлаковых бетонов после термообработки повышается при использовании шлакового цемента - с 17 до 70 Н/мм2, периклазошлакового с 15 до 43, а периклазового - с 10 до 25 Н/мм2.
Шлаковые бетоны в зависимости от вида применяемого цемента обладают и различной огнеупорностью, поэтому они могут использоваться для футеровки агрегатов в широком интервале температур: от 1200ОС до 1600ОС.
Основными фазами шлаковых бетонов являются форстерит и периклаз, в виде примесей присутствует незначительное количество монтичеллита и стекла.
Композиции такого состава устойчивы в контакте с тяжелыми цветными металлов и их оксидами, поэтому они эффективны для футеровки агрегатов, перерабатывающих полиметаллическое сырье цветной металлургии.
Кроме того, шлаковые бетоны могут во многих случаях заменить дорогостоящие магнезиальные и алюмосиликатные огнеупоры из природного сырья и найти применение в других отраслях промышленности, потребляющих огнеупорные материалы.
УДК 669.783
ВЛИЯНИЕ ФАЗОВОГО СОСТАВА
ГЕРМАНИЙСОДРЕЖАЩИХ ОТХОДОВ
И ПРОМПРОДУКТОВ НА ВЫБОР МЕТОДОВ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ
Блайда И.А.
Одесский национальный университет имени И.И.Мечникова
г.Одесса, Украина
Технологии получения германиевых концентратов из различного вида сырья достаточно отработаны и базируются в основном на гидро- или пирометаллургическом вскрытии исходного продукта. Эффективность процессов вскрытия напрямую зависит от химического и фазового состава исходного продукта в целом, поскольку германий в нем содержится, как правило, в виде микропримеси. Однако, большое значение имеет, с какими фазами германий связан в исследуемом сырье, и, как следствие, возможность его максимального извлечения из трудновскрываемых форм, таких как силикаты, β-GeO2 и т.д. Изучение фазового состава комплексного германийсодержащего сырья должно базироваться на определенных методологических предпосылках, основанных на сочетании целого ряда физико-химических исследований, поскольку произвести точную идентификацию соединений германия известными классическими методами не представляется возможным из-за его присутствия в сырье в качестве микропримеси. Предложенная автором схема фазового анализа исходного сырья основывалась на изучении поведения германия при действии на образец различных реагентов в сочетании с нагреванием, окислением или восстановлением. Полученные результаты интерпретировались с использованием данных рентгенофазового исследования образцов. Для расчета фазового состава соединений германия в исследуемом сырье использовались определенные эмпирические соотношения, установленные автором работы [Шпирт М.Я. Физико-химические основы переработки германиевого сырья.-М.Металлургия,1977.-264с.] в результате обработки литературных данных. Апробация предложенной методики была осуществлена на сульфидном германийсодержащим сырье, являющимся отходом свинцово-цинкового производства (продукт 1), и на возгонах от сжигания энергетических углей (продукт 2).
Результатов исследований показали, что в продукте 1 на долю кислоторастворимых соединений германия приходится 20,3 % металла (растворимые формы GeO2, германаты щелочных металлов, двухвалентных металлов, железа и алюминия, незначительные количества элементарного германия), на долю кислотонерастворимых соединений (силикогерманатов и GеО2 тетрагональной модификации) - 79,7 % германия. Это значит, что германий, несмотря на значительные содержания растворимых соединений свинца, цинка и других металлов, связан с трудновскрываемой силикатной частью продукта. Обусловлено это созданием при образовании продукта благоприятных условий для формирования GеО2 тетрагональной модификации, а также для изоморфного замещения диоксидом германия диоксида кремния в соединениях последнего и частичной сорбции соединений германия на диоксиде кремния. Этим объясняется извлечение германия из данного вида сырья традиционными кислотными методами лишь на 20,3 %. Для таких продуктов рекомендуется проведение предварительного высокотемпературного восстановительного обжига с целью вторичной возгонки германия и концентрированию его в возгонах в виде легковскрываемых фаз.
В продукте 2 соотношение между кислоторастворимыми и кислотонерастворимыми формами германия составляет соответственно 78,5 и 21,5%. Т.е., процессы, протекающие при образовании и улавливании возгонов от сжигания углей, обеспечивают практическое отсутствие в последних неравновесных фаз германия и диоксида тетрагональной модификации, образование растворимой формы GеО2, а также максимальную приуроченность германия к легковскрываемым фазам макрокомпонентов. Этим объясняется извлечение германия из данного вида сырья традиционными кислотными методами с более высокими показателями (~80 %). Взаимодействие продуктов со смесью плавиковой и фосфорной кислот (при нагревании) в обоих случаях практически полностью растворяет трудновскрываемые формы германия.
УДК 621.539.921.34
ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ ПОРОШКОВ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
Богатырева Г.П., Ильницкая Г.Д., Олейник Н.А., Невструев Г.Ф.
Институт сверхтвердых материалов НАН Украины, г. Киев, Украина
Порошки сверхтвердых материалов, такие как синтетический алмаз, кубический нитрид бора широко применяют в различных областях машиностроения и камнеобработки. Расширение объемов производства порошков сверхтвердых материалов сдерживается отсутствием экологически чистых, эффективных ресурсосберегающих процессов переработки продукта синтеза.
Производство от синтеза порошков сверхтвердых материалов до изготовления из них инструмента образует единую систему и состоит, как правило, из ряда последовательных процессов: синтез, извлечение, классификация и сортировка, изготовление инструмента.
Критерием оптимизации процесса синтеза является степень превращения графита в алмаз или кубический нитрид бора, но с учетом требований к изготовлению инструмента, переходит в критерий синтеза кристаллов сверхтвердых материалов необходимой крупности и физико-механических свойств.
Критерий оптимизации процесса извлечения определяется максимальным выходом порошков алмаза или кубического нитрида бора при их минимальных потерях и сохранении крупности кристаллов сверхтвердых материалов. Применение при процессе извлечения дополнительных механических операций связанных с обогащением продукта синтеза сверхтвердых материалов обеспечивает сокращение расхода химических реактивов примерно 10 раз, что способствует повышению экологической безопасности технологий переработки продукта синтеза алмаза и кубического нитрида бора и улучшает экологическое состояние окружающей среды
Оптимизацией процесса изготовления порошков алмаза и кубического нитрида бора является достижения максимального выхода высокопрочных марок в порошках определенных зернистостей. Для улучшения работы инструмента необходимо применение порошков алмаза и кубического нитрида бора с заданными прочностными характеристиками, но с повышенной однородностью как по линейным размерам, так и прочностным характеристикам.
Износостойкость кругов на металлополимерной связке, изготовленных из шлифпорошков с увеличенным содержанием основной фракции однородных по линейным размерам алмазных зерен марок АС6 – АС20 зернистостью 80/63 – 125/100, возрастает, а шероховатость обрабатываемой поверхности материала снижается. Достигнуто максимальное снижение удельного расхода алмазов при шлифовании для алмазов АС20 в 2,5 раза, а для алмазов АС6 в 1,4 раза при уменьшении шероховатости поверхности в 1,6 и 1,3 соответственно.
Результаты производственных испытаний буровых коронок БС.06 диаметром 76 мм конструкции ИСМ при бурении геологоразведочных скважин породами Х категории буримости в геолого-технических условиях показали увеличение проходки на коронку с 16 до 38 м с ростом однородности порошков марки АС200 по прочности с 40 до 80 %.
Работоспособность кругов, изготовленных из шлифпорошков кубического нитрида бора зернистости 100/80 с однородностью по прочности и линейным размерам выше 50 % увеличилась по сравнению с работоспособностью кругов, оснащенных серийными шлифпорошками кубического нитрида бора примерно в 2 раза.
УДК 621.926.538.1
технологические отходы производства бурового инструмента как вторичные ресурсы для изготовления высокопрочных
порошков алмаза
Богатырева Г. П., Олейник Н. А., Ильницкая Г. Д., Петасюк Г. А.
Институт сверхтвердых материалов имени В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев, Украина
Повышение эффективности разведки новых месторождений твердых полезных ископаемых возможно за счет применения в конструкциях бурового инструмента высокопрочных термостойких синтетических порошков алмаза с коэффициентом однородности по прочности до 80 %. Как известно, доля алмазов, остающихся в связке отработанного инструмента (отходах производства) составляет 8 – 15 % от их исходного содержания [1]. Потребность промышленности в высокопрочных алмазных порошках, их высокая стоимость и дефицитность обусловливает необходимость исследования свойств порошков алмаза, извлеченных из отработанного инструмента, с целью превращения технологических отходов во вторичные ресурсы [2].
Целью работы является сравнительный анализ статической прочности, содержания внутрикристаллических включений, термостойкости, морфометрических характеристик высокопрочных порошков алмаза, синтезированных в системе Fe–Ni–C исходных и извлеченных из отработанного бурового инструмента.
Методика исследования заключалась в следующем. Из алмазных шлифпорошков марки АС200 зернистостью 400/315 специальной сортировкой в электрическом поле, были получены порошки различающиеся по прочности, удельной магнитной восприимчивости, коэффициенту однородности, термостабильности.
С использованием этих порошков изготовлены буровые импрегнированные коронки. После испытаний коронок из них химическим методом были извлечены алмазы.
Изучение свойств извлеченных алмазов проведено по результатам определения содержания внутрикристаллических включений металла-растворителя в кристаллах алмаза по изменению их удельной магнитной восприимчивости, статической прочности, коэффициенту термостабильности, результатам диагностики порошка по морфометрическим характеристикам с помощью прибора DiaInspect.OSM фирмы VOLLSTADT DIMANT GmbH.
На основании результатов сравнительного анализа характеристик порошков установлено, что основная потеря прочности алмазов происходит на стадии изготовления инструмента из-за взаимодействия алмазов со связкой; эксплуатация инструмента приводит к механическому разрушению алмазов. Порошки, извлеченные из отработанного бурового инструмента, соответствуют маркам АС100 – АС160; характеризуются повышенным коэффициентом термостабильности (до 1,3 раза), площадью внешней удельной поверхности (до 3,2 раза), а также пониженной в 1,4–14,5 раз удельной магнитной восприимчивостью, т. е. более низким содержанием металлических включений.
Полученные результаты открывают перспективы для повторного эффективного использования высокопрочных порошков алмаза, полученных в системе Fe–Ni–C.
УДК 66-962
ВЛИЯНИЕ МЕТОДОВ РЕКУПЕРАЦИИ ГРАФИТОВ НА СВОЙСТВА СИНТЕЗИРОВАННЫХ НА ИХ ОСНОВЕ АЛМАЗОВ
Богатырева Г. П., Маринич М. А., Базалий Г. А.,
Билоченко В. А., Козина Г. К., Фролова Л. А.
Институт сверхтвердых материалов имени В. Н. Бакуля НАН Украины,г. Киев, Украина
Физико-химические свойства графита, используемого при синтезе алмазов, оказывают существенное влияние на качественные и количественные показатели перехода графита в алмаз в процессе синтеза.
Многие годы для синтеза высококачественных алмазов наиболее широко используется углеграфитовый материал типа ГМЗ ОСЧ, полученный на основе нефтяного кокса каменноугольной смолы и подвергнутого специальной термохимической обработке. Поскольку производство графита марки ГМЗ ОСЧ значительно сокращено, то была поставлена задача максимально использовать отходы графита повторно в синтезе алмазов.
Отходы графита образуются при извлечении алмазного сырья из продукта синтеза алмаза на операции механического (гравитационного или флотационного) разделения алмаза и непрореагировавшего при синтеза графита. Целью разработки методов рекуперации являлось восстановление физико-химических свойств отходов графита ГМЗ для использования их в синтезе алмазов. Рекуперация отходов графита включала в себя два основных этапа: механическое отделение его от алмаза и проведение активации графита путем осуществления специальных химических или электрохимических обработок. В качестве реакционной шихты при испытании в синтезе использовались исследованные графиты и никель-марганцевый сплав.
Были сопоставлены физико-химические свойства исходного и непрореагировавшего графитов ГМЗ и проведено исследование влияния методов его рекуперации на свойства синтезированных на их основе алмазов. Физико-химические свойства исследованных графитов и алмазов оценивались по изменению элементного состава, количеству примесей, значений адсорбционно-структурных характеристик.
Установлено, что активация отходов графита оказывает существенное влияние на степень перехода графита в алмаза и их физико-химические свойства. Необходимо отметить, что химическая активация отходов графита приводит к тому, что синтезируются в основном алмазные микропорошки, а электрохимическая активация приводит, в основном, к синтезу алмазных шлифпорошков. Установлено, что физико-химические свойства полученных алмазных порошков соответствуют ГОСТу.
Обнаружена взаимосвязь между адсорбционно-структурными характеристиками рекуперированных различными методами графитов и распределением алмазов по зернистостям, а также степени превращения графита в алмаз. Установлена следующая закономерность: чем выше удельный адсорбционный потенциал графитов, тем выше степень превращения его в алмаз. Это позволяет сделать вывод, что величина удельного адсорбционного потенциала является одним из критериев оценки активности рекуперированных графитов при превращении его в алмаз.
УДК 661.666.4.099.2 : 678.046.2.
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТВЕРДОГО ОСТАТКА ПИРОЛИЗА ИЗНОШЕННЫХ ШИН В КАЧЕСТВЕ НАПОЛНИТЕЛЯ ЭЛАСТОМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Виноградов Б.В., Ващенко Ю.Н., Осташко И.А., Емельяненко В.И.*
ГВУЗ «УГХТУ», г. Днепропетровск,
* НИИ «ИГТМ», г. Днепропетровск
Повышение конкурентоспособности продукции при одновременной экономии дорогостоящего сырья и материалов является важной технико-экономической задачей. Одним из путей решения этой проблемы является использование отходов различных производств.
В последнее время проблема утилизации изношенных резиновых изделий имеет существенное экономическое и экологическое значение, поскольку потребности хозяйства в природных ресурсах непрерывно растут, а их стоимость постоянно повышается. Шины, выходящие из эксплуатации, являются одним из самых многотонажных полимерных отходов потребления. По опубликованным данным в Европе образуется около 2 млн. тон, а в США – 2,8 млн. тон шин в год. Промышленно освоенными считаются механическое измельчение изношенных шин и пиролиз резиносодержащих отходов.
В последние годы значительное внимание уделяется утилизации шин путем пиролиза и получения при этом твердых, жидких и газообразных продуктов. Твердый остаток пиролиза (ТОП), содержащий 80-85% углерода, представляет значительный интерес как наполнитель полимерных материалов. Однако, при пиролизе ТОП получают в виде крупных кусков, поэтому основной задачей для его практического применения является поиск путей эффективного его измельчения.
Представлены новые конструкции мельниц для сверхтонкого измельчения ТОП. Приведены результаты исследований кинетики измельчения (ТОП) для устройств, реализующих различные механизмы измельчения, а так же удельные энергетические показатели измельчения (ТОП) в зависимости от тонины помола и показателя структурности. Наибольшее значение коэффициента адсорбции дибутилфталата (ДБФ) равное 92 см3/100 г было получено при измельчении электрогидроимпульсным способом. Установлено, что наименьшие удельные энергозатраты при ДБФ 82 см3/100 г можно получить при измельчении ТОП в центробежной мельнице со специальным рабочим органом, а так же в среднеходовых шаровых мельницах.
Измельченный различными способами ТОП опробован как наполнитель в составе эластомерных композиций на основе ненасыщенного карбоцепного каучука СКМС-30 АРКМ-15. Для сравнения выбраны минеральные наполнители мел и каолин, а также технические углероды марок П 803 и П 514. Наполнители вводили в состав модельных композиций в количестве 40 мас.ч. на 100 мас. ч. каучука. Результаты определения технологических свойств резиновых смесей и физико-механических свойств вулканизатов показали, что предлагаемые наполнители значительно превышают по эффективности действия минеральные наполнители, и занимают промежуточное положение между малоактивным наполнителем П 803 и наполнителем средней активности П 514. При этом, лучшие свойства достигаются при использовании ТОП, измельченного электрогидроимпульсным методом.
Таким образом, показана принципиальная возможность использования в составе эластомерных композиций твердого остатка пиролиза изношенных шин, и эффективность его действия может быть повышена выбором определенного способа измельчения.
УДК 669.873.048.5.
дистилляционное Рафинирование чернового кадмия
с высоким содержанием примесей
Володин В.Н., Акчулакова С.Т., Рузахунова Г.С., Храпунов В.Е.
АО «Центр наук о земле, металлургии и обогащения»
г. Алматы, Республика Казахстан
Ранее Институтом металлургии и обогащения АН Каз ССР для предприятий республики была разработана технология вакуумного рафинирования таллия дистилляцией в непрерывном режиме работы тарельчатого аппарата. Ограничением использования технологии служило содержание никеля в исходном черновом кадмии, равное 0,2 мас.%. Превышение концентрации никеля сверх указанного приводило к образованию кадмий - никелевого осадка, выпадающего на тарелях при обеднении расплава кадмием, и остановке аппарата.
В настоящее время технологический процесс организован периодически с дистилляцией кадмия из брикетов. При этом обязательным условием получения металла марки Кд0 является ограничение концентрации цинка в брикетированном кадмии 3,0 мас.%, таллия – 0,1 мас. %.
В результате совершенствования технологии предложена и опробована схема переработки чернового кадмия с высоким содержанием примесей (до 2,5 мас. % Tl), включающая три стадии: на первой - процесс испарения кадмия до содержания примеси таллия в остатке дистилляции не более 15 %; на второй – дистилляция остаточного кадмия с получением оборотного конденсата, который объединяют с черновым кадмием; на третьей – дистилляция таллия из остатка второй стадии с получением чернового таллия и накоплением тугоплавких примесей (никель, медь) в остатке в твердой фазе. Для разработанного технологического процесса, как и для процесса дистилляции из брикетов характерно использование ручного труда на операциях сборки и разборки вакуумного оборудования, загрузки брикетов и выгрузки остатков от переработки.
В результате систематических исследований фазовых переходов жидкость-пар в бинарных и тройных системах кадмия с таллием, цинком, свинцом, медью, серебром, сурьмой было установлено, что понижение давления сдвигает область сосуществования жидкости и пара на области существования твердых фаз. Это сопровождается их образованием и выпадением тугоплавкого осадка на испарителях в непрерывном процессе дистилляции. Следует отметить, что понижение давления над сплавами кадмия с указанными металлами до 10 Па (7,5∙10-2 мм рт.ст.) приводит к выпадению кристаллов собственно кадмия. Во избежание последнего давление в системе должно быть более 20 Па (1,5∙10-1 мм рт.ст.).
В этой связи возникает технологическая возможность переработки в непрерывном режиме чернового кадмия с высоким содержанием тугоплавких примесей, в основном никеля, при повышенном давлении относительно используемого в настоящее время. При 500 оС область жидких растворов простирается в соответствии с диаграммой состояния до 8,5 ат. % (4,6 мас. %) Ni. Для поддержания этой температуры испарения необходимо давление 1840 -1950 Па (14-15 мм рт.ст.), удельная производительность в этом случае составляет 0,69-0,74 т/(м2∙сут.). Учитывая, что в исходном черновом кадмии концентрация никеля не превышает 1 мас. %, возможно понижение технологического давления и повышение удельной производительности оборудования и, в конечном итоге, перевод процесса производства марочного кадмия в непрерывный режим с отдельной переработкой остатка от дистилляции.
УДК 669.873.048.5.
Рафинирование чернового таллия дистилляцией в вакууме
Володин В.Н., Бурабаева Н.М., Храпунов В.Е., Марки И.А.
АО «Центр наук о земле, металлургии и обогащения»
г. Алматы, Республика Казахстан
К настоящему времени основным процессом очистки таллия от примесей является щелочное рафинирование. Безвозвратные потери в этом процессе составляют около 3 %. Для получения таллия высокой чистоты используют повторение операций щелочного рафинирования, электролитические и кристаллизационные методы очистки.
В Центре наук о земле, металлургии и обогащения (ЦНЗМО) в результате систематических физико-химических и технологических исследований разработан дистилляционный способ рафинирования чернового, переплавленного под слоем щелочи, таллия с весьма высоким содержанием примесей.
При изучении фазовых переходов жидкость-пар в системах таллия со свинцом, кадмием, цинком, медью, оловом установлено отсутствие технологических затруднений при рафинировании с переводом таллия и примесей в паровую фазу, за исключением свинца.
Разработан способ рафинирования таллия дистилляцией в вакууме при температурах 850-900 оС, давлении 10-20 Па с фракционной конденсацией наиболее чистого таллия - рафинированного металла, фракции, обогащенной наиболее летучими примесями ( кадмием, цинком и т.д.) и возвратом конденсата таллия, обогащенного менее летучими – свином, медью, никелем, в испаритель
Конструктивное оформление технологического процесса представляет собой вакуумный объем, разделенный на испаритель и секционный конденсатор с возможностью понижения и поддержания температуры по секциям. Вследствие малых объемов производства, разработан вакуумный аппарат периодического действия.
При дистилляционном рафинировании чернового таллия, содержащего, мас. %: таллия – 97,10; кадмия – 2,81; свинца - 2×10-2; меди - 1×10-3; никеля - 1×10-2, при температуре 85015 оС и давлении 20-25 Па получен таллий, превосходящий по качеству металл марки Тл1 с прямым выходом 86,35 % и извлечении 88,9 %. Остальная его часть распределена в сопоставимых количествах между кадмиевым конденсатом (2,34 %) и остатком от дистилляции (6,30 %) при выходе последних 4,96 и 6,16 % соответственно. Кадмиевый конденсат представлен таллий - кадмиевым сплавом, переработка которого целесообразна в процессе дистилляции чернового кадмия. Переработка остатка предполагает дистилляцию таллия при 850-900 оС с получением вторичного чернового таллия и возвратом последнего в процесс вакуумной дистилляции. Выход вторичного остатка от дистилляции составляет десятые доли процента.
При реализации разработанной в ЦНЗМО технологической схемы рафинирования кадмия физическими методами возможно получение остатка от дистилляции с весьма высоким содержанием примесей (до 15 мас. %), в котором содержится 85-90 мас. % таллия. При переработке такого промпродукта при 87015 оС получен марочный таллий (Тл1) при выходе 83,39 %. Отличительной особенностью является высокое содержание таллия в оборотном кадмиевом конденсате (до 9,7 мас. %)
Таким образом, разработанный процесс позволяет организовать процесс рафинирования таллия без использования химических реагентов и токсичных выбросов в окружающую среду.
УДК 66-963
Технология подготовки железосодержащих отходов аглодоменного, сталеплавильного и прокатного производств с использованием торфа активированного
Гогенко О.А., Сидорский А.В., Толстун О.И., Гогенко О.О.
ООО «Научно-производственное предприятие «Техно»,
г. Днепропетровск, Украина
Проанализированы основные способы подготовки железосодержащих отходов для утилизации в металлургических производствах.
Разработана и внедрена технология подготовки железосодержащих отходов аглодоменного, сталеплавильного и прокатного производств с использованием торфа активированного. Разработанная технология позволяет повысить технико-экономические показатели процессов окускования железорудного сырья при утилизации отходов, значительно снизить пылевыделение при их подготовке и увеличить количество железосодержащих отходов, вовлеченных в производство.
.
УДК 001.892: 001.895: 06.048.6
ДЕРЖАВНА ПОЛІТИКА РЕАЛІЗАЦІЇ ПРОГРАМ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ У ПРОМИСЛОВОМУ СЕКТОРІ
Грищенко С.Г., Ноговіцин О.В., Макогон В.Ф., Хребтова Л.І.
Міністерство промислової політики України, м. Київ, Україна
Перш за все, дозвольте привітати Вас від імені Міністерства промислової політики України, яке є провідним у більшості галузей національної економіки. На сучасному етапі розвитку України, особливо в умовах подолання наслідків світової фінансово-економічної кризи, вирішення питання зниження енергоємності ВВП, і в свою чергу, скорочення споживання первинних енергетичних ресурсів, має важливе значення для забезпечення енергетичної незалежності. Оскільки, неефективне споживання паливно-енергетичних ресурсів викликає необхідність додаткового імпорту понад 50 % загального споживання енергоносіїв, що ставить у безпосередню залежність роботи базових галузей економіки від імпортерів та зростаючих цін на енергоресурси.
Одним з найважливіших видів енергоносіїв для нашої економіки є природний газ. Структура споживання природного газу в економіці України в останні роки (у відсотках від загальної кількості спожитого природного газу) наступна: теплоенергетика та транспорт – 44%, населення – 28%, промисловість в цілому – 28%, в тому числі, гірничо-металургійний комплекс – 14%, хімічна промисловість – 11%, машинобудування - 3%.
Таким чином, підприємства промислового комплексу є провідними споживачами паливно-енергетичних ресурсів, зокрема природного газу.
За підсумками 2008 року промисловими підприємствами Мінпромполітики спожито :
- електричної енергії – 44,0 млрд. кВт год., в тому числі
гірничо-металургійний комплекс – 33,4 млрд. кВт год.;
хімічний комплекс – 5,4 млрд. кВт год.;
машинобудування – 4,9 млрд. кВт год.;
- природного газу - 17,0 млрд. кубічних метрів., в тому числі
гірничо-металургійний комплекс – 8,4 млрд.м3,
хімічний комплекс – 7,75 млрд.м3,
машинобудування – 0,8 млрд.м3.
Якщо проаналізувати напрями споживання природного газу у гірничо-металургійному комплексі, як провідному споживачу газу у промисловості, то на металургійне виробництво припадає 7,4 млрд. м3 (решта – кольорова металургія та гірничорудне виробництво). З цієї цифри близько половини затрат припадає на доменне виробництво, та приблизно по чверті витрат – на сталеплавильне та прокатне виробництво.
В хімічній промисловості у 2008 році спожито близько 8 млрд. кубічних метрів природного газу.
Скорочення витрат енергоносіїв, зокрема, природного газу у гірничо-металургійному комплексі, а особливо в хімічній та нафтохімічній промисловості, де газ використовується в якості сировини, можливе лише за рахунок впровадження нових енергозберігаючих технологій в базових виробництвах, тобто, за умови здійснення докорінної реконструкції та модернізації виробництва на основі енергозберігаючих технологій, впровадження альтернативних джерел енергії.
Відповідно до вимог нормативно-правової бази в сфері енергоефективності, критерієм оцінки рівня ефективності використання ПЕР є зменшення питомих витрат ПЕР на виробництво продукції в порівнянні з розрахунковими науково-обгрунтованими показниками, тобто прогресивні питомі норми.
Досягнути прогресивних норм питомих витрат ПЕР на виробництво продукції без глобальної реконструкції та модернізації в промисловості неможливо.
В 1999 році в рамках проведення економічного експерименту для 67 підприємств гірничо-металургійного комплексу були створені умови для подолання кризисного стану галузі, а саме реструктуризація підприємств, виведення неефективних потужностей, стимулювання інвестиційної та інноваційної діяльності, випуск конкурентоздатної продукції та створення нових робочих місць. Впроваджені на той час заходи дозволили багатьом підприємствам вийти з кризи та значно збільшити обсяги виробництва, що в свою чергу значно скоротило такий показник енергоефективності, як питомі витрати паливно-енергетичних ресурсів на одиницю продукції.
В подальшому нарощування обсягів виробництва металургійної продукції та проведення організаційно-технічних заходів на підприємствах ГМК дозволив з року в рік досягати рівня прогресивних норм питомих витрат енергоресурсів. З метою їх зниження всі заходи, що направлені на зменшення показнику енергоємності виробляємої продукції включені до Державної програми реформування та розвитку гірничо-металургійного комплексу на період до 2011 року та Галузевої програми енергоефективності та енергозбереження на період до 2017 року.
Це, насамперед, в доменному виробництві - впровадження технології виплавки чавуну з вдуванням пиловугільного палива, що дасть змогу на 80% скоротити використання природного газу в доменному виробництві (технологія вже впроваджена на ЗАТ «Донецьксталь», впроваджуються установки вдування пиловугільного палива на ВАТ «Алчевському МК», ВАТ «ДМК ім. Дзержинського», ВАТ «Запоріжсталь»);
- в сталеплавильному виробництві - виведення з експлуатації мартенівських цехів, із збільшенням обсягів сталі, що розливають на машинах безперервного лиття заготовок (МБЛЗ) та обробляють в установках «піч-ківш» та вакууматорах;
- в прокатному виробництві - впровадженням нових прокатних технологій та технологічних комплексів, що об’єднують машини безперервної розливки сталі з сучасним прокатним обладнанням (так звані «ливарно-прокатні модулі»). Ця технологія зараз практично реалізується на ВАТ «Алчевський металургійний комбінат». Розрахунки свідчать, що впровадження нових прокатних технологій дасть можливість знизити витрати природного газу у прокатному виробництві в 10-25 разів.
В хімічній промисловості, зокрема у азотному виробництві – це реконструкція та модернізації діючих аміачних агрегатів. На теперішній час в українських “Азотах” на старих агрегатах для одержання 1 тонни аміаку синтетичного витрачається близько 1200 м3 природного газу. Реконструкція агрегатів дозволить зменшити витрати до 1 тис. м3 природного газу на виробництво 1 т аміаку. Агрегати нового покоління споживають 850 - 900 м3 природного газу на виробництво 1 т аміаку.
Розпочата також реалізація принципово нових енергозберігаючих технологій на діючих агрегатах з виробництва карбаміду та у виробництві кислот.
Впровадження зазначених заходів в хімічній галузі дасть економію природного газу близько 1,5 млрд.м3 на рік, тобто близько 20 %.
У машинобудівному комплексі зниження споживання природного газу можливе за рахунок впровадження в стале - і чавуноливарне виробництво таких технологій, як позапічна обробка металу, використання кисневого дуття; переведення технологічних процесів гальванізації, миття та сушки з пари на гарячу воду; проведення реконструкції, уніфікації та автоматизації енергетичного господарства, що забезпечить економію природного газу в обсягах 0,3 млрд.м3 на рік (близько 30 % від загального споживання).
В сучасних умовах найбільш перспективними та доступними заходами є поширення використання вторинних енергоресурсів. Для гірничо-металургійного комплексу в цьому плані найбільш перспективним є використання доменного, конвертерного та феросплавного газів. Вже сьогодні до 90 % доменного газу використовується в якості палива, що відповідає 20 % загального обсягу спожитих паливно-енергетичних ресурсів в металургії. Передбачається використання коксового газу у охолоджувачах конверторних газів або у когенераційних установках для вироблення пари та електроенергії. Феросплавні гази пропонується використовувати для підігріву шихти та також для виробництва пари та електроенергії.
Промисловими підприємствами в 2008 році, спожито у перерахунку на умовне паливо 7,6 млн. тонн доменного газу та 1,9 млн. тонн коксового газу, що заміщає біля 30% природного газу спожитого підприємствами чорної металургії.
В хімічній промисловості утилізація низькопотенційного (100-2000С) і середньопотенційного (200-400 0С) тепла в циклі енерготехнологічного агрегату виробництва аміаку разом із високопотенційним (більш 400 0С) може забезпечити всі енергетичні потреби карбамідних агрегатів.
В машинобудуванні також передбачається поширення використання теплових вторинних енергоресурсів - тепла відхідних газів, фізичного тепла шлаку та нагрітих виробів, тепла м’якої пари і конденсату тощо.
Враховуючи наслідки фінансово-економічної кризи, яка суттєво вплинула на розвиток вітчизняної промисловості наприкінці 2008 року та у І півріччі поточного року, різке падіння обсягів виробництва товарної продукції, зменшення споживання паливно-енергетичних ресурсів в середньому на 40-50 % у 2009 році до відповідного періоду 2008 року, практично не дозволило дотриматися запланованих норм у 2008 році та відповідно спрогнозувати їх на 2009 рік.
Тому, рішенням спільної наради Міністерства промислової політики України та Національного агентства України з питань забезпечення ефективного використання енергетичних ресурсів з питання «Нормування питомих витрат паливно-енергетичних ресурсів підприємств гірничо-металургійного комплексу» від 12 червня 2009 року, з метою недопущення погіршення фінансового стану підприємств та застосування штрафних санкцій, прийнято рішення щодо проведення корегування загальновиробничих норм питомих витрат палива, теплової та електричної енергії, що в свою чергу, дозволить підприємствам подолати наслідки кризи.
Крім того, хочу зазначити, що скасування рішенням Конституційного суду України від 14 липня 2009 року Закону України «Про внесення змін до деяких законів України щодо мінімізації впливу фінансової кризи на розвиток вітчизняної промисловості» ставить під загрозу виконання «широким фронтом» планів модернізації та реконструкції промислових підприємств.
На сьогоднішній день Міністерством промислової політики проводиться низка заходів щодо розробки законів, нормативно-правових актів, галузевих програм з реалізації державної політики у сфері енергоефективності та енергозбереження.
Так, розроблено проект Закону України «Про внесення змін до деяких законів України щодо модернізації підприємств гірничо-металургійного та хімічного комплексів».
Для введення в дію Закону України від 16.03.07 р. № 760-V «Про внесення змін до деяких законодавчих актів України щодо стимулювання заходів з енергозбереження», Мінпромполітики проводиться робота по формуванню Переліку та обсягів енергозберігаючих матеріалів, обладнання, устаткування та комплектуючих, що звільняються від ввізного мита та податку на додану вартість» до постанови Кабінету Міністрів України від 14.05.08 р. № 444. Також Переліку енергозберігаючого обладнання, що виготовляються вітчизняними підприємствами, та прибуток яких звільняється від оподаткування отриманий від продажу на митній території України таких видів товарів власного виробництва.
З метою зниження споживання паливно-енергетичних ресурсів і, як наслідок, зниження енергоємності продукції за рахунок розробки та впровадження прогресивних енергозберігаючих технологій та устаткування, підвищення ефективності використання паливно-енергетичних ресурсів, оптимізації структури споживання, збільшення використання альтернативних видів палива, в тому числі вторинних енергоресурсів, нетрадиційних джерел енергії, розроблено Галузеву програму енергоефективності та енергозбереження на період до 2017 року.
Розроблена Галузева програма скорочення споживання природного газу промисловими підприємствами та план заходів її реалізації на період до 2012 року.
На виконання розпорядження Кабінету Міністрів України «Про заходи з використання альтернативних джерел енергії» Мінпромполітики розроблено Рекомендації місцевим органам виконавчої влади щодо їх участі в реалізації інвестиційних проектів з використанням альтернативних видів палива.
Оптимальним шляхом рішення проблеми підвищення енергоефективності промисловості є інвестиційно-інноваційний розвиток. Завдяки якому забезпечується комплексний розвиток галузей за рахунок реалізації заходів, направлених на технічне оновлення виробництва, використання науково-технічного потенціалу країни і формування високотехнологічного виробництва.
Галузева програма енергоефективності та енергозбереження на період до 2017 року містить конкретні заходи та напрями інноваційно – інвестиційного розвитку окремих галузей, підгалузей промисловості та, безпосередньо, підприємств.
Загальна потреба промислового комплексу України в інвестиціях для технічного переозброєння та модернізації на найближче десятиріччя оцінюється в 25 млрд. дол. США щорічно. Кумулятивний показник інвестицій в основний капітал промисловості у першому півріччі 2009 року склав майже 22,7 млрд. грн., що складає майже 64 % до аналогічного періоду 2008 року.
Разом з тим, на підприємствах промисловості у І півріччі ц.р. спостерігався приріст іноземного капіталу на 582,0 млн. дол., у т.ч. переробної – на 522,6 млн. дол. Серед галузей переробної промисловості найбільше зросли обсяги прямих іноземних інвестицій у хімічну та нафтохімічну промисловість (на 207,8 млн. дол.) та у виробництво харчових продуктів, напоїв та тютюнових виробів (на 106,1 млн. дол.).
На підприємствах промисловості зосереджено майже 8,6 млрд. дол., що становить 22,6 % від загального обсягу прямих інвестицій в Україну. Зокрема, переробної – 7,4 млрд. дол. та добувної – 1,0 млрд. дол. Серед галузей переробної промисловості у виробництво харчових продуктів, напоїв і тютюнових виробів внесено майже 1,8 млрд. дол. прямих інвестицій, у металургійне виробництво та виробництво готових металевих виробів – 1,4 млрд. дол., хімічну та нафтохімічну промисловість – 1,15 млрд. дол., машинобудування – 1,05 млрд. дол., виробництво іншої неметалевої мінеральної продукції – 0,8 млрд. дол.
На сучасному етапі для українських промислових підприємств найбільш ефективним механізмом залучення іноземних інвестицій для реалізації заходів по енергозбереженню, використання альтернативних джерел енергії та збільшення споживання обсягів вторинних енергоресурсів є реалізація положень Кіотського протоколу. Одним з перспективних напрямків – надання промисловим підприємствам, при реєстрації проектів спільного впровадження, вуглецевого кредиту у вигляді Одиниць Встановленої Кількості (ОВК) із державного резерву.
Сьогодні, з метою залучення інвестицій, Мінпромполітики веде постійні переговори та консультації з провідними світовими компаніями та корпораціями. Так, під час поїздки Міністра промислової політики Новицького В.С. до Японії на початку березня 2009 року було укладено п’ять меморандумів про взаєморозуміння між Мінпромполітики та провідними японськими компаніями «Міцубісі Корпорейшн», «Соджіц Корпорейшн», «Міцуї», «Міцубісі Хеві Індастріз», «Кобе Стіл» і «Харес Інжинірінг», спрямованих на проведення реконструкції та технічної модернізації підприємств гірничо-металургійного комплексу, хімічної промисловості та машинобудування з впровадженням сучасних енергоефективних та екологічно чистих технологій. На сьогодні міністерством ведеться активна робота щодо забезпечення реалізації основних положень цих меморандумів.
Таким чином, політика енергозбереження в масштабах країни, галузей і окремих виробництв стала одним з ключових факторів забезпечення конкурентоспроможності вітчизняної продукції та незалежності держави.