Введение к работе
Актуальность работы. Современное состояние промышленных регионов страны характеризуется сложной экологической обстановкой и истощением разрабатываемых природных запасов. В такой ситуации важной задачей является использование вторичных ресурсов и комплексная переработка сырья. Особенно это важно для металлургических районов, где шлаки, еще находящиеся в отвалах, занимают огромные территории. На содержание отвалов затрачиваются большие средства, снижающие эффективность производства в целом. Для решения данной проблемы необходимы теоретические и практические разработки, позволяющие вовлечь в переработку техногенные месторождения для получения продукции в различных отраслях промышленности.
При существовании большого количества технологий переработки отходов, основная часть отвальных шлаков, образующихся при производстве вторичного алюминия, не находит сбыта. Отходы производства вторичного алюминия (ОПВА) содержат 50-60% оксида алюминия Al2O3. При этом в состав ОПВА в значительных количествах входят хлориды щелочных металлов, которые являются вредными примесями и затрудняют создание технологий для использования ОПВА.
В связи с вышеизложенным, актуальной является разработка ресурсо-сберегающей технологии применения ОПВА, образующихся на предприятиях вторцветмета в частности, Сухоложского завода «Вторцветмет» (Свер-дловская область).
Одним из перспективных методов решения проблемы может быть использование ОПВА при производстве высокоглиноземистых шлаков доменной плавкой бокситов. Применение ОПВА позволит снизить долю важнейшего глиноземсодержащего компонента сырья доменной плавки – боксита, основного источника глинозема для алюминиевой промышленности. При этом одновременно решается и вопрос с утилизацией отходов, которому в настоящее время придается большое значение.
Цель работы – разработка режима производства глиноземистых шлаков из бокситов с использованием отходов производства вторичного алюминия и расширение сырьевой базы при производстве глиноземистых шлаков способом доменной плавки бокситов.
Задачи исследования:
- провести предварительное изучение поведения отходов производства вторичного алюминия в пирометаллургических процессах;
- провести промышленный эксперимент с использованием ОПВА в материалах доменной плавки бокситов с получением качественного глиноземистого шлака;
- разработать математическое описание получения глиноземистых шлаков из боксита с использованием ОПВА.
Научная новизна:
- впервые получены термогравиметрические зависимости поведения отходов производства вторичного алюминия в пирометаллургических процессах;
- показана возможность применения ОПВА в доменной плавке бокситов;
- разработано математическое описание получения глиноземистых шлаков способом доменной плавки боксита с частичной его заменой на ОПВА, позволяющее определять химический состав шлака в зависимости от количества применяемых отходов производства вторичного алюминия.
Практическая ценность и реализация результатов работы.
1. Показана возможность вовлечения в производство глиноземистых шлаков доменным способом отходов производства вторичного алюминия, до сих пор не находящих сбыта и являющихся отвальными (пыль, крупностью менее 0,1 мм и отсевы 0-3 мм, образующиеся при переработке алюмо-содержащих шлаков).
2. Определен рациональный состав шихты доменной плавки бокситов при использовании ОПВА и обеспечивающий получение качественных глиноземистых шлаков.
3. Показана экономическая эффективность применения ОПВА.
Апробация работы и публикации.
По теме диссертационной работы опубликовано 10 статей в журналах и сборниках научных трудов, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Основные результаты диссертационной работы обсуждались на 67-ой межвузовской научно-технической конференции (Магнитогорск, 2009г.), межрегиональной 68-ой научно-технической конференции «Актуальные проблемы современной науки, техники и образования» (Магнитогорск, 2010г.), на ежегодных конференциях МГТУ по итогам научно-исследовательских работ в 2006…2010 гг.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из пяти глав, общих выводов, списка литературы из 159 наименований и содержит 134 страницы машинописного текста, 19 рисунков, 24 таблицы.
