Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Разработка научных и практических основ ресурсосберегающих технологий переработки и утилизации твердых дисперсных отходов горнорудной и металлургической промышленности
ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов
Автореферат диссертации по теме "Разработка научных и практических основ ресурсосберегающих технологий переработки и утилизации твердых дисперсных отходов горнорудной и металлургической промышленности"
На правах рукописи
РГо ОД
1 2 СЕН Ш
Черепанов Корнилнй Александрович
РАЗРАБОТКА НАУЧНЫХ И ПРАКТИЧЕСКИХ ОСНОВ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ТВЕРДЫХ ДИСПЕРСНЫХ ОТХОДОВ ГОРНОРУДНОЙ и МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ (НА ПРИМЕРЕ КУЗБАССА)
Специальность 11.00.11 - Охрана окружающей среды и
рациональное использование природных ресурсов
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
На правах рукописи
Черепанов Корнилий Александрович
РАЗРАБОТКА НАУЧНЫХ И ПРАКТИЧЕСКИХ ОСНОВ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ТВЕРДЫХ ДИСПЕРСНЫХ ОТХОДОВ ГОРНОРУДНОЙ и МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ (НА ПРИМЕРЕ КУЗБАССА)
Специальность 11.00.11 - Охрана окружающей среды и
рациональное использование природных ресурсов
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Работа выполнена в Сибирском государственном индустриальном университете
Научный консультант: Заслуженный деятель науки и техники, д.т.н., профессор Перетятько В.Н.
Официальные оппоненты:
Юсфин Ю.С. - доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки Рф
Тимофеева С.С. - доктор технических наук, профессор
Сенкус В.В. - доктор технических наук, профессор
Ведущая организация: ОАО «Западно-Сибирский металлургический комбинат»
Защита состоится 19 апреля 2000г. в Ю26 ч. на заседании диссертационного совета Д.063.71.03 при Иркутском государственном техническом университете по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИрГТУ
Автореферат разослан « > марта 2000г.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор Страбыкин H.H.
/(32? -V3,0
Общая характеристика работы
Актуальность работы.
В Концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию отмечается, что: "...значительная часть основах производственных фондов России не отвечает современным экологическим требованиям, а 16 процентов ее территории, где проживает более половины ее населения, характеризуются как неблагополучные". В ней указывается на ряд задач, решение которых позволит повысить темпы социально-экономического развили, защитить окружающую среду и сохранить природно-ресурсный потенциал. Одной го них является: "... ввести хо-зяйствешгую деятельность в пределы емкости экосистем на основе массового внедрения эиерго- и ресурсосберегающих технологий..". Это конкретизируется в основных положениях «Государственной стратеппг Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития» по следующим направлениям: а) рациональное использование невозобновимых природных ресурсов; б) расширенное использование вторичных ресурсов, утилизация, обезвреэ/сивание и захоронение отходов.
В Российской Федерации ежегодно образуется около 7 млрд.т. отходов, из которых используется около 2 млрд.т, примерно 80% (вскрышные породы и отходы обогащения) применяются при закладке выработанного пространства карьеров, разрезов и шахт, 2% используются в качестве топлива и минеральных удобрений, а 18% - вторичное сырье. В стране накоплено более 80 млрд. т. твердых отходов, которые являются источником вторичного загрязнения поверхностных и подземных вод, атмосферы, почвенного покрова. В Кузбассе ежегодно образуется 150-160 млн. т различных отходов производства, около 500 млн. т. вскрышных и вметающих пород, а в отвалах горнорудной и металлургической промышленности хранится около 180 млн.т. пылевидных отходов, которые являются техногенным сырьем, но используется незначительно. Одна из причин этого положения заключается в отсутствии эффективных технологий их переработки и утилизации, реализация которых позволит улучшить экологическую обстановку в регионе и более рационально использовать природные минеральные ресурсы.
Работа выполнена в соответствии с научно-технической программой "Сибирь", утвержденной совместным постановлением Президиума Российской академии наук № 1 от 11.02.93 г., ассоциации "Сибирское соглашение" №1 от 11.02.93 г. и Министерства науки и технической политики №129 от 24.03.93 г., а также на основе Государственного контракта №563 от 26.07.96 г. федеральной целевой программы "Интеграция".
Цель работы заключается в разработке и внедрении научно обоснованных ресурсосберегающих технологий переработки и утилизации дисперсных отходов горнорудной и металлургической промышленности.
Задачи исследований.
1. Разработать метод получения композиционного строительного материала из хвостов обогащения железных руд с содержанием их в сырьевой смеси 70-80% вместо обычных 45-50%.
2. Изучить особенности протекания физических и химических процессов при переработке и использовании дисперсных отходов завода по производству ферросилиция и создать ресурсосберегающие технологии их утилизации.
3. Разработать методы получения пористых материалов из тонкодисперсных отходов известкового производства, гидравлической добычи угля, золы-уноса ТЭС для создания гранулированных безобжиговых теплоизоляционных засыпок для стальных слитков.
4. Выполнить эколого-экономическое обоснование для созданных и внедренных технологий переработки и утилизации отходов.
Методы исследований.
В работе при исследовании структуры, свойств и физико-химических характеристик дисперсных твердых отходов, получаемых материалов и изделий использован комплекс методов: калориметрический, электронно-микроскопический, лазерного светорассеяния, статической адсорбции (БЭТ), химический, рентгенофазовый, рентгенострукгур-ный, седименгационный, металлографический, дифференциальный термический (ДТА) анализы, а также методы математической статистики и моделирования.
На защиту выносятся:
1. Концепция создания безотходного промышленного производства, основанного на интегрированных в технологические процессы локальных ресурсосберегающих технологиях, в которых . отходы используются в качестве сырья.
2. Научные и практические основы получения композиционных строительных материалов матричной структуры методом двойного дисперсного упрочнения.
3. Механизмы струкгурообразования при механохимической обработке ультралегких пылевидных отходов и ресурсосберегающие технологии их утилизации.
4. Научно обоснованные технологические решения по применению твердых дисперсных отходов при раскислении и разливке стали.
Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:
- соответствием основных положений работы принципам безопасного устойчивого промышленного развития;
- экспериментальными исследованиями дисперсных систем с применением математического моделирования и современных физико-химических методов;
- сходимостью результатов лабораторных и промышленных экспериментов с данными исследований, посвященных изучению структурно-механических свойств новых материалов, получаемых из техногенного сырья;
- высокой эффективностью научно обоснованных технологических решений, под] вержденных результатами промышленных испытаний и внедренных в производство.
Научная новизна.
1. Разработан и реализован метод двойного дисперсного упрочнения, позволяющий получить из отходов обогащения железных руд композиционный строительный материал матричной структуры, который имеет высокие эксплуатационные характеристики при содержании хвостов в сырьевой смеси до 80%, защищенный патентом РФ №2005702.
2. Разработан способ уплотнения кремнеземистой пыли-уноса (отходы производства ферросилиция) от плотности 170-200 кг/м3 до 1000-1200 кг/м3 посредством обработки ее в высокоэнергетичных механических активаторах с энергонапряженностыо 1,0-150,0 вт/г, защищенный патентом РФ №2139245.
3. Установлен эффект образования коллоидного раствора (кремнезоля) при механохимической обработке в дисперсионной среде с регулируемым значением рН кремнеземистой пыли-уноса, который по своим характеристикам относится к классу водных керамических вяжущих суспензий (ВКВС), а по величине объемной доли твердой фазы является неорганическт! клеем-связкой, защищенный положительным решением о выдаче патента РФ по заявке №98106273/04(007026)
4. Обнаружен эффект экзотермического упрочнения гранул и брикетов из ферросилициевой пыли изготовленных с применением ВКВС, на основе которого создана энергосберегающая технология их производства.
5. Найдена зависимость от технологических факторов скорости растворения и степени усвоения кремния окомкованного ферросилиция, способ получения которого защищен положительным решением о выдаче патента РФ.
6. Обосновано применение ферросилициевой пыли для глубинного раскисления стали путем вдувания ее в ковш с металлом при кото-
ром, :за счет развитой контактной межфазной поверхности, усвоение кремния достигает 90-92%.
7. Предложен механизм взаимодействия грубо- и тонкодисперсных частиц твердой фазы и золя кремниевой кислоты, на основе которого разработана технология получения технической керамики из отходов металлургической и огнеупорной промышленности.
8. Доказано, что шлам от "закрытых" печей для выплавки ферросилиция, в котором имеется до 5-7% утлерода в виде органических соединений, может быть использован в качестве минерального порошка -основного компонента асфальто-бетонной смеси.
9. Установлено, что извсстково-известняковая пыль-уноса, образующаяся при производстве извести по химическому и минералогическому составам является аналогом карбонатной извести, обладающей высокими вяжущими свойствами, которая может быть использована как связующее при изготовлении изделий из дисперсных отходов.
10. Определены оптимальные соотношения компонентов теплоизоляционной засыпки для стальных слитков из золы-уноса ТЭС с учетом ограничений технологического и производственного характера.
Личный вклад автора состоит в:
- научном обосновании, разработке и реализации ресурсосберегающих технологий на основе использования отходов в качестве сырья;
- разработке метода двойного дисперсного упрочнения при получении строительных композиционных материалов;
- раскрытии механизма уплотнения ультралегковесной кремнеземистой пыли-уноса посредством механической активации се в энергонапряженных аппаратах;
' - установлении основных закономерностей получения из пылевидных отходов производства ферросилиция связующего нового поколения - водной керамической вяжущей суспензии;
- открытии и научном обосновании эффекта экзотермической сушки изделий из отходов ферросплавного производства;
- исследовании зависимости основных характеристик композиций из пылевидных отходов от количества связующего, гранулометрии компонентов, режимов тепловой обработки;
- участии в проведении экспериментов, обработке данных и обобщении результатов.
Практическая значимость. ■
1. Предложены технологии раскисления стали ферросилициевой пылью, в которых усвоение кремния достигает 75,0-80,0%, обеспечивающие экологическую безопасность на производстве.
2. Разработана технология изготовления строительного кирпича марш 125, в сырьевой массе которого содержание хвостов обогащения железных руд доведено до 80,0%.
3. Составлена генеральная схема рециклинга твердых отходов завода по выплавке ферросилиция, в соответствии с которой внедрены технологии их утилизации и полумена продукция с высокими физико-техническими и эксплуатационными свойствами.
4. Разработаны и прошли промышленные испытания технологии получения теплоизоляционных засыпок для стальных слитков на основе отходов известкового производства, золы уноса ТЭС и дисперсных отходов добычи угля гидравлическим способом.
Реализация результатов работы.
Экономический эффект от внедрения технологии диффузионного раскисления гранулированной ферросилициевой пылью (отходами) при выплавке стали марки ШХ-15 на Кузнецком металлургическом комбинате составляет 0,276 млрд. рублей в год (в ценах 1997г.). Внедрение технологии вдувания ферросилициевой пыли (отходов) в ковш с металлом при внепечной обработке, вместо применяемого по обычной технологии раскисления порошкообразным ферросилицием, в условиях Кузнецкого металлургического комбината дает экономический эффект 3 млрд. 540 млн. рублей в год (в ценах 1997г.). Экономический эффект от внедрения в производство керамических элементов электропечей сопротивления, применяемых в организациях общественного питания, составляет 100 ООО руб. на единицу продукции (в ценах 1997г.). Результаты работы были использованы при подготовке лекционных курсов: " Введение в специальность", " Экология металлургического производства", " Элементы безотходной технолопга", при проведении лабораторных работ и практических занятий, внедрена в учебный процесс лаборатория рециклинг - технологий.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы и отдельные ее результаты докладывались и обсуждались на 5-й Всесоюзной конференции по горению органического топлива, Новосибирск, 1984г., Всесоюзном семинаре о направлении НИР в области технологии гидродобычи угля, Кемерово, февраль 1985г., научно-технической конференции "Повышение эффективности металлургического производства", Новокузнецк, апрель, 1985г., семинаре-совещании исполнителей программы "Сибирь", Новосибирск, март, 1988г., региональной научно-технической конференции "Проблемы энерго- и ресурсосбережения в черной метат-лургни", Новокузнецк, октябрь, 1988 г., Всесоюзной научно-технической конференции "Социально-экономические проблемы достижения коренного перелома и эффективности развзггия производственных сил Кузбасса", Кемерово, апрель, 1989г., Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы обезвоживания и утилизации хвостов горнообогатительных комбинатов", Кривой Рог, сентябрь, 1990г., региональной научно-практической конференции ' Особенности проектирования и
строительства жилья для районов Западной Сибири", Новокузнецк, октябрь, 1990 г., Республиканской научно-технической конференции "Научный прогресс в технологии строительных материалов", Алма-Ата, ноябрь, 1990г., Всесоюзной научно-практической конференции "Проблемы исследования и преодоления экологической опасности в промышленном регионе", Кемерово, декабрь 1990г., Международной научно-технической конференции "Экология большого промышленного центра", Новокузнецк, 1995г., Международной конференции "Экотехнология-96", Иркутск, июнь 1996г., Межгосударственной научно-технической конференции "Проблемы развития металлургии Урала на рубеже XXI века", Магнитогорск, май 1996г., Международной научно-технической конференции "Структурная перестройка в металлургии: экономика, экология, управление, технология", Новокузнецк, октябрь 1996г., V-ой международной конференции "Актуальные проблемы материаловедения в металлургии", Новокузнецк, январь 1997г., Международной научно-практической конференции "Современные проблемы и пути развития металлургии", Новокузнецк, сентябрь 1997г., Третьей всероссийской студенческой научно-практической конференции, Иркутск, апрель 1998г., Третьей Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности", Санкт-Петербург, июнь 1998г., Международной научно-практической конференции "Современные проблемы и пути развития металлургии", Новокузнецк, декабрь 1998г., Научно- техническая конференция "Наука и молодежь на пути в XXI век", Новокузнецк, сентябрь 1998г., I научно-практический семинар "Эффективные технологии утилизации и переработки выбросов промышленных и бытовых отходов", Новокузнецк, ноябрь 1998г., Научно-практическая конференция "Взаимодействие научно-образовательных, промышленных, предпринимательских и административных структур. Правовые и экономические аспекты", Новокузнецк, апрель 1999г.
Публикации: Результаты исследований изложены в 57 научных работах, в их числе учебное пособие, два авторских свидетельства, четыре патента.
Структура и объем работы:
Диссертация изложена на 235 страницах текста, содержит 68 рисунков, 69 таблиц и состоит из введения, пяти глав, заключения и выводов, списка использованной литературы в количестве 275 наименований и приложения на 25 страницах.
Содержание работы
I. Современное состояние проблемы охраны окружающей среды и рационального использования природных минеральных ресурсов на ос-
носе рециклиига отходов в некоторых производствах горнорудной и металлургической промышленности и постановка задач исследования.
Вопросы экологической безопасности в настоящее время приобретают особенно важное значение в связи с угрозой глобального загрязнения окружающей среды. При создании новых технологий и совершенствовании существующих особое внимание уделяется охране окружающей среды и рациональному использованию невозобновимых природных ресурсов, т.е. на создание такого производственного процесса, при реализации которого вред, наносимый природе и человеку промышленностью, был бы минимальным. Это положение является основным в работах отечественных и зарубежных ученых Б.Н. Ласкорина, В.А. Коппога, Ю.С. Юсфина, С.С. Тимофеевой, П.П. Пальгунова, Б.М. Равича, ЯА. Шульца, Д. Хьюзинга, М. Сттига, Д. Вилсона и др.
В мире, в т.ч. и в Росагйской Федерации, накоплено огромное количество твердых отходов, негативно влияющих на окружающую среду и человека, в то же время они являются вторичным сырьем, которое во многих случаях может заменить первичное (природные ископаемые). Следовательно, переработка и утилизация твердых промышленных отходов позволяет в определенной степени решить проблему охраны окружающей среды и рационального использования природных минеральных ресурсов.
Проведенный обзор литературы по вопросам использования твердых дисперсных отходов, образующихся при обогащении железных руд, в производстве ферросплавов, извести, сжигания угля на ТЭС, показал, что до 1992 - 1993 г.г. основное внимание уделялось экономической эффективности технологических процессов. Однако; в связи с принятием ряда основополагающих документов по устойчивому развитию, в том числе Концепции и стратегии устойчивого развития Российской Федерации, наметилась тенденция комплексного использования образующихся отходов, при этом на первое место вышли задачи обеспечения экологической безопасности человека, охраны среды его обитания, рационального использоваши природных ископаемых..
Одной из важнейших среди них является создание ресурсосберегающих, безотходных технологий, основанных на рециклинге твердых дисперсных отходов. Для решению этой проблемы следует:
1) определить и исследовать характеристики и свойства рассматриваемых твердых отходов как дисперсных физико-химических систем, обладающих специфическими свойствами на межфазных границах, которые определяют наличие сложных поверхностных явлений (адсорб-щш, электрокинетического взаимодействия, коагуляционного и конденсационного структурообразования);
2) исследовать природу физико-химических процессов, протекающих в полидисперсных композициях из техногенного сырья;
3) разработать методы получения новых материалов с улучшенными физико-техническими и эксплуатационными свойствами с учетом того, что используемые при этом в качестве сырья отходы имеют прошлое, обусловленное механической и термической обработкой;
4) изучить степень влияния соотношения компонентов сырьевой смеси и количества в ней связки на физико-технические характеристики получаемых изделий;
5) разработать и внедрить в производство технологии получения продукции, в которых в качестве сырья применяются твердые отходы горнорудной и металлургической промышленности. Это позволит более рационально использовать невозобновимые минеральные ресурсы и обеспечить сохранность окружающей среды.
II. Разработка ресурсосберегающей технологии утилизации хвостов обогащения железных руд
В состав Кузнецкого металлургического комбината (г. Новокузнецк) входит Абагурская обогатительно - агломерационная фабрика, которая находится фактически в черте города, а хвостохранилище, площадь которого составляет 375га, расположено рядом с ней в непосредственной близости от р.Томь. В хвостах, наряду с остаточным железом, имеются тяжелые металлы, соли которых водорастворимы и токсичны. Предлагаемая технология утилизации хвостов предполагает предварительное разделение их на три фракции: самая крупная (песок) направляется на строительство дорог, изготовление строительных изделий, т.н. "тяжелая" фракция, в которой сосредоточены тяжелые металлы, подвергается дополнительному обогащению с целью получения концентратов тяжелых металлов и, наконец, из легкой (шламистой, глиноподобной) части хвостов изготовляются изделия строительной индустрии.
На первом этапе исследования были определены свойства хвостов обогащешш и их шламистой части. Исследовали также процессы, протекающие в хвостах (в т.ч. и их шламистой части) при обжиге, нашли, что при этом образуются новые минералы (силиманит, гематит, омфа-цит). Гранулометрический состав шламистой части хвостов определили с помощью счетчика Коултера, нашли, что средний размер частиц составляет 18,16 мкм, удельная поверхность, измеренная с использованием адсорбционного метода (БЭТ) равна 12 м2/г. На основании заключения радиологической группы горСЭС (г. Новокузнецк) была установлена радиационная безопасность шламистой части хвостов. По сумме радионуклидов выполняется условие на предельное значение у - фона в соответствии с п. 1.4 ОСП 72/86, следовательно исследуемый материал может использоваться без ограничений в любом виде строительства.
На основе химического анализа шламистой части хвостов и в соответствии с диаграммой, промышленного назначения глин был сделан
вывод, что этот материал находится за пределами пригодности сырья для производства строительной керамики. Это означает, что в сырьевую смесь нужно добавлять глину, что и было сделано в работе. На первом этапе исследования была разработана сырьевая смесь для изготовления стеновых изделий (содержание хвостов в ней было доведено до 60%), го которой по технологии полусухого прессования изготовлялся кирпич. На указанную смесь получено авторское свидетельство на изобретение №1694539.
Основной особенностью разработанной новой технологии изготовления кирпича из шламистой части хвостов является получение его в виде композиционного материала (КМ) дисперсного упрочнения матричной структуры. Для этой цели был разработан метод двойного дисперсного упрочнения, сущность которого заключается в следующем. На первом этапе составляется сырьевая смесь, в которой количество глины равно 8-10%, остальное хвосты. Затем она гранулируется на тарельчатом грануляторе, полученный гранулят подвергается сушке при температуре 120-130°С. Прочность изготовленных гранул составляет 20,0-25,0 Н/окатыш. На втором этапе вновь составляется сырьевая смесь из 10-12% глины, остальное - гранулы, которая тщательно перемешивается, так, чтобы каждая гранула была покрыта оболочкой из глины. Далее из полученной массы методом прессования изготавливается кирпич. Описанная технология двойного дисперсного упрочнения позволила получить кирпич с содержанием в нем хвостов на уровне 80,0% (по обычной технологии количество хвостов не превышает 40,0-60,0%).
При решении задачи определения прочностных характеристик полученного КМ исходили из линейно-упругого поведения его при статическом нагружении, таким образом композит рассматривался как неоднородное линейно-упругое тело. Для аналитических расчетов характеристик эквивалентного однородного тела были выбраны модели, адекватно описывающие поведение КМ при нагружении. Использовали точные выражения для определения модулей упругости композита через объемные доли фаз и их характеристики. Полагали, что на первом этапе (гранулировании) образующийся КМ содержит сфероидальные изотропные включения, заключенные в изотропную матрицу так, что материал в целом остается макроскопически изотропным. Для рассматриваемого случая верхняя граница модулей объемного сжатия (Ку) и сдвига (Су) в соответствии с моделью Фойхта определяется по формулам:
Ку = К1*У,+К2* У2 и ву = Сч*У,+ 02* У2, где V - объемная доля, 1 и 2 - частица и матрица соответственно. Нижняя граница модулей рассчитывается по формулам (модель Рейсса):
1/Кк = V,/ К]+ у, /К2 и 1/Сг, = у/в, + У2 Ю2
На втором этапе получения КМ производится создание матричного однородного поля для изготовленных предварительно гранул. В этом случае полагали, что модель представляет из себя шар, окруженный сферической оболочкой из материала матрицы, которая, в свою очередь, помещена в неограниченную среду, наделенную свойствами композита. Модули объемного сжатия и сдвига определяются по формулам:
3/(ЗК+40) = ЗУ2/(ЗК2 +40) + ЗУ, /(ЗК, +40;
ЗУ2К2 /(ЗК2 +40 + ЗУ,К, /(ЗК, +40 + 5[У2 *С,/(0-0,) + +У,*С2/(С-С2)] + 2 = 0
Для расчета модулей сжатия и сдвига по приведенным формулам необходимо знать характеристики компонентов создаваемого композита. Однако хвосты, как и другие твердые отхода, являются новыми материалами, многие свойства которых неизвестны, поэтому произвести анализ деформаций и напряжений в разрабатываемом композите не представляется возможным. В связи с этим, при установлении прочностных характеристик нового КМ на основе хвостов использовали экспериментальный метод исследования.
Были определены основные характеристики компонентов КМ такие, как пластичность, спекаемость, комкуемость и т.д., исследованы режимы прессования, сушки и обжига кирпича. В лабораторных условиях была изготовлена опытная партия кирпичей в количестве 18 штук, которые далее подвергались испытаниям (по стандартным методикам) на прочность, морозостойкость и т.д., был получен кирпич марки 125-130.
Исследование структуры опытного кирпича проводилось на основе петрографического изучения образцов, вырезанных в поперечном сечении изделия. При рассмотрении кирпича в поперечном сечении отчетливо видна "сотовая" структура, образованная гранулами из шлами-стой части хвостов, рис. 1.
В основном структура кирпича достаточно плотная, частично аморфизованная за счет наличия глины - связки, частично остеклованная из-за присутствия зерен полевого шпата. Наблюдается неравномерное распределение пор, особенно они концентрируются на границе гранула -глина, размер их варьируется в пределах 0,1 - 0,4 мкм, форма - в виде своеобразных петель. Такая их конфигурация возникает, по-видимому, вследствие накатывания частичек материала на уже готовую гранулу в процессе грануляции.
Промышленный эксперимент был проведен в цехе по производству строительного кирпича из отходов углеобогащения на Абашевской углеобогатительной фабрике (г. Новокузнецк). Опытный кирпич в количестве 29 штук прессовался на рычажном прессе марки СМ-10-85 двустороннего действия, для сушки и обжига использовалась тунельная
печь, отапливаемая мазутом, длиной 129м., длительность сушки составила 11ч., обжига и охлаждения садки - 45ч. Сырьевая смесь содержала 80% шлам истой части хвостов, 20% - новокузнецкого суглинка, влажность ее была 10,0%. Все кирпичи опытной партии были исследованы |для получения характеристик и соответствия их ГОСТ. Оказалось, что 'экспериментальный кирши имеет (в среднем) прочность на сжатие 12,3 Мпа, на изгиб 5,6 Мпа, морозостойкость не менее 15 циклов, т.е. была получена марка кирпича 100 - 125.
ill
•л <• V«" ^«(jjyWWftW. ■> N
ЯШШжШШШЩШШШШШШ^ * У ^.s&Mgfä,^-^
'' '' >£?>*>', 'Ж
Рис. 1 Макроструктура кирпича в поперечном сече-нш
На основании ранее проведенных лабораторных опытов, промышленного эксперимента и с учетом существующего графика обжига кирпича в действующем цехе Абашевской ЦОФ был разработан температурный режим сушки и обжига опытного киршиа из указанной выше сырьевой смеси, а также был составлен технологический регламент, позволяющий реализовать разработанную технологию в производственных условиях. На способ получения строительного кирпича из шламистой части хвостов обогащения железных руд, в основу которого положен метод двойного дисперсного упрочнения получен патент РФ №2005702.
III. Утилизация ферросилициевой пыли, образующейся при предпродажной подготовке высококремнистого ферросилиция
При предпродажной подготовке (дроблении и рассеве по фрак-циям)слигков высококремнистого ферросилиция образуется значительное количество ферросилициевой пыли. Проведенное исследование показало, что она является тонкодисперсным материалом, в котором частицы 50 мкм и менее составляют, примерно, 50%. Распределение их по размерам определено методом лазерного светорассеяния на приборе PRO -7000. Было найдено, что средний размер частиц рассматриваемой ферросилициевой пыли равен 15,6 мкм, а удельная поверхность - 8500 с.м2/см3. Химанализ показал, что от стандартного ферросилиция ФС 75 эта пыль отличается повышенным содержащим кремния (мас.%: Si = 82,7; AI = 1,5; Ми = 0,23; S = 0,023; Р = 0,04).
При диффузионном раскислении стали обычно применяется ферросилиций марки ФС75 седьмого класса крупности (- 3,2 мм), причем стоимость его такая же, как и у кускового (в ценах 1997г. она составляет 5,5 млн. р/т), в то же время цена ферросилициевой пыли, о которой говорилось выше, равна 1,2 млн.р./т. Экономическая ситуация в 1997г. в черной металлургии России вообще и в ОАО "КМК" в частности заставила последнее использовать для диффузионного раскисления стали вместо порошкообразного высококремнистого ферросилиция указанную ферро-силициевую пыль (вследствие ее относительной дешевизны). Это, однако, повлекло за собой серьезные нарушения санитарно-гигиенических норм на рабочих местах обслуживающего печь персонала, привело к значительному увеличению выбросов этой пыли как в атмосферу цеха, так и за его пределы. Замеры запыленности воздуха рабочей зоны при подаче ферросилициевой пыли в печь, проведенные в 1997 г. в электросталеплавильном цехе №1 ОАО "КМК" показали, что она достигает 70,1 мг/м3, что превышает ПДК в 35 раз. Кроме того, вследствие уноса пыли мощным тепловым потоком, выходящим, из окна печи и межэлектродного пространства в своде, потери ее доходят до 30% от расчетного количества. В связи с этим первостепенной задачей являлась разработка такой технологии раскисления стали ферросилициевой пылью, которая позволила бы существенно повысить безопасность условий труда в рабочей зоне печи, уменьшить экологически вредное влияние пылевых выбросов на окружающую среду и увеличить экономическую эффективность ре-циклинга этой пыли. Указанные выше препятствия на пути ее использования (высокая запыленность в рабочей зоне и большие потери с уносом) в настоящей работе были преодолены следующим образом.
Для предотвращения пыления при использовании ферросилициевой пыли ее предварительно компактировали по разработанной для этой цели технологиа На первом этапе были определены основные параметры окомкования (грануляции и брикетирования) ферросилициевой пыли, затем на этой основе разработали технологию этих процессов, в качестве связующего использовали кремнезоль технический, получаемый из кремнеземистой пыли-уноса образующейся при выплавке ферросилиция. Следует особо отметить, что при выборе связующего при окомковании порошкообразных (пылевидных) ферросплавов необходимо стремиться к тому, чтобы оно не вносило в жидкий металл нежелательных вредных примесей, которые могут являться источниками неметаллических включений. В рассматриваемом случае это условие было выдержано.
Применяемая при изготовлении связки пыль-унос в основном состоит из кремнезема (по различным данным БЮг в ней колеблется от 80 до 96%), поэтому она практически не вносит в жидкий металл каких либо примесей, кроме кремнезема. Для подтверждения этого факта методом рештенофазового анализа на установке Дрон-4 были исследованы образ-
цы исходной ферросилициевой пыли и гранулята из нее. Полученные рентгенограммы свидетельствуют, что в процессе грануляции новые фазы не образуются. Поскольку чувствительность рентгенофазового анализа не превышает 4,0% можно утверждать, что примеси других фаз в гра-нуляте также не превышают этой величины, и что основной фазовый состав гранулированной ферросилициевой пыли не отличается от исходного материала Фазовый состав примесей в грануляте определили на основании проведенного дифференциального термического анализа (ДТА) с использованием дерпватографа 0 - 1000 (рис.2). Видно, что наибольший тепловой эффект наблюдается при температуре 840°С, он соответствует образованию клиноферросилита РеОБЮг. Таким образом, можно утверждать, что основной примесью, количество которой не превышает 4,0% является это соединение.
Нами был открыт, исследован и реализован механизм экзотермической сушки получаемых гранул и брикетов до остаточной влажности 1,5 - 2,0%, что позволило отказаться от дорогостоящей сушки окомко-ванного материала в сушильном агрегате. Он основан на взаимодействии ферросилиция, представляющего из себя смесь кремния с силицидом железа РеБ^г, со свободной щелочью ЫаОН, имеющейся в связке, по реакции:
2Ре8Ь + 9№ОН + 8Н20 = ЫаРе02 + Ре(ОН)3 + 4№28Ю3 + 11Н2
На калориметре "Кальве" было проведено исследование взаимодействия ферросилициевой пыли со связующим, нашли, что при обработке им 1 г пыли выделяется 29 Дж тепла Расчеты, проведенные с учетом этого факта, показали, что достаточно 5% (по массе) связующего в сырьевой смеси, чтобы температура се поднялась выше 100°С, и начался процесс испарения влага и упрочнения окомкованного материала.
Окомкование (грануляцию и брикетирование) исследуемых материалов проводили по двум вариантам: 1) ферросилициевую пыль гранулировали путем окатывания на тарельчатом грануляторе; 2) эту пыль и т.н. отсевы ферросилиция (крупностью-Змм) брикетировали на гидравлическом прессе при давлешш прессования от 15 до 30 Мпа. Была получена линейная зависимость прочности окатышей на сжатие от их диаметра, при различных значениях концентрации связки, химический состав гранулята следующий (мае. %): 81=75,6; 8Ю2=5,58; 8=0,01; Р=0,03; А1=1,44; Мп=0,24; 0=0,07; (аналогичный химсостав имеют и брикеты из ферросилициевой пыли и отсевов). Плотность гранул 1,7 г/см3, пористость открытая 24,7%, истинная 43%, водопоглащение 15,35%. После сушки гранулы (как и брикеты) имели абсолютную влагостойкость, что характерно для изделий на связке - водной керамической вяжущей суспензии (ВКВС).
Целью брикетирования фсрросилициевой пыли и отсевов (размер частиц - 3,2 мм) было получение своеобразного кускового ферросилиция способного конкурировать по плотности с материалом, получаемым при дроблении слитков ферросилиция. С помощью полученных компрессионных кривых было найдено оптимальное давление прессования, в
1-тепловой эффект, 2-изменение температуры образца. Рис.2. Дериватограмма гранулированной ферросилициевой пыли
частности, для малых брикетов оно равно 15,0 МПа, для больших - 20-25 МПа.
Эффект экзотермического упрочнения брикетов проявлялся через 10-12 мин. после их прессования и протекал более интенсивно по сравнению с гранулятом. Конечная влажность их не превышала 0,8-1,0%, плотность составляла 2,7-2,8 г/см3 (у стандартного кускового ферросилиция она равна 2,8-3,1 г/см3). На способ получения брикета из ферросилициевой пыли была подана заявка на изобретение №98104544/02 (003062), получено положительное решение о выдаче патента РФ.
Впервые был разработан и реализован способ глубинного раскисления стали в ковше (после выпуска ее из печи) ферросилициевой пылью вместо обычно применяемого для этой-цели кускового ферросилиция, путем вдувания ее в ковш с металлом. Реализация этой идеи была осуществлена на имеющейся в электросталеплавильном цехе №2 ОАО "КМК" установке по продувке стати азотом (при внепечной обработке),
на которой была смонтирована пневмотранспортная линия для подачи порошкообразных материалов в ковш с металлом. Полная герметичность ее позволила обеспечить абсолютную экологическую безопасность работы обслуживающего персонала.
Анализ результатов раскислешга стали окомкованным ферросилицием показал, что скорость растворения брикетов (и гранул) в 5-6 раз меньше, чем у кускового ферросилиция. Это объясняется, на наш взгляд, действием своеобразного защитного барьера в виде пленки кремнеземистой связки, находящейся на каждой частице окомкованного материала. Однако коэффициент усвоения кремния сравним с этим показателем для кускового ферросилиция (44,8-55,2%). Интересные результаты были получены при вдувании ферросилициевой пыли в жидкий металл: среднее значение коэффициента усвоения кремния составило 83,8%, что объясняется большой контактной поверхностью пылевидного ферросилиция.
Промышленные эксперименты по диффузионному раскислению стали марки ШХ-15 гранулированной ферросилициевой пылью проводили на 25 т печи элекгросталеплавильного цеха №1 ОАО "КМК", обычные (контрольные) плавки раскисляли как всегда ферросилициевой пылью в ее исходном виде. Анализ полученных результатов показал, что содержание компонентов шлака и металла восьми опытных и девяти обычных плавок находится на одном уровне. Прироста количества кремнезема в шлаках опытных плавок замечено не было. Особое внимание было обращено на количество неметаллических включений в опытных плавках. Нашли, что загрязненность ими стали ШХ-15, в опытных и обычных плавках, находится, примерно, на одном уровне, прокатанный металл признан годным. Измерения запыленности на рабочей площадке электропечи №2, проведенные во время раскисления стали гранулированной ферросилициевой пылью, сотрудниками лаборатории охраны воздушного и водного бассейнов ОАО "КМК", показали, что она снизилась до 23,3 мг/м3 против 70,1 мг/м3 при использовании этой пыли в обычном состоянии, потери ее с уносом были сведены к минимуму (на уровне 5-7%).
Было проведено 12 промышленных плавок на 100т печи в электросталеплавильном цехе №2 ОАО "КМК' с вдуванием в ковш с металлом ферросилициевой пыли, полученные результаты сравнивались с данными обычных плавок, в которых раскисление производили кусковым ферросилицием. В зависимости от заглубления фурмы, с помощью которой подавалась пыль, усвоение кремния было различным: при глубине 0,5м оно составляло 65,0-76,67%, на расстоянии 1,0 м от поверхности металла усвоение кремния достигало 82,0-92,0%. На сравнительных плавках с раскислением кусковым ферросилицием эта величина составила всего 53,7% с колебанием от 18,0 до 77,4%. Металлографические исследования показали, что металл, обработанный пылевидным ферроси-
лидием по сравнению с кусковым чище по неметаллическим включениям. В частности, в опытных плавках объемный процент точечных включений размером от 2,05 до 4,1 мкм составил 5,6*10"3, а в обычных он равен 7,74*10"3. Механические свойства стали, полученной в опытных плавках, отвечали требованиям стандарта. Структура и общий вид неметаллических включений, полученные в опытных и рядовых плавках практически не отличаются друг от друга.
На основе полученных результатов разработанная технология раскисления стали гранулированной ферросилициевой пылью внедрена в производство в ОАО "КМК" с экономическим эффектом 0,276 млрд. р. в год (в ценах 1997г). Внедрение в производство технологии раскисления стали посредством вдувания ферросилициевой пыли в ковш с металлом дало экономический эффект в размере 3 млрд. 540 млн. руб. в год (в ценах 1997г). Однако не менее важным является при этом факт повышения степени защиты человека и окружающей среды при использовании рассматриваемых пылевидных отходов, поскольку, например, при вдувании ферросилициевой пыли в ковш с металлом пылегазовый тракт герметично изолирован от окружающей среды, в результате чего достигается абсолютная экологическая безопасность.
IV. Переработка и утилизация кремнеземистой пыли-уноса, образующейся при выплавке ферросилиция
При выплавке ферросилиция образуется значительное количество твердых дисперсных отходов как при подготовке шихты (некондиционный кварцит, коксовая мелочь), так и при выплавке его в печи (кремнеземистая пыль-унос, шлак) рис.3. Часть из них подвергается рециклингу полностью, например, шлак и коксовая мелочь продаются на сторону, в то же время уникальная по своим свойствам кремнеземистая пыль-унос (т.н. микрокремнезем), которой образуетсядо 20 тыс. т. в год, практически не утилизируется.
В ОАО "Кузнецкие ферросплавы" пыль от открытых печей улавливается в рукавных фильтрах, далее поступает в бак с лопастной мешалкой, где в присутствии воды превращается шлам, последний по трубопроводу транспортируется в шламонакопитель №2. (Шламо-накопитель №1 уже заполнен, оба они находятся в пойме реки Томь, в 1300 м от нее). В закрытых печах применяется "мокрая " пылегазоочист-ка, образующийся в ней шлам также поступает в шламонакопитель №2. В этом случае пыль, превращаясь в шлам, адсорбирует про дукты коксования применяемых на печах самоспекающихся электродов, поэтому в пробах шлама, взятых из шламонакопителя содержание углерода достигает 5-7%. Такой материал уже непригоден для использования в строительстве здашщ и других сооружений.
Исследование состава и свойств кремнеземистой пыли осуществляли с использованием ранее указанного комплекса методов. Химический состав исследуемой пыли был следующий (1997г.) (мас.%): 5Ю2=92,8;СаО=1,12;
Рис.3. Схемарециклинга твердых отходов производства ферросилиция (*разработанная технология, ** внедренная технология).
М§0=1,28; А1203=0,85; Мп0=0,14; Ре203=1,76; С=0,56; п.п.п.=2,5.
Результаты исследований показали, что она представляет совокупность частиц сферической формы разного размера, образующих своеобразные агрегаты. Оказалось, что средний диаметр частиц равен 3,0мкм, а размер агрегатов (после вылеживания пыли) может достигать 17,0мкм. На основе полученных дифракгограмм установили, что исследуемая пыль является аморфным веществом, что согласуется с данными зарубежных исследований, незначительное количество кристаллической фазы представлено а- тридимитом. Было найдено, также, что удельная поверхность пыли составляет 22,0 м2/г, истинная плотность 2,31 г/см3, в то время-как насыпная плотность ее составляет всего 0,18-0,20 г/см3. Адгезионные и аутогезионныс свойства пыли изучали путем определения сдвиговых характеристик материала. Нашли, что коэффициент внутреннего трения в зависимости от нагрузки (5-15 Кпа) изменяется в пределах 0,710,78, коэффициент внешнего трения (по стали СтЗ) при той же нагрузке равен 0,42-0,73. Начальное сопротивление сдвигу при нагрузке 10 Кпа
составляет для этой пыли 1,99 Кпа. Найденные сдвиговые характеристики позволяют определить основные размеры бункерных устройств для кремнеземистой пыли, например, минимальный угол наклона стенки бункера составляет величину порядка 47-48 градусов. Исследование аэрируемости этой пыли показало, что слой ее при продувке воздухом не псевдоожижается, а как бы растрескивается, псевдоожижение наблюдается лишь при добавке какого-либо дисперсного материала, например, песка. С этим феноменом, по-видимому, связана и своеобразная слежи-ваемость пыли, в результате которой выгрузка ее после транспортировки обычным способом (как, например, цемента) невозможна. Это обстоятельство и то, что она очень легкая, делают, практически, невозможной ее транспортировку даже на сравнительно небольшие расстояния. Имеются различные способы ее уплотнения (с сохранением сыпучести материала), наиболее известным является запатентованный в США способ, патентодержателем является норвежская фирма "ЭЛКЕМ", в котором пыль уплотняется до 500 кг/м3, причем время ее обработки составляет 1012ч.
Нами впервые был разработан способ уплотнения кремнеземистой пыли-уноса в механических активаторах с мелющими телами при энергонапряженности 1,0-150 Вт/г в течение 0,1-20 мин. Применяли планетарную мельницу-активатор, вращение барабана активатора производилось с ускорением 40-60£. В зависимости от ускорения, энергонапряженности и времени обработки плотность пыли достигала 0,4-1,5 г/см3. Уплотненная пыль обладает хорошей текучестью и имеет присущую ей высокую пуццолановую активность.
Была произведена теоретическая оценка времени взаимодействия мелющих тел (стальных шаров) с пылью и температурного пика на контакте между ее частицами при относительной скорости шаров У=5,6м/с, соответствующей ускорению 40g. Время взаимодействия было определено на основе работ Л. Д. Ландау и Е.М. Лифшица, по формуле, полученной А.Н. Динником:
ту=0,7358{[10лр^ (&>+&)! р1К]3+^К13]2(К1+^)/Уу}1й, с где р - плотность, кг/м3, ©=4(1-у2)/Е, у - коэффициент Пуассона, Е - модуль Юнга, Н/м2, К - кривизна поверхности тел в точке соприкосновения.
Поскольку V и Е для рассматриваемого вещества неизвестны, в качестве модельного материала был взят плавленный кварц, который по основным характеристикам близок к кремнеземистой пыли. Нашли, что время взаимодействия стального шара со слоем частиц в барабане мельницы составляет т=1,37*10"5с. Было установлено также распределение температуры Т по расстоянию х за время х в окрестности контакта частиц пыли путем решения уравнения теплопроводности для полуограниченного тела с соответствующими условиями однозначности: 20
д'Г(х, т)1 дт = ад2Г(х,т)/дх2 т > О Т(х,0) Т0, О < х < оо, Т(оо, -г )=Т0 ЛдТ(0, т)/дх + Чс=0, дТ(оо, т)/дх = О где qc - плотность теплового потока на контакте трущихся частиц Вт/м2, а=Х/ср - коэффициент температуропроводности, м'/с. Решение этой задачи известно (Лыков А.В.):
2<7 I— . *
ДТ(х,т) = Т-Т0 = —^ыах ■ тег/с—, К
Распределение температуры в окрестности контакта частиц для времени г > получили в предположении наличия стока тепла из выражения:
Л ■ - д/т-г, • Гег/с
2 4ат 2-^0-г,)
В конце взаимодействия частиц достигается максимальная температура в области контакта:
ДТтах = ДТ(0,т) = Щ- ■ ¡ег/с(0) = 1734 К У рел
где с, - коэффициент трения между частицами, £ - нормальная сдавливающая сила, Н, и - относительная скорость трущихся частиц, м/с, Б -площадь контакта соприкасающихся частиц под действием силы f.
Видно, что температура на поверхности трения частиц далека от температуры плавления кварца (1986К), время существования температуры контакта составляет 2,9*Ю"9с. Использованная модель позволила получить оценку времени взаимодействия и температуру контакта частиц обрабатываемого материала, что важно при разработке оптимального режима механической активации исследуемого вещества. На разработанный способ уплотнения кремнеземистой пыли-уноса 25.08.98г. была подана заявка на изобретение №98116227/12 (017965) и10.10.99г получен патент РФ №2139245.
Нами, впервые в мировой практике, предложен и разработан способ получения из кремнеземистой пыли-уноса связующего нового поко-
ДТ(х,т)= 2 4а —
ления - водной керамической вяжущей суспензии (ВКВС). Помимо разработки в целом технологии ее получения были определены режимные параметры, изучены условия, при которых диоксид кремния кремнеземистой пыли взаимодействуя с дисперсионной средой с рН=10-12, образует различные формы полимерных неорганических кислот в виде коллоидного раствора. Основой разработанного метода являлась механохимическая обработка исходного материала в шаровой мельнице с регулируемым значением рН дисперсионной среды. Поскольку обрабатывался кислый материал и использовалась металлическая (не футерованная) мельница, эта величина поддерживалась на уровне 8-9 (не менее). Учитывая, что кремнеземистая пыль обладает высокой активностью, а размеры ее частиц весьма малы (по данным разных исследований от 0,6 до 3,0 мкм) предположили, что механическая активация (мелющими телами) по времени может быть небольшой, а т.н. стабилизация суспензии (перемешивание ее без мелющих тел) должна занимать значительно больший промежуток времени по сравнению с обычно применяемой технологией получения ВКВС из кислых материалов. При этом исходили также из того, что при рН равном 10,7 и выше растворимость кремнезема резко возрастает в связи с переходом его в ионную соль щелочного силиката 81(ОН)4+ОН ~ = 81(ОН)"5, при этом температура раствора может быть относительно низкой (порядка 35-40°). Это предположение подтверждают результаты ряда исследований в области коллоидной химии диоксида кремния, которые показали, что при механическом перемешивании кремнеземистой суспензии происходит "наработка" различных форм полимерных неорганических кислот. Следует отметить, что при получении ВКВС, являющихся своеобразной литейной системой, "полуфабрикатом" при получении в дальнейшем из них изделий высокой прочности (после твердения и сушки) необходимо иметь высокие значеш1я объемной доли твердой фазы (порядка 0,65-0,72). Наши исследования показали, что при изготовлении клея - связки, обладающего большой адгезией и свойствами ВКВС, этот параметр может иметь более низкие значения (на уровне 0,25-0,30). Следовательно, опытная суспензия имеет и более низкую вязкость рис.5. Помимо влияния на вязкость объемной доли твердой фазы нашли, что определенное воздействие на нее оказывает и окружная скорость при перемешивании, поскольку каждому се значению соответствуют динамические усилия, способствующие своеобразному разрушению слоя рыхлосвязанной влаги дисперсионной среды и перевод ее свободном состояние.
Опытная суспензия является коллоидным раствором, которому присущи такие характеристики как дилатансия и тиксотропность. Первая проявлялась, обычно, (хотя и сравнительно редко) во время периода стабилизации суспензии, вплоть до образования пасты, действие тиксотропии наблюдалось при перемешивании сырьевой смеси со связ-
кой (при изготовлении различных изделий), уплотнения ее различными способами - трамбованием, прессованием. На опытную суспензию (клей-связку) разработаны технические условия, в соответствии с которыми
Нтристсднп.П] 1-вязкость, 2- напряжение сдвига Рис. 4. Изменение вязкости опытной ВКВС при сдвиговой деформации (ротационный вискозиметр)
были определены основные характеристики: плотность 1,35-1,40 г/см3, вязкость 1,2-1,56 Па*с, рН=10-12. Полученный государственный гигиенический сертификат подтверждает ее экологическую безопасность. На способ получения клея-связки по заявке на изобретете №98106273/04(007026) от 8 апреля 1998г. 6 августа 1999г. получено положительное решение о выдаче патента РФ. Он обладает универсальными свойствами, склеивает стекло, керамику, металлы, дерево, бумагу' в любом сочетании. На его основе возможно изготовление кислотостойких покрытий, огнеупорных изделий. Жизнестойкость клея - не менее года, адгезионная прочность клеевых соединений колеблется в пределах 2-4 Мпа. Изделия, в которых в качестве связующего использован этот клей -связка после суш га г при температуре 130-150°С приобретают абсолютную влагостойкость, что характерно для всех видов ВКВС. Для производства и продажи клея в 1993 г. было создано малое предприятие - научно - производственное объединение "Силекс" которое функционировало до середины 1995г. и поставляло продукцию для промышленности и населения.
Была изучена возможность использования шлама газоочисток "закрытых" печей для выплавки ферросилиция в качестве минерального порошка - основного компонента асфальто-бетонной смеси (АБС), используемой при строительстве автомобильных дорог. Для повышения качественных характеристик обычно применяемый минеральный порошок карбонатного типа (или тонкодисперсные отходы различных отраслей промышленности) подвергают т.н. активации - дополнительному размолу его в присутствии битума и ПАВ анионного типа, при этом значительно повышается гидрофобность порошка. Наши исследования показали, что твердая составляющая шлама является природноактивирован-ным материалом, отличающимся большой гидрофобностью и малыми-битумоемкостью и набухаемостью (ЗОг и 1,0% соответственно), Нашли, что характеристики АБС на основе минерального порошка из пыли закрытых печей для выплавки ферросилиция, практически совпадают с аналогичными для АБС, изготовленной с применением стандартного карбонатного порошка. Таким образом, использование шлама от закрытых печей в качестве минерального порошка для АБС будет способствовать ликвидации шламонакопителя и экономии природного минерального сырья.
Большой объем антикоррозионных работ в НПО "Органика" (г. Новокузнецк), выпускающее фармацевтическую продукцию и дефицит жидкостекольных композиций стимулировал начало исследований по кислотостойким покрытиям на основе разработанной ВКВС из кремнеземистой пыли.
В работе в качестве наполнителей кислотостойких покрытий (мастик, обмазок) использовали диабаз и кварцит месторождений Кемеровской области. При проведении экспериментов наряду с опытными композициями на связке из ВКВС, в качестве контрольных изготавливались мастики (обмазки) на жидком стекле. Следует отметить, что наряду с основной задачей - использование разработанной ВКВС при изготовлении кислотостойких покрытий, была решена и другая - доказано, что наполнители из горных пород местных месторождений (диабаз, кварцит) с успехом могут заменить привозное сырье. Были определены их химический состав и физические свойства, оказалось, тгто основной показатель качества кислотостойких наполнителей - кислотоупорность у этих материалов не ниже 97,0%. Проведенные исследования показали, что кислотостойкие покрытия из местного кварцита на связке из разработанной ВКВС с успехом могут заменить обычно применяемые жидко сте ко л ы I ы е композиции. Следует особо отметить, что разработанные покрытия абсолютно безопасны в экологическом смысле, поскольку в них отсутствуют какие - либо опасные для человека компоненты, чего не скажешь о покрытиях на жидком стекле.
В работе исследовано еще одно направление использования разработанной водной керамической вяжущей суспензии - применение ее в качестве связующего при изготовлении жаропрочных изделий. При этом исходили из того, что при взаимодействии кремниевой кислоты с тонкодисперсной частью твердой фазы создаются условия для реализации механизма конденсационного структурообразования, включающего объединение твердых частиц в пространственную сетку с возникновением межчастичных фазовых контактов, а также с процессами поликонденсации продуктов гидратации межфазовых прослоек. Таким образом создается своеобразным матричным материал, в котором распределены грубо-дисперсные частицы. На следующем этапе структур о образования на их поверхностях образуется упорядоченная пленка геля, причем по мере обезвоживания материала происходит своеобразное сжатие сетки из геля и формирование прочности адгезионного шва между матрицей и упроч-нителем (грубодисперсными частицами).
Известно, что при изготовлении дисперсно-упрочненных материалов на обычных неорганических (в т.ч. и керамических) связках, в которых основную роль играет коагуляционное структурообразование, необходимые прочностные характеристики приобретаются лишь при высокотемпературном обжиге, в "то время как процесс поликонденсации обеспечивает получение высоких технологических свойств изделий уже после сушки. В нашем случае после нее образцы имели прочность на сжатие 14,0-23,0 Н/мм2 (меньшие значения для шамотных, большие для динасовых), что сравнимо с величиной этой характеристики формованных огнеупорных изделий после обжига (у шамотных 12,0-20,0 Н/мм2, у динасовых 18,0-25,0 Н/мм2). На основе применения в качестве связки разработанной ВКВС, обладающей тиксотропностью, была решена также одна из основных задач получения высококачественных изделий "сухим" способом - обеспечение однородности сырьевой смеси на стадии смешивания и создание плотных и однородных структур при формообразовании.
Описанный механизм структурообразования
высоконаполненных композитов на связке из ВКВС был положен в основу технологии производства керамических элементов электропечей сопротивления, применяемых в лабораториях учебных и научных учреждений (типа CHOJT) и в .организациях общественного питания (типа ЭП - 2М). Она является ресурсо - и энергосберегающей, поскольку изделия изготавливаются из шамотного порошка, получаемого из бывшего в употреблении шамотного кирпича и подвергаются только сушке.
В качестве добавки, повышающей термостойкость и скорость твердения использовали материал, содержащий большое количество силикатов кальция (ß и у формы двухкальциевого силиката), в частности саморассыпающийся шлак сталеплавильного производства. Эксперимен-
ты показали, что использование такого шлака приводит к существенному увеличению термостойкости (более 30 воздушных теплосмен), и скорости твердения в 1,5 раза. Была найдена зависимость между содержанием связки и шлака и прочностью изделий при двух типах формообразования (трамбовании и прессовании), нашли, что в том и другом случае увеличение доли связки приводит к возрастанию прочности на сжатие рис. 5.
содсржавяе ЕШ1,К
Рис.5. Зависимость прочности образцов на сжатие от количества связки и шлака в сырьевой смеси
С точки зрения технологичности процесса изготовления керамических плиток (удаление металлических стержней, образующих пазы для спирали нагревателя является ответственной операцией) и получения однородного материала наилучшим вариантом оказалось виброуплотнение сырьевой смеси. Контрольная эксплуатация опытных керамических элементов в печи, работающих в производственных условиях, показала возможность надежной работы их в течение не менее 6 месяцев. Промышленная эксплуатация электропечи типа ЭП-2М в 1997 - 1998г. показала, что по долговечности работы опытные керамические элементы не уступают изготовленным из природного сырья, в то же время они очень дешевы, их производство способствует решению экологических задач в горнодобывающей промышленности через рециклинг отходов. Разработанная технология внедрена в ЗАО "Новокузнецкторггехника" с экономическим эффектом 100000 р. на ед. продукции (в ценах 1997г.).
В ОАО "Кузнецкие ферросплавы" ежемесячно накапливается до 3000 т. отходов кварцита, используемого как основной компонент шихты при выплавке ферросилиция. Наши исследования показали, что по ряду
признаков эти отходы пригодны для строительства дорог т.к. отвечают требованиям ГОСТ 8667 - 82 (содержание дробленых зерен, зерен слабых пород, глинистых частиц и т.д.). Кроме того, выяснили, что они практически представляют, в соответствии с ГОСТ 25607 - 83, готовую щебеночную смесь №4, в которой дополнительно имеется 12 - 15% частиц с размером менее 2,5 мм. Она может быть с успехом применена при строш-ельстве и ремонте дорог, площадей, тротуаров. Следует отметить, что в г. Новокузнецке для этой цели применяется доменный шлак. Однако у него есть один, но очень существенный недостаток - он радиоактивен, удельная эффективная активность его составляет 300 - 310 Бк/кг, при нормативе на материалы 1кл. опасности 370 Бк/кг, поэтому с целью исключения риска облучения малыми дозами при использовании такого материала и повышения, таким образом, безопасности населения мы предлагаем использовать для строительства и ремонта дорог и тротуаров в г. Новокузнецке вместо доменного шлага отходы кварцита, радиоактивность которого составляет всего 28-30 Бк/кг.
V. Применение твердых пылевидных отходов при производстве теплоизоляционных засыпок для стальных слитков
Теплоизоляционные засыпки, предназначенные для предотвращения потерь тепла прибыльной частью слитка, изготавливаются, в основном, из природного минерального сырья. Поскольку они являются порошкообразными материалами, при их использовании наблюдается большая запыленность на рабочих местах, кроме того, некоторые из них опасны для человека. Такова, например, засыпка из асбестита (порошкообразного асбеста) - канцерогенного материала, применяемая на металлургических заводах Урала и Сибири. В связи с этим, целью работы являлась замена ее на такую, которая по своим теплоизолирующим свойствам не отличалась от асбестита, но в тоже время была бы безопасна при использовании и изготавливалась из каких-либо твердых промышленных отходов.
При проектировании засыпки важным является выбор основного - огнеупорного компонента. Он должен выдерживать действие жидкого металла, не вступать с ним в химическое взаимодействие, исходные свойства его не должны значительно изменяться на протяжении всего времени действия засыпки - от конца разливки до выдачи слитка из нагревательного колодца под прокатку. С целью реализации идеи ресурсосбережения желательно, чтобы этот материал был отходом какого-либо промышленного производства, а технология изготовления засыпки ресурсосберегающей. Предлагаемые в работе засыпки экологически безопасны, основными компонентами их являлись известково-известняковая пыль (отходы производства извести в ОАО "ЗСМК"), зола-унос, образующаяся при сжигании кузнецких углей и отходы гидравлической до-
бычи угля, свойства и характеристики которых были определены на основе проведенных химического, седиментационного, рентгенофазового и дифференциального термического (ДТА) анализов. Кроме того, во всех засыпках применялись древесные опилки, в качестве связки использовали известь, входящую в состав известково-известняковой пыли или сульфитно-дрожжевую бражку - отход целлюлозно-бумажного производства. С целью предотвращения пыления засыпок при их использовании все они изготовлялись в гранулированном виде. Разработанные ресурсосберегающие технологии изготовления засыпок принадлежат к классу энергосберегающих, поскольку при изготовлении изделия подвергаются только сушке при температуре 120-.150°С. При исследовании т. н. жиз- . не иного цикла изделия, каким являлась опытная засыпка, изучалось взаимодействие ее не только с жидким металлом в прибыли слитка, но и со сварочным шлаком, образующимся при нагреве последнего в нагревательном колодце.
Впервые установили, что известково-известняковая пыль-унос, образующаяся при производстве извести, по химическому и минералогическому составам является аналогом карбонатной извести, обладающей большой вяжущей способностью, поэтому при изготовлении гранул из этой пыли специальная связка не применялась. Опилки использовались как порообразующий и углеродсодержащий материал. Кроме того они являлись своеобразным аккумулятором влаги, необходимой для полного гашения извести в сырьевой смеси. Для улучшения прочности гранул во влажном состоянии и повышения их теплоизолирующей способности в сырьевую смесь добавили асбестит в количестве от 15 до 30% (по массе). При этом исходили из того, что последний, находясь в связанном состоянии в грануле, значительно теряет свою активность.
При изготовлении засыпки на основе золы-уноса от сжигания углей юга Кузбасса компонентами сырьевой смеси являлись: зола-унос (4055%), древесные опилки (20-40%), дополнительно связующие (4-12%). В качестве связки применяли карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ). Кроме того, для улучшения спекаемости гранул при высоких температурах в сырьевую смесь добавляли углекислый натрий (порядка 1,0%). Оптимальное соотношение всех компонентов зависит от многих факторов: комкуемо-сти смеси, качества гранул, их теплоизолирующей способности и. т. д., пределы изменения их были найдены экспериментально.
Для определения влияния соотношения компонентов в сырьевой смеси на теплофизические характеристики засыпки был применен метод планирования эксперимента типа 23. В качестве функции отклика была выбрана объемная насыпная масса, которая хорошо корреляруется с теплоизоляционной способностью засыпки. Полученная интерполяционная формула позволяет определить искомую величину при любых соотноше-
ниях компонентов сырьевой смеси (в реализованном поле величин натурных экспериментов), рис. 6.
Рис.6. Зависимость объемной плотности засыпки от соотношения компонентов сырьевой смеси при КМЦ=15% (факторный эксперимент типа 23)
Весьма перспективной является разработанная технология получения гранулированной засыпки из отходов гидродобычи угля. В этом случае в качестве связки выступает глина, находящаяся в них, горючая составляющая в количестве 20-25%, образованная частичками угля, увеличивает эффективность действия засыпки как за счет выделения тепла при сгорании угля так и вследствие образования при этом пор весьма малого размера (порядка 0,1-0,3 мм).
Упрочнение гранул достигалось различными способами. В частности, в случае использования известково-известняковой пыли исследовалось три варианта упрочняющей сушки: на воздухе с температурой 20°С, горячим воздухом с I = 130°С, и путем пропускания через слой гранул дыма известковообжигательных печей с температурой 140°С и содержанием С02 = 10-12% (метод "карбонизации"). Лучшие по скорости набора прочности результата получены в последнем случае, однако вследствие относительно невысокого содержания в газах С02 через некоторое время прочность гранул несколько понижается, что свидетельствует о незавершенности процесса карбонизации. Для осуществления полноты протекания этого процесса необходимо либо увеличить содержания в газах С02, либо удлинить процесс упрочнения гранул. В других случаях
М=204,4+9,4(% золы - 47,5)/7,5 - 5,6(% опилок - 30)/10 -- 11,9(% КМЦ - 12,5)/2,5 кг/м3
ггрочность гранул при сушке достигалась вследствие высокой клеящей способности сульфитно-дрожжевой бражки (зольные гранулы), либо за счет большой вяжущей способности глинистой составляющей отходов гидродобычи угля. Поскольку засыпки во время эксплуатации подвергаются незначительным механическим воздействиям, прочность гранул на раздавливание составляла 25-30 Н/окатыш (эта характеристика определялась по методике используемой при изготовлении железорудных окатышей).
Известно, что насыпная объемная масса дисперсного материала косвенно характеризует его пористость в данном объеме и, следовательно, его теплоизоляционную способность. Исследования показали, что у опытных засыпок эта величина (после упрочняющей сушки) колеблется в пределах 400-450 кг/м3, после своеобразного обжига засыпок во время нахождения их на затвердевающем металле она снижалась до 180-250 кг/м3, что соответствует эффективной теплопроводности насыпных зернистых материалов, равной 0,2-0,23 Вт/(м*К) (Стрелов К.К.).
Окончательная оценка тепловой эффективности опытных засыпок и возможности применения их при разливке стали производилась на основе промышленных испытаний в конвертерном цехе №2 ОАО "ЗСМК" и электросталеплавильном цехе №2 ОАО "КМК" (эффективность засыпки из отходов гидродобычи угля исследовалась только в лабораторных условиях). На ЗСМК промышленный эксперимент был проведен на двух плавках, использовалась гранулированная засыпка, изготовленная на основе пылевидных отходов производства извести на этом же предприятии. Контрольные слитки обрабатывались асбеститом по существующей технологии. Изучение макроструктуры темплетов головных штанг опытных слитков в металлографической лаборатории ЗСМК выявило одинаковые баллы по контролируемым показателям по сравнению с контрольными слитками. В связи с этим можно утверждать, что предлагаемая засыпка работает не хуже асбестита, в то же время лишена его отрицательных свойств: она безвредна для человека и окружающей среды, пылевыделение по всей технологической цепочке - от разливки слитка до его прокатки отсутствует.
Промышленное опробование засыпки из зольных гранул, проведенное в электросталеплавильном цехе № 2 КМК (плавки № 1-9552 и 39567, сталь С-60) показало, что для получения результатов по контролируемым показателям, сравнимых с полученными по обычной технологии (с асбеститом) необходимо давать на слиток опытной засыпки в 1,5 раза больше (по объему) чем асбестита. С точки зрения повышения экологической безопасности эта засыпка как и рассмотренная выше, полностью отвечает предъявляемым требованиям, на нее получено авторское свидетельство №1196113 от 20.02.1984 г.
Заключение и выводы
Для снижения негативного воздействия промышленности на окружающую среду и рационального использования природного минерального сырья в работе научно обоснованы, разработаны и внедрены в производство технологии рециклинга твердых дисперсных отходов, образующихся в горнодобывающей и металлургической промышленности. Повышение экологической безопасности и сохранение невозобновляе-мых природных ресурсов производится опосредствовано через ресурсосберегающие безотходные технологии, интегрированные в производство, в которых отходы выступают в качестве сырья при изготовлении товарной продукции.
Основные результаты работы заключаются в следующем:
1. Разработаны научные и практические основы получения вы-соконаполненных композиционных материалов матричной структуры из твердых дисперсных отходов.
1.1. По предложенному методу двойного дисперсного упрочнения (авторское свидетельство №1694539 и патент РФ №2005702) получен композиционный строительный материал, в котором количество хвостов доведено до 80% вместо 40-50% по обычной технологии.
1.2. На основе разработанной модели взаимодействия тонко- и грубодисперсных частиц твердой фазы с золем кремневой кислоты создана технология изготовления технической керамики из отходов огнеупорной и металлургической промышленности, внедренная в производство с экономическим эффектом 100000 руб/ед. продукции (в ценах 1997г.).
2. Составлена генеральная схема рециклинга твердых дисперсных отходов завода по производству ферросилиция с целью снижения техногенной нагрузки на окружающую среду и экономии природного сырья.
2.1. Разработан способ уплотнения кремнеземистой пыли-уноса (патент РФ №2139245) от плотности 170-200 кГ/м3 до 1000-1200 кг/м3 посредством механической активации ее в планетарной мельнице с знер-гонапряженностью от 1,0 до 150,0 Вт/г.
2.2. На основе механохимической обработки кремнеземистой пыли - уноса в дисперсионной среде с регулируемым значением рН получено связующее нового поколения - водная керамическая вяжущая суспензия (ВКВС), определены ее физико - химические и реологические свойства. Показано, что' по наличию в ней коллоидного компонента она является кремнезолем, а по величине объемной доли твердой фазы при-надлеж1гг к группе неорганических клеев - связок. На способ его получения по заявке №98106273/04 получено положительное решение о выдаче патента РФ.
2.3. Разработаны ресурсосберегающие технологии раскисления стали ферросилициевой пылью, в которых она применяется или в оком-кованном виде (гранулы, брикеты), либо вдувается в ковш с металлом при внепечной обработке. На способ получения брикета из ферросилициевой пыли в соответствии с заявкой №98104544/02 получено положительное решение о выдаче патента РФ. Новые технологии раскисления стали внедрены в ОАО "КМК" с экономическим эффектом: при использовании грануляга - 0,276 млрд.руб./г, при вдувании в ковш с металлом - 3,54 млрд. руб./г. (в ценах 1997г.).
2.4. Доказана возможность использования шлама от закрытых печей для выплавки ферросилиция, в котором содержится до 5-7% углерода в виде органических соединений, в качестве природно-акгивированного минерального порошка - основного компонента ас-фальто-бетонной смеси, применяемой при строительстве и ремонте автомобильных дорог.
3. Апробированы и рекомендованы к внедрению технологии изготовления гранулированных, теплоизоляционных засыпок для стального слитка из дисперсных отходов производства извести, гидравлической добычи угля и золы-уноса ТЭС для экономии невозобновимого природного сырья и исключения из практики теплозащиты порошкообразного асбесга - сильнодействующего канцерогенного вещества. Показано, что полученные материалы по тепловой эффективности не уступают асбесту, экологически безопасны и дешевы.. На засыпку из зольных гранул получено авторское свидетельство на изобретение №1196113.
Основное содержание диссертации изложено в следующих работах :
1. Черепанов К.А. О возможности использования минеральной части топлива в металлургии // Материалы 5" Всесоюзной конференции по горению органического топлива: Новосибирск, октябрь ] 984. - Новосибирск, - 1984.-С.53
2. Черепанов К.А., Зайцев В.П., Соловьев А.К. Некоторые аспекты утилизации тонкодисперсных отходов процесса переработки угля при гидродобыче // Материалы Всесоюзного семинара о направлении НИР в области технологии гидродобычи угля: Кемерово, февраль 1985. -Кемерово, - 1985. - С.48
3. Черепанов К. А., Зайцев В.П. О применении золы - уноса ТЭС в качестве компонента засыпки поверхности жидкого металла стального слитка // Повышение эффективности металлургического производства: Материалы науч. - техн. конференции. Новокузнецк. 1985. - Новокузнецк-1985. - С.48.
4. Черепанов К.А., Федышш Н.И. Новая засыпка для стальных слитков из побочных продуктов промышленности // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1987. - №4. - С. 148 - 151.
5. Черепанов К.А., Дннельт В.М., Ливенец В.И. О динамике изменения прочности безобжиговых гранул на известковой основе при длительном хранении // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1988. - №6. -С.151 -153.
6. Разработка безотходной технологии цеха обжига известняка ЗСМК / КА. Черепанов, В.М. Динельт, В.И. Ливенец и др. // Материалы семинара - совещания исполнителей программы "Сибирь": Новосибирск, 1988. - Новосибирск, - 1988. - С.37.
7. О возможности использования железосодержащих шламов металлургических заводов и засоленных стоков ТЭЦ при мокром тушении кокса / К. А. Черепанов, В.М. Динельт, В.И. Ливенец и др. // Проблемы энерго- и рссурсосберигающих технологий в черной металлургии: Материалы региональной науч. - техн. конференции, Новокузнецк, октябрь 1988. - Новокузнецк. - 1988. - С.37.
8. Черепанов К.А., Макова Т.А. К вопросу о необходимости и возможности окомкования кремнеземистой пыли, образующейся при производстве ферросилиция. // Проблемы энерго- и ресурсосберегающих технологий в черной металлургии: Материалы науч. - техн. конференции. Новокузнецк, октябрь 1988. - Новокузнецк. - 1988. -С.38.
9. Черепанов К.А., Тананайко A.B. Разработка технологии утилизации отходов производства алюминия на Братском алюминиевом заводе // Проблемы энерго- и ресурсосберегающих технологий в черной металлургии: Материалы науч. - техн. конференции. Новокузнецк, октябрь 1988. - Новокузнецк. - 1988. - С. 41.
10. Стороженко Г.И., Черепанов К.А. Определение основных характеристик пылевидных отходов производства ферросилиция // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1989. -№2. - С. 152- 155.
11. Ливенец В.И., Динельт В.М., Черепанов К.А. Физико - механические свойства кремнеземистой пыли образующейся при производстве ферросилиция // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1989. - №8. - С. 152 -153.
12. Черепанов К.А., Ливенец В.И., Динельт В.М. О некоторых особенностях поведения кремнеземистой пыли, образующейся при производстве ферросилиция // Социально - экономические проблемы достижения коренного перелома и эффективности сил Кузбасса: Материалы науч. - техн. конференции. Кемерово, 1989. - Кемерово. - 1989. - С. 87 -88.
13. Получение и применение гранулированной теплоизоляционной засыпки для стальных слитков на основе использования отходов известкового производства ЗСМК / К.А. Черепанов, В.М. Динельт, В.И. Ливенец и др. // Социально - экономические проблемы достижения коренного перелома и эффективности развития производственных сил Кузбасса: Материалы науч. - техн. конференции. Кемерово, 1989. - Кемерово. - 1989. - С.53.
14. Черепанов К.А., Динельт В.М., Ливенец В.И. Рациональные способы подготовки и использования твердых отходов предприятий черной металлургии Кузбасса // Социально - экономические проблемы достижения коренного перелома и эффективности развития производственных сил Кузбасса: Материалы науч. - техн. конференции. Кемерово,
1989. - Кемерово. - 1989. - С. 102 -103.
15. Стороженко Г.И., Черепанов К.А., Столбоушкин А.Ю. Использование легкой фракции хвостов Абагурской аглофабрики в технологии производства стеновой керамики // Тез. докл. Всес. Науч. - техн. конференции "Проблемы обезвоживания, складирования и утилизации хвостов горно - обогатительных комбайнов", Кривой Рог, 25 - 27 сентября, 1990.-М.: - 1990.-С.30-31.
16. Исследование отходов обогащения железных руд как сырья для производства стеновой керамики / Г.И. Стороженко, А.Ю. Столбушки н, К.А. Черепанов и др. // Особенности проектирования и строительства жилья для районов Западной Сибири: Материалы региональной науч. - практ. конференции. Новокузнецк, октябрь 1990., - Новокузнецк. -
1990. -С.58.
17. Столбушкин А.Ю., Стороженко Г.И., Черепанов К.А. Керамические строительные материалы на основе отходов рудообогатитель-ных фабрик // Научно - технический прогресс в технологии строительных материалов: Материалы рсспубл. Науч. - техн. конференции. Алма -Ата, 1990., - Алма - Ата. - 1990. - С.109.
18. К вопрос}' о совершенствовании разливки стали с целью создания экологически чистого производства. / К.А. Черепанов, В.И. Ливе-иец, В.М. Динельт и др. // Проблемы исследование и преодоление экологической опасности в промышленном регионе: Материалы Всесоюзной науг. - практич. конференций: Кемерово, 1990. - Кемерово. - 1990. - С. 132 - 133.
19. Черепанов К.А., Динельт В.М., Ливенец В.И. О создании безотходной технологии электродного производства на основе утилизации дисперсных углеродистых отходов. // Изв. вузов. Черная металлургия. -1990.-№12.-С. 75-76.
20. Черепанов К.А., Динельт В.М., Ливенец В.И. О возможных направлениях утилизации тонкодисперсных отходов металлургической промышленности // Материалы региональной науч. - практ. конференции: Новокузнецк, 1990. - Новокузнецк. - 1990. С.72.
21. Черепанов К.А, Стороженко Г.И. Изготовление строительного кирпича из хвостов рудо обогатительных фабрик // Информ. Листок №501 - 91. Кемеровский межотраслевой территориальный центр науч. -техн. информации. 1991.
22. Черепанов К.А., Динельт В.М., Ливенец В.И. Получение шла-кообразующих материалов для выплавки стали на основе тонкодисперсных отходов металлургических производств II Информ. листок №548 -91. Кемеровский межотраслевой территориальный центр науч. - техн. информации. 1991.
23. Черепанов К.А., Динельт В.М., Ливенец В.И. Обеспыливание и окомкованне тонкодисперсных углеродистых материалов и отходов // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1992. - №4. - С.72 - 75.
24. Черепанов К.А., Стороженко Г.И., Масловская З.А. Разработка технологии полусухого прессования при производстве кирпича из хвостов рудообогатительной фабрики И Изв. вузов. Черная металлургия. -1994. - №4. - С. 38-39.
25. Черепанов К.А., Черныш Г.И., Динельт В.М., Сухарев Ю.И. Утилизация вторичных материальных ресурсов в металлургии. Уч. пособие. - М.: Металлургия. - 1994. - 223с.
26. Исследование боя динасового кирпича для получения огнеупорного бетона / К.А Черепанов, В.Ф. Панова, С.А. Панов и др. // Экология большого промышленного центра: Материалы международной науч. - техн. конференции. Новокузнецк, 1995. - Новокузнецк. - 1995. - С. 88 - 89.
27. Черепанов К.А., Масловская З.А., Колесников A.A. О возможности замены вяжущих в кислотостойких покрытиях. // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1995. - №4. - С. 66 - 68.
28. Черепанов К.А., Кулагин Н.М., Масловская З.А. Технология изготовления керамобетона // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1995. -№8. - С.75.
29. Абрамович С.М., Черепанов К.А., Масловская З.А. Использование дисперсных твердых отходов производства ферросилиция // Экологически чистые технологические процессы в решении проблемы охраны окружающей среды: Материалы международной конференции, "Экотехнология - 96". Иркутск, июнь 1996. - Иркутск. - 1996. - т.2.ч.2. -С. 170.
30. Черепанов К.А., Абрамович С.М., Масловская З.А. Ресурсосберегающие безотходные технологии в черной металлургии // Экологически чистые технологические процессы в решении проблем охраны окружающей среды: Материалы международной конференции "Экотехнология - 96", Иркутск, июнь 1996. - Иркутск. - 1996. т.2. ч.2. -С.238.
31. Черепанов К.А., Абрамович С.М., Масловская З.А. Применение в сталеплавильном производстве экологически безопасных материалов на основе утилизации промышленных дисперсных отходов II Проблемы развития металлургии Урала на рубеже XXI века: Материалы межгосударственной науч. - технич. конференции. Магнитогорск, 1996. -Магнитогорск.1996. - С. 158-160.
32. Черепанов К.А., Абрамович С.М., Масловская З.А. Ресурсосберегающие мало- и безотходные технологии - ключевой компонент устойчивого промышленного развития // Структурная перестройка металлургии: экономика, экология, управление, технология: Тез. докладов международной науч. - техн. конференции. Новокузнецк, октябрь 1996. -Новокузнецк, - 1996. - С.88.
33. Абрамович С.М., Черепанов К.А., Масловская З.А. Использование пылевидного высококремнеземистого ферросилиция для раскисления стали // Структурная перестройка металлургии: экономика, экология, управление, технология: Тез. докладов международной науч. - техн. конференции. Новокузнецк, октябрь 1996. - Новокузнецк. - 1996. -С. 118.
34.Николаев А.Л., Абрамович С.М., Черепанов К.А. Новые аспекты использования отходов промышленных производств // Актуальные проблемы материаловедения в металлургии: Сб. тезисов докладов V международной конференции. Новокузнецк, 1997. - Новокузнецк. - 1997. -С. 216.
35. Абрамович С.М., Черепанов К.А., Масловская З.А. Применение для раскисления стали дисперсных отходом производства высококремнистого ферросилиция // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1997. -№2.-С.70-73.
36. Абрамович С.М., Данилов А.П., Черепанов К.А. Исследование раскисляющей способности окомкованного высококремнистого ферросилиция il Изв. вузов. Черная металлургия. - 1997. - №6. - С.27 - 28.
37. Особенности грануляции ферросилициевой пыли с использованием водной керамической вяжущей суспензии / С.М. Абрамович, К.А. Черепанов, З.А. Масловская, A.A. Момбетов // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1997. - №6. - С.38 - 39.
• 38. Черепанов К.А., Абрамович С.М., Масловская З.А. К вопросу об окомковании порошкообразных отходов высококремнистого ферросилиция // Современные проблемы и пути развития металлургии: Тез. докладов международной науч. - практ. конференции. Новокузнецк, сентябрь 1997. - Новокузнецк. - 1997. - С.47.
39. Черепанов К.А., Абрамович С.М., Масловская З.А. Разработка технологии изготовления гранул и брикетов из пыли и отсевов ферросилиция // Современные проблемы и пути развития металлургии Тез. докладов международной науч. - практ. конференции. Новокузнецк, сентябрь 1997. - Новокузнецк. - 1997,- С.48-49.
40. Черепанов К.А., Момбетов A.A., Масловская З.А. Пути решения проблемы промышленной безопасности при рециклинге пылевидных отходов производства ферросилиция // Проблемы безопасности в природных и технических системах: Тез. докладов третьей Всероссийской науч. - практ. конференции "Безопасность-98". Иркутск, апрель 1998. -Иркутск. - 1998. - С.92.
41. Черепанов К.А., Гладких И.В., Масловская З.А. Повышение промышленной безопасности на основе реализации безотходной ресурсосберегающей технологии производства керамики из техногенного сырья. // Проблемы безопасности в природных и технических системах: Тез. докладов третьей Всероссийской конференции "Безопасность - 98" Иркутск, апрель 1998. - Иркутск. - 1998. - С.98.
42. Черепанов К.А., Кулагин Н.М., Масловская З.А. Повышение промышленной безопасности на основе энерго- и ресурсосберегающих технологий рециклинга отходов // Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности: Тез. докладов третьей Всероссийской науч. - практ. конференции с международным участием. Санкт - Петербург, июнь 1998. - Санкт-Петербург. - 1998. - С.153.
43. Черепанов К.А., Перетятько В.Н., Абрамович С.М. Интеграция природоохранных и ресурсосберегающих технологий в черной металлургии // Изв. вузов, Черная металлургия. - 1998. - №6. - С.27-30.
44. Рециклинг кремнеземистой пыли-уноса как основа повышения промышленной безопасности при производстве ферросилиция/ Черепанов К.А., Черепанов А.Н., Черепанова В.К., Полубояров В.А.// "Современные проблемы и пути развития металлургии": Материалы ме-
ждународ. науч.-практ. конф. Новокузнецк, декабрь 1998 - Новокузнецк - 1998.-С.101.
45. Черепанов К.А., Гладких И.В., Масловская З.А. Разработка безотходной технологии производства технической керамики из техногенного сырья с использованием тиксотропной связки// Современные проблемы и пути развития металлургии": Материалы международ, науч,-практ. конф. Новокузнецк, декабрь 1998 - Новокузнецк - 1998. -С.102.
46. Черепанов К.А., Скоробогатова А.Д., Скоробогатова Т.Д. Повышение влагостойкости строительных изделий на силикатной связке на основе использования цеолитов в сырьевой смеси// "Наука и молодежь на пути в XXI век": Тез. докл. науч. техн. конф. Новокузнецк, сентябрь 1998г. - Новокузнецк - 1998. - С. 153-154.
47. Черепанов К.А., Гладких И.В., Килякова E.H. Повышение экологической безопасности на основе рециклинга твердых дисперных отходов// "Эффективные технологии утилизации и переработки выбросов промышленных и бытовых отходов": Тез. докл. I науч.-практ. семинара Новокузнецк, 17-20 ноября 1998г. - Новокузнецк- 1998. - С. 18-21.
48. Черепанов К.А. Квазибезотходные интегрированные технологи! - прорыв в будущее или расплата за прошлое?// "Взаимодействие научно-образовательных, промышленных, предпринимательских и административных структур. Правовые и экономические аспекты": Материалы. науч.-практ. конф. Новокузнецк, 8-10 апреля 1999г. - Новокузнецк -1999,-4.2. - С. 22-23.
49. Черепанов К.А., Масловская З.А., Гладких И.В. Техническая керамика на основе техногенного сырья.// "Взаимодействие научно-образовательных, промышленных, предпринимательских и административных структур. Правовые и экономические аспекты": Материалы, науч.-практ. конф. Новокузнецк, 8-10 апреля 1999г. - Новокузнецк - 1999. -4.2. - С. 23-24.
50. Черепанов К.А., Полубояров В.А. Применение пылевидных отходов производства ферросилиция при выплавке стали.// "Взаимодействие научно-образовательных, промышленных, предпринимательских и административных структур. Правовые и экономические аспекты": Материалы, науч.-практ. конф. Новокузнецк, 8-10 апреля 1999г. -Новокузнецк- 1999. гч.2. - С. 24-25.
51. Черепанов К.А., Кулагин Н.М., Масловская З.А. Рециклинг отходов как основа промышленной безопасности// Изв. вузов. Черная металлургия. - 1999. - №6. - С.
52. A.c. №1196113, СССР, МКИ В 22 Д 7/10. Теплоизолирующая смесь для прибылей слитков и отливок. К. А. Черепанов, Н.И. Федынин, H.A. Фомин, Н С. Юдин, В.Ф. Гуменный и др., №3702446/22 - 02, заявл. 20.02.84., опубл.7.12.85., Бюл. №45.
53.А.С. №1694539, СССР. МКИ с 04 В 28/34, 33/00 Сырьевая смесь для изготовления стеновых панелей. Г.И. Стороженко, А.Ю. Стол-боушкин, К.А. Черепанов, В.Ф. Завадский, Г.В. Болдырев, № 4725737/33, заявл. 04.08.89., опубл. 30.11.91. Бюл.№44.
54. Патент РФ №20057, МКИ С 04ВЗЗ/00 Способ изготовления керамических изделий/ Стороженко Г.И., СтолбушкинА.10., Болдырев Г.В., Черепанов К.А., Сайбулатов С.Ж. №49488690/33. Заявл.25.06.91. Опубл. 15.01.94. Бюл. №1.
55. Патент РФ №2139245, МКИ 6 01 В 33/12 Способ уплотнения кремнеземной пыли. Черепанов К.А., Полубояров В.А., Ушакова Е.П., Коротаева З.А., Черепанова В.К. №98116227/12 (017965) Заявл. 25.08.98г. Опубл. 10.10.99г. Бюл. №28.
56. Черепанов К.А., Абрамович С.М. Брикет для раскисления стали. Заявка на патент РФ №98104544/02 (003062) от 16.02.98г.// Положительное решение о выдаче патента на изобретение от 6.05.99г.
57. Черепанов К.А., Полубояров В.А., Черепанов А.Н., Ушакова Е.П., Черепанова В.К. Способ получения силикатного клея-связки. Заявка на патент РФ №98106273/04(007026) от 8 апреля 1998г.//Положительное решение о выдаче патента на изобретение от 6 августа 1999г.
Содержание диссертации, доктора технических наук, Черепанов, Корнилий Александрович
Введение.
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ НА ОСНОВЕ РЕЦИКЛ ИНГА ОТХОДОВ В НЕКОТОРЫХ ПРОИЗВОДСТВАХ ГОРНОРУДНОЙ И МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.
1.1. Переработка хвостов обогащения - один из путей повышения экологической безопасности и экономии первичного минерального сырья при подготовке железных рус- к металлургическому переделу.
1.2. Повышение эффективности производства ферросплавов посредством утилизации образующихся твердых отходов.
1.3. Снижение техногенной нагрузки на человека и окружающую среду путем рециклинга кремнеземистой пыли-уноса.
1.4. Применение твердых промышленных отходов в производстве теплоизоляционных засыпок для стального слитка.
1.5. Постановка задач исследования.
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ УТИЛИЗАЦИИ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД.
2.1. Состав и свойства хвостов обогащения Абагурской обогатительно-агломерационной фабрики (г. Новокузнецк).
2.2. Определение характеристик глины-связки.
2.3. Разработка технологии изготовления строительного кирпича на основе шламистой части хвостов. 2.3.1. Метод двойного дисперсного упрочнения получения композиционного материала матричной структуры.
2.3.2. Исследование режимор прессования кирпича.
2.3.3. Изготовление опытной партии кирпича в промышленных условиях.
Выводы.
ГЛАВА 3 . УТИЛИЗАЦИЯ ФЕРРОСИЛИЦИЕВОЙ ПЫЛИ, ОБРАЗУЮЩЕЙСЯ ПРИ ПРЕДПРОДАЖНОЙ ПОДГОТОВКЕ ВЫСОКОКРЕМНИСТОГО ФЕРРОСИЛИЦИЯ.
3.1. Основы раскисления стали кремнийсодержащими ферросплавами
3.2. Разработка технологии изготовления гранул и брикетов из фер-рОС11Л1'Ц11--ВОЙ пыли.
3.2.1. Определение характеристик и свойств исходных материалов и связующего.
3.2.2. Изучение особенностей окомкования пыли и отсевов высококремнистого ферросилиция.
3.3. Раскисление стали окомкованным и пылевидным ферросилицием
3.3.1. Методика проведения лабораторных и промышленных экспериментов.
3.3.2. Результаты лабораторных и промышленных исследований
3.3.3. Эколого-экономическое обоснование применения оком-кованного и пылевидного ферросилиция при раскислении стали
Выводы.
ГЛАВА 4. ПЕРЕРАБОТКА И УТИЛИЗАЦИЯ КРЕМНЕЗЕМИСТОЙ ПЫЛИ-УНОСА, ОБРАЗУЮЩЕЙСЯ ПРИ ВЫПЛАВКЕ ФЕРРОСИЛИЦИЯ.
4.1. Состав и свойства кремнеземистой пыли-уноса.
4.2. Уплотнение кремнеземистой пыли-уноса с использованием метода механической активации.
4.3. Получение из кремнеземистой пыли-уноса водной керамической вяжущей суспензии (ВКВС) - универсального клея связки.
4.4. Изготовление кислотостойких покрытий и замазок на основе ВКВС (клея - связки).
4.5. Разработка технологии изготовления керамических элементов электропечей сопротивления.
4.6. Рециклинг отходов кварцита.
4.7. Утилизация шлама пылегазоочисток закрытых и открытых печей ОАО "Кузнецкие феррогттггяи*.т".
Выводы.
ГЛАВА 5 . ПРИМЕНЕНИЕ ТВЕРДЫХ ПЫЛЕВИДНЫХ ОТХОДОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ЗАСЫПОК ДЛЯ СТАЛЬНОГО СЛИТКА.
5.1. Технология изготовления гранулированной засыпки из отходов производства извести. Исходные материалы, их характеристики.
5.2. Определение оптимального соотношения компонентов сырьевой смеси на основе учета их физико-химических и технологических свойств.
5.3. Исследование процесса упрочнения гранул.
5.4. Промышленные испытания эффективности действия гранулированной известково-известняковой засыпки при разливке слитков.
5.5. Технология изготовления гранулированной теплоизоляционной засыпки из дисперсных отходов, образующихся при гидродобыче угля
5.6. Определение характеристик компонентов и их оптимального количества в теплоизоляционной засыпке из золы-уноса ТЭС.
Введение Диссертация по географии, на тему "Разработка научных и практических основ ресурсосберегающих технологий переработки и утилизации твердых дисперсных отходов горнорудной и металлургической промышленности"
Промышленность, являясь одним из главных потребителей энергии и материальных ресурсов, вносит основной вклад в загрязнение окружающей среды, истощение природных ресурсов, образование отходов, парникового эффекта, кислотных дождей и т.д., т.е. является главной причиной напряженности в экологических системах планеты. Техногенное воздействие человека на окружающую среду в последнее время стало настолько значительным, что отдельные регионы объявляются зоной экологического бедствия, предельным случаем этого является, например, чернобыльская катастрофа.
В Концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию гоьориго». [1] ".^1« часть основных прокзз.одетзепгпгх фондов
России не отвечает современным экологическим требованиям, а 16 процентов ее территории, где проживает более половины ее населения, характеризуются как неблагополучные". В ней указывается, также, на ряд задач, решение которых позволит повысить темпы социально-экономического развития и сохранения благоприятной окружающей среды и природно-ресурсного потенциала. Одной из них является следующая: ". ввести хозяйственную деятельность в пределы емкости экосистем на основе массового внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий.". Это направление конкретизируется в основных положениях государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития следующим образом: необходимы а) рациональное использование невозобновимых природных ресурсов; б) расширенное использование вторичных ресурсов, утилизация, обезвреживание и захоронение отходов.
Решение проблемы экологической безопасности должно заключаться в реализации комплекса мероприятий производственного,экономического и социального характера [2,3].Признано, что подход к обеспечению ее на основе 6
ВВЕДЕНИЕ
Промышленность, являясь одним из главных потребителей энергии и материальных ресурсов, вносит основной вклад в загрязнение окружающей среды, истощение природных ресурсов, образование отходов, парникового эффекта, кислотных дождей и т.д., т.е. является главной причиной напряженности в экологических системах планеты. Техногенное воздействие человека на окружающую среду в последнее время стало настолько значительным, что отдельные регионы объявляются зоной экологического бедствия, предельным случаем этого является, например, чернобыльская катастрофа.
В Концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию говориюя. [1] ".значительная часть основных производственных фондов России не отвечает современным экологическим требованиям, а 16 процентов ее территории, где проживает более половины ее населения, характеризуются как неблагополучные". В ней указывается, также, на ряд задач, решение которых позволит повысить темпы социально-экономического развития и сохранения благоприятной окружающей среды и природно-ресурсного потенциала. Одной из них является следующая: ". ввести хозяйственную деятельность в пределы емкости экосистем на основе массового внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий.". Это направление конкретизируется в основных положениях государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития следующим образом: необходимы а) рациональное использование невозобновимых природных ресурсов; б) расширенное использование вторичных ресурсов, утилизация, обезвреживание и захоронение отходов.
Решение проблемы экологической безопасности должно заключаться в реализации комплекса мероприятий производственного,экономического и социального характера [2,3].Признано, что подход к обеспечению ее на основе принципа "end of pipe" - на конце трубы в настоящее время изжил себя, ему на смену пришла новая идеология, основанная на реализации безопасного промышленного развития (программа ESID, разработанная ЮНИДО и утвержденная Генеральной Ассамблеей ООН, резолюция 42/187)[4]. Одним из главных компонентов ее являются интегрированные природоохранные и ресурсосберегающие технологии, построенные на анализе жизненного цикла изделия (Life Cycle Analisis)[5-9,256], Он предполагает минимизацию образования отходов на каждом этапе технологического процесса и использование их в качестве сырья в различных отраслях промышленности, что позволяет одновременно решить две задачи: интенсифицировать охрану окружающей среды и значительно удешевить выпускаемую продукцию.
Настоящая работа выполнена на основе положений программы ESID (Environment Safety Industrial Development) - резолюция Генеральной Ассамблеи ООН 42/187 и в соответствии с научно - технической программой "Сибирь", утвержденной совместным постановлением Президиума Российской академии наук №1 от 11.02.93г, ассоциации "Сибирское соглашение" №1 от 11.02.93г и Министерства науки и технической политики №129 от 24.03.93г, а также на основе Государственного контракта № 563 от 26.07.96г. федеральной целевой программы "Интеграция".
Цель исследования.
В соответствии с изложенным целью настоящей работы являлось создание научно обоснованных ресурсосберегающих технологий переработки и утилизации твердых дисперсных отходов горнорудной и металлургической промышленности и их практическая реализация на производстве.
Задачи исследования.
1. Разработать метод, позволяющий получать композиционный строительный материал из хвостов обогащения железных руд с содержанием последних в сырьевой смеси 70-80% (вместо обычных 45-50%).
2. Изучить особенности протекания физических и химических процессов при переработке и использовании дисперсных отходов завода по производству ферросилиция с целью создания ресурсосберегающих технологий их утилизации.
3. Разработать методы получения пористых материалов из тонкодисперсных отходов производства извести, гидравлической добычи угля, золы-уноса ТЭС с целью создания гранулированных безобжиговых теплоизоляционных засыпок для стальных слитков.
4. Выполнить эколого-экономическое обоснование для созданных и внедренных технологий переработки и утилизации отходов.
Научная новизна
В работе получили дальнейшее развитие научные основы переработки и утилизации твердых дисперсных промышленных отходов.
1. Впервые разработан и реализован метод двойного дисперсного упрочнения, позволяющий получить из отходов обогащения железных руд композиционный строительный материал матричной структуры. Изготовленный из него кирпич имеет хорошие эксплуатационные характеристики при содержании хвостов в сырьевой смеси, доходящем до 80% (в обычной технологии производства кирпича из хвостов эта величина не превышает 40-50%). На способ получения кирпича, основой которого является указанный метод, получен патент №2005702.
2. Впервые разработан способ уплотнения кремнеземистой пыли-уноса (отхода производства ферросилиция) от исходной плотности 170-200 кг/м^ до значений порядка 1000-1200 кг/м3 посредством активации ее в высокоэнергетичных механических активаторах с мелющими телами, с энергонапряженностью 1,0-150,0 вт/г. В соответствии с поданной заявкой №98116227/12 (017965) на изобретение получен патент РФ №2139245.
3. Открыт эффект образования коллоидного раствора при механохимической обработке в дисперсионной среде с регулируемым значением рН кремнеземистой пыли-уноса, образующейся при выплавке ферросилиция. Полученный кремнезоль по своим характеристикам относится к классу водных керамических вяжущих суспензий (ВКВС), в то же время по 9 величине объемной доли твердой фазы он является неорганическим клеем-связкой. На способ его получения (заявка №98106273/04) имеется положительное решение о выдаче патента РФ.
4. Доказано, что разработанная кремнеземистая суспензия, являющаяся новым видом связующего при грануляции и брикетировании, не вносит никаких вредных примесей в раскисляемую сталь по сравнению с обычно используемыми при компактировании ферросплавов связками.
5. Открыт и изучен эффект экзотермического упрочнения гранул и брикетов из ферросилициевой пыли, изготовленных на связке из разработанной ВКВС, на основе которого создана энергосберегающая технология изготовления этих изделий.
6. Впервые определены интенсивность растворения окомкованного ферросилиция (гранул, брикетов) в металле и степень усвоения кремния при раскислении стали этими материалами. На брикет по заявке на патент РФ №98104544/02 (003062) получено положительное решение.
7. Обосновано применение ферросилициевой пыли (отхода производства ферросилиция) для глубинного раскисления стали путем вдувания ее в ковш с металлом, при котором вследствие развитой контактной межфазной поверхности усвоение кремния достигает 90-92% (при раскислении кусковым ферросилицием по обычной технологии эта величина не превышает 60-70%).
8. В развитие теории структурообразования высоконаполненных композиционных материалов дисперсного упрочнения предложен механизм взаимодействия грубо- и тонкодисперсных частиц твердой фазы и золя кремниевой кислоты, на его основе резработана технология получения некоторых видов технической керамики из отходов металлургической и огнеупорной промышленности.
9. Доказано, что шлам от "закрытых" печей для выплавки ферросилиция, в котором имеется до 5-7% углерода в виде органических соединений, может быть использован в качестве минерального порошка основного компонента асфальто-бе тонной смеси.
10. Впервые установлено, что известково-известняковая пыль-унос образующаяся при производстве извести, по химическому и минералогическом; составам является аналогом карбонатной извести, имеющей высоки( вяжущие свойства, и поэтому может использоваться как связующее пр* изготовлении изделий из дисперсных материалов (в т.ч. и отходов).
11. Определено оптимальное соотношение компонентоЕ теплоизоляционной засыпки для стальных слитков из золы-уноса ТЭС с учетом ограничений технологического и производственного характера.
Практическая значимость.
- на основе проведенной работы реализовано одно из важнейших направлений в стратегии устойчивого промышленного развития - научно обоснованы, разработаны и внедрены в производство ресурсосберегающие технологии, основанные на использовании в качестве сырья твердых дисперсных отходов, произведена их эколого-экономическая оценка (табл.1);
- получен строительный кирпич марки 125, при изготовлении которого в сырьевой смеси содержание хвостов обогащения железных руд доведено до 80,0%;
- предложены новые технологии раскисления стали ферросилициевой пылью - отходом производства ферросилиция, в которых усвоение кремния доведено до 75,0-80,0% при высокой экологической безопасности на произволе твенных учас тках;
- составлена генеральная схема рециклинга всех твердых отходов завода по выплавке ферросилиция, в соответствии с которой разработаны и внедрены в производство технологии получения продукции с высокими физико-техническими и эксплуатационными свойствами;
- разработаны и опробованы в промышленных условиях технологии получения теплоизоляционных засыпок для стального слитка на основе отходов известкового производства, золы ТЭС и дисперсных отходов добыча угля гидравлическим способом.
Таблица 1
Эколого-экономическая оценка разработанных и внедренных технологий переработки и утилизации твердых дисперсных отходов п/п Разработка Экономический эффект, руб/год Предо твр. экол. ущерб, руб/год
1 Утилизация хвостов обогащения железной руды Абагурской агломерационно-обогати тельной фабрики - 11736000 о Диффузионное раскисление стали гранулированной ферросилициевой пылью 276000 15582
3 Глубинное раскисление стали вдуванием ферросилициевой пыли в ковш с ме таллом 3540000
4 Утилизация пыли-уноса производства ферросилиция - 469440
5 Изготовление керамических изделий из о тходов огнеупорной и ме таллургической промышленности | 207000 391200
На защиту выносится следующее:
1. Концепция создания безотходного промышленного производства, основанного на интегрированных в технологические процессы локальных ресурсосберегающих технологиях;
2. Научные и практические основы получения композиционных строительных материалов матричной структуры методом двойного дисперсного упрочнения;
3. Механизмы структурообразования при механохимической обработке ультралегких пылевидных отходов и ресурсосберегающие технологии их утилизации;
12
4. Научно обоснованные технологические решения по применению твердых дисперсных отходов при раскислении и разливке стали.
Автор выражает благодарность научному консультанту, засл. деятелю науки и техники, д.т.н., проф. В.Н.Перетятько, сотрудникам кафедры теплофизики и промышленной экологии СибГИУ, работникам лабораторий и производственных подразделений ОАО "Кузнецкий металлургический комбинат" и ОАО "Кузнецкие ферросплавы" за большую помощь при проведении экспериментов и внедрении полученных результатов в промышленное производство.
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ НА ОСНОВЕ РЕЦИКЛИНГА ОТХОДОВ В НЕКОТОРЫХ ПРОИЗВОДСТВАХ ГОРНОРУДНОЙ И МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
Безотходное производство продукции - заманчивая, но вряд ли выполнимая задача в настоящее время и ближайшем будущем. Известно, что лишь 2% природных ресурсов перерабатывается в конечный продукт, а остальное уходит в отходы. Это означает, что проблема - что делать с образующимися и уже накопленными отходами приобретает глобальный характер. Решение ее необходимо исходя из того, что отходы, во многих случаях,
1) негативно действуют на окружающую среду и человека;
2) их рециклинг позволяет существенно экономить первичное сырье (полезные ископаемые) и, таким образом, эффективно реализовать ресурсосбережение [4]. Это особенно относится к твердым отходам, которых в черной металлургии и горнорудной промышленности накоплено уже сотни миллионов тонн [8,9], рис. 1. В Российской Федерации ежегодно образуется около 7 млрд.т. отходов, из которых используется лишь 2 млрд.т. Около 80% (вскрышные породы и отходы обогащения) могут применяться при закладке выработанного пространства карьеров, разрезов и шахт, 2% использоваться в качестве топлива и минеральных удобрений, а 18% являются вторичным сырьем. В стране накоплено более 80 млрд. т. твердых отходов, которые являются источником вторичного загрязнения поверхностных и подземных вод, атмосферы, почвенного покрова. В Кузбассе ежегодно образуется 150-160 млн. т. отходов, в отвалы поступает около 500 млн. т. вскрышных и вмещающих пород. В настоящее время в горнорудной и металлургической промышленности Кузбасса в отвалах хранится около 180 млн.т. пылевид
Рис. 1. Отходы горнорудной и металлургической промышленности ных отходов, являющихся техногенным сырьем (табл.2.). Следует учитывать, что чем эффективнее работает очистное сооружение, т.е. чем больше улавливается отходов, тем острее становится проблема их рециклинга. Следовательно, известный принцип, "end of pipe" - на конце трубы, реализуемый в виде т.н. хвостовых природоохранных технологий, изжил себя. В настоящее время главенствующее положение занял новый подход - "предвидеть и предупредить", при котором повышение защищенности окружающей среды происходит опосредованно - через интегрированные природоохранные и ресурсосберегающие технологии, по сути своей мало - или безотходные.
В настоящее время заслуживает внимания и другой подход к решению проблемы создания безотходного производства - утилизация, переработка отходов с целью получения продукции, в целом - рециклинг отходов. В этом случае, в конце производственного процесса получения основной продукции отходов не будет, поскольку на каждом этапе технологического цикла они либо подвергаются рециклу, либо из них изготавливается продукция, имеющая потребительскую стоимость. Такие технологии производства основного продукта мы называем квазибезотходными, по сравнению с истинно безотходными технологиями, в которых вообще не образуется отходов.
Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Черепанов, Корнилий Александрович
Основные результаты работы заключаются в следующем:
1. Разработаны научные и практические основы получения высоконаполненных композиционных материалов матричной структуры из твердых дисперсных отходов;
1.1. По предложенному методу двойного дисперсного упрочнения (авторское свидетельство №1694539 и патент РФ №2005702) получен композиционный строительный материал, в котором количество хвостов доведено до 80% (вместо 40-50% по обычной технологии);
1.2. На основе разработанной модели взаимодействия тонко- и грубодисперсных частиц твердой фазы с золем кремневой кислоты создана технология изготовления технической керамики из отходов огнеупорной и металлургической промышленности, внедренная в производство с экономическим эффектом 100000 руб/ед. продукции (в ценах 1997г.);
2. Составлена генеральная схема рециклинга твердых дисперсных отходов завода по производству ферросилиция с целью снижения техногенной нагрузки на окружающую среду и экономии природного сырья;
2.1. Впервые разработан способ уплотнения кремнеземистой пыли-уноса (патент РФ №2139245) от исходной плотности 170-200 кг/м до значений л порядка 1000-1200 кг/м посредством механической активации ее в планетарной мельнице с энергонапряженностью от 1,0 до 150,0 Вт/г;
292
2.2. Впервые в мировой практике на основе механохимической обработки кремнеземистой пыли - уноса в дисперсионной среде с регулируемым значением рН получено связующее нового поколения - водная керамическая вяжущая суспензия (ВКВС), определены ее физико - химические и реологические свойства. Показано, что по наличию в ней коллоидного компонента она является кремнезолем, а по величине объемной доли твердой фазы принадлежит к группе неорганических клеев - связок. На способ ее получения по заявке №98106273/04 получено положительное решение о выдаче патента РФ;
2.3. Впервые разработаны ресурсосберегающие технологии раскисления стали ферросилициевой пылью - отходом производства ферросилиция, в которых она применяется или в окомкованном виде (гранулы, брикеты), либо вдувается в ковш с металлом при его внепечной обработке. На способ получения брикета из ферросилициевой пыли в соответствии с заявкой №98104544/02 получено положительное решение о выдаче патента РФ. Новые технологии раскисления стали внедрены в ОАО "КМК" с экономическим эффектом: при использовании гранулята - 0,276 млрд.руб./г, при вдувании в ковш с металлом - 3,54 млрд.руб./г. (в ценах 1997г.);
2.4. Доказана возможность использования шлама от закрытых печей для выплавки ферросилиция, в котором содержится до 5-7% углерода в виде органических соединений, в качестве природно-активированного минерального порошка - основного компонента асфальто-бетонной смеси, применяемой при строительстве и ремонте автомобильных дорог;
3. Апробированы и рекомендованы к внедрению технологии изготовления гранулированных, теплоизоляционных засыпок для стального слитка из дисперсных отходов производства извести, гидравлической добычи угля и золы-уноса ТЭС с целью экономии невозобновимого природного сырья и исключения из практики теплозащиты порошкообразного асбеста -сильнодействующего канцерогенного вещества. Показано, что новые материалы по тепловой эффективности не уступают асбесту, в то же время они
Прошу разрешить работу с фондами библиотеки, включая с грифом «Для служебного пользования», аспиранту Радченко Дмитрию Николаевичу.
294
Заключение и выводы
С целью уменьшения негативного воздействия промышленности на окружающую среду и рационального использования природного минерального сырья в работе научно обоснованы, разработаны и внедрены в производство технологии рециклинга твердых дисперсных отходов, образующихся в горнодобывающей и металлургической промышленности. Повышение экологической безопасности . и сохранение невозобновимых природных ископаемых производится опосредствовано через ресурсосберегающие безотходные технологии, интегрированные в производство, в которых отходы выступают в качестве сырья при изготовлении товарной продукции.
Библиография Диссертация по географии, доктора технических наук, Черепанов, Корнилий Александрович, Новокузнецк
1. Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию // Бюллетень экологической политики России.-1996.- №3.-С.5-9.
2. Our Common Future, Riport of the World Commission on Environment and Development, New York, 1987.
3. Яблоков А. В. Устойчивое развитие теоретический и практический подходы. // Бюллетень центра экологической политики России. - 1995.- №2,-С.5.
4. Юсфин Ю. С. , Залетин В. М. Рециклинг материалов в народном хозяйстве // Экология и промышленность России.-1997. №10.-С.22-27.
5. Охрана природы, интегрированная в производство. Produktiosintegrierter Umweltsihutz/ Jorn Hansen // DLR- Naclir. -1994. -№76. C. 55-59.
6. Интегрированное управление отходами. Integrated waste management // Warmer Bull. 1996. №48. - C. 2.
7. Что означает интегрированное управление отходами? So what is integrated waste management? White P. // Warmer Bull. -1996. -№49. C. 6.
8. Экология Кузбасса. Общая характеристика Кузбасского региона// ЭКОбюллетень. 1998. - №3 (31). - С. 15-18.
9. Утилизация вторичных материальных ресурсов в металлургии. Учебное пособие для вузов. Черепанов К. А., Черныш Г.И., Динельт В. М. И др. М.: Металлургия. - 1994. - 224 с.
10. Слепцов М.Н. Комплексная природосберегающая технология добычи и переработки минерального сырья // Комплекс, изуч. и эксплуат. месторожд. полез, ископаемых: Матер. Междунар. конф., Новочеркасск, 26-27 апр. 1994. Новочеркасск, 1994. - С. 31-33.
11. Вовк Н.Е., Лисова Н.Е. Состояние технологии обезвоживания и утилизации отходов обогащения, а также шламов и смывов фабрик окускования. // Черн. металлургия. 1990. - №2. - С.69-71.295
12. Столбушкин А.Ю. Формирование прочной структуры керамического кирпича на основе шламистой части хвостов обогащения железных руд // Комплекс, использ. минер, сырья. 1993. №2. - С.80-84.
13. Черепанов К.А., Стороженко Г.И., Масловская З.А. Разработка технологии полусухого прессования при производстве кирпича из хвостов рудообогатительных фабрик // Изв. вузов. Черн. металлургия. 1994. - №4. -С.38-39.
14. A.c. 1694539 СССР. МКИ С 04 В 28/34, 33/00 Сырьевая смесь для изготовления стеновых изделий / Стороженко Г.И., Столбушкин А.Ю., Черепанов К.А., Завадский Г.Ф., Болдырев Г.В. (СССР), №4725737/33. Заявл. 04.08.89. Опубл. 30.11.91. Бюл. №44.
15. Ковальчук Х.У., Азаматов Ф.Л., Нотович Г.И. Утилизация хвостов мокрого и сухого магнитного обогащения // Пути экономии ресурсов при обогащении руд черных металлов / Науч. исслед. и проект, ин-т по обогащ. и агломерации черн. мет. М. 1990. - С. 74-84.
16. Получение строительных песков из отходов обогащения железной руды. / Хватов Ю.А., Армашов З.Л., Малый В.М., и др. // Черн. металлургия. -1992. №5. С. 18-19297
17. Технология получения строительных песков и установка для ее осуществления. / Денисенко А.И., Сергеев Д.Д., Христов A.A. и др. // Обогащ. полез, ископаемых. 1992. - № 41 - С.30-34.
18. Дойлидов С.Н., Ручкин И.И., Зубков В.А. Комплексное использование сульфидно магнетитовых руд // Изв. вузов. Горн. ж. - 1993. -№6. - С.78-83.
19. Крылова O.A., Кононов А.Н. Эффективность использования горнорудных отходов Сибири // Пробл. геол. Сибири.: Тез. докл. науч. чтений, посвящ. 100 летию со дня рожд. проф. В.А. Хахлова, Томск, 30 марта - 1 апр., 1994. Т.2.-Томск, 1994. -С.140.
20. Концепция ресурсосберегающего и экологически чистого горнообогатительного предприятия / Губин Г.В. и др. // 16 Всемир. горн, конгр. "Горн, пром-сть на пороге 21 в." София, 12-16 сент. 1994. Т.З. София, 1994. -С.347.
21. Чаплыгин H.H. Ресурсосбережение и обеспечение экологической безопасности горного производства // Актуальные проблемы освоения месторождений и использования минерального сырья // РАН Ин-т компл. освоен, недр. М,- 1993. - С.237-247.
22. Коротич В.И. Теоретические основы окомкования железорудных материалов. М.: Металлургия, 1996. - 152 с.298
23. Бережной H.H., Губин Г.В., Дрожилов JI.A. Окомкование тонкоизмельченных концентратов железных руд. М.: Недра, 1971. - 176 с.
24. Колпашников А.И., Ефремов A.B. Гранулированные материалы. -М.: Металлургия, 1977. 240 с.
25. Зимон А.Д. Адгезия пыли и порошков, 2-е изд. М.: Химия, 1976.432 с.
26. Дерягин Б.В., Кротова И.А. Адгезия твердых тел. М.: Наука, 1973.-279 с.
27. Сычев М.М. Неорганические клеи. JL: Химия, 1974. - 155 с.
28. Классен П.В., Гришаев И.Г., Шомин И.П. Гранулирование. М.: Химия, 1991.-240 с.
29. Лурье JI.A. Брикетирование в металлургии. М.: Металлургиздат, 1963,-230с.
30. Попильский Р.Я., Кондратов Ф.В. Прессование керамических порошков. М.: Металлургия, 1968. 143 с.
31. Сычев М.М. Технологические свойства сырьевых цементных шихт. M.-JL: Госстройиздат, 1962. - 160 с.
32. Ries H.B. Aufbereitung von Boden und Wandfliesenmassen. Keramische Zeitschrift. - 1980. - № 32. 304 - 308.
33. Rumpf H. // Chem. Ing. Techn. 1974. -Bd.46 - №1. - S.l -11.
34. Рабинович А.Г., Бутко П.И., Сапронов Ю.В. и др.
35. Раскисление и рафинирование стали в ковше флюсоферросплавными брикетами // Сталь. 1979. - №1.-С. 30-31.
36. Кириевский Б.А., Токарев В.А. Использование при выплавке чугуна гранулированного ферросилиция ФСгш // Сталь. 1983. - № 6. - С. 34 -37.
37. Найдек B.JI., Униговский Я.Б., Чупров В.М. и др. Ресурсосберегающая технология раскисления мартеновской стали // Сталь. -1987.-№12.-С.14-16.
38. Бросев A.A., Великоцкий A.B., Скороход Н.М. // Черная металлургия. Бюл. НТИ 1986.-№11.-С. 47.
39. Чайченко A.A., Мураховский В.В., Грищенко С.Г. и др. Переработка пылей и шламов производства марганцевых ферросплавов // Металлургия и коксохимия. Республ. межведом, научн.-техн. сб. Киев: Техшка. - 1983. -№ 81. - С.36-39.
40. A.c. 1062292 СССР, МКИ С 22 С 35/00. Брикет для легирования марганцевистой стали. А.Я. Наконечный, В.Н. Радченко, А.Г. Пономаренко и др. (СССР), № 3300290/22-02; Заявл. 15.06.81. Опубл. 23.12.83. Бюл. № 47. 2 с.
41. A.c. 1079682 СССР, МКИ С 22 С 35/00. Экзотермический брикет для прямого легирования стали марганцем. Н.В. Толстогузов, О.И. Нохрина (СССР). № 2527961/22-02; Заявл. 11.01.83. Опубл. 15.03.84. Бюл. № 10. 3 с.
42. Пат. 4402884, США. МКИ В 29 С 23/00. Method for producing ferro-nickel shots. Koike Shinkichi, Kimura Akira, Hikage Torn, Sugiura Sadao; Pacific Metals. Co. Ltd. Заявл. 02.06.81; № 269569, опубл. 06.09.83. Приор. 04.10.78, №53-121426, Япония.
43. Заявка 57-63604, МКИ В 22 F 9/08. Способ получения гранулированного ферроникеля. Китано Дзюн-ити, Камидо Кинио; Симура како к.к. Заявл. 02.10.80, № 55-138129, опубл. 17.04.82.
44. Вяткин Ю.Ф., Вихлевщук В.А., Поляков В.Ф. и др. Ресурсосберегающая технология раскисления стали алюминием в ковше // Черная металлургия. Бюл. НТИ. 1990. - № 6. - С. 53 - 55.
45. Пат. 161270, Польша. МКИ С 22 В 1/244. Способ брикетирования пыли и мелких фракций ферросплавов. А. Гласар, Т. Хейнар, М. Стезко. Заявл. 22.01.90, опубл. 30.06.93.
46. Заявка 2117411, Великобритания. МКИ С 21 С 7/00, С 22 С 33/06. Metallurgical additive briquettes. Lupton Gary William; British Steel Corp. Заявл. 29.03.82, № 8209108, опубл. 12.10.83.
47. Пат. 4348230, США. МКИ С 21 С 7/00, НКИ 75/129 Briquettes of silicon and ferrosilicon dust. Aitcm Pierre C., Pinsonneault Philippe, Fortm Roland; Univ. de Sherbrooke. Заявл. 03.02.81, № 231476, опубл. 07.09.82.
48. Горелкин O.C., Мизин В.Г., Братченко В.П. Подготовка ферросплавов к использованию // Черн. металлургия. Бюл. ин-та "Черметинформация". 1981. - №1-С. 3-12.301
49. Eppich R.E., Soling Inserts // Modern Casting. 1979. - August, p. 5354.
50. Горелкин O.C., Иванов A.M., Братченко В.П. и др. Модифицирование высокопрочного чугуна брикетированным ферросилицием // Новое в технологии ферросплавного производства: Темат. отрасл. сб. М.: Металлургия. - 1983. -С. 79-81.
51. Сосновски Р., Вычислик А. Исследование влияния гранулометрического состава на химические свойства и температуру плавления некоторых фракций ферросилиция с крупностью частиц 0 10 мм // Hutnic. -1987. -M 10.-С. 275 -280.
52. Соловьев М.А., Толстогузов Н.В. совершенствование технологии выплавки ванадийсодержащей стали с использованием брикетов прямого восстановления // Сталь. 1996. - №8. - С. 24-25.
53. Абрамович С.М., Черепанов К.А., Масловская З.А. Использование пылевидного высококремнистого ферросилиция для раскисления стали //302
54. Структурная перестройка металлургии: экономика, экология, управление, технология.: Тез. докл. международ, науч. технич. конф., Новокузнецк, 22 -25 окт. 1996 / Сибирская гос. горно - металлург, академия, - 1996. - С. 118.
55. Абрамович С.М., Черепанов К.А., Масловская З.А. Применение для раскисления стали дисперсных отходов производства высококремнистого ферросилиция // Изв. вузов. Черн. металлургия. 1997. - №2. С. 70 -73.
56. Абрамович С.М., Данилов А.П., Черепанов К.А. Исследование раскисляющей способности окомкованного высококремнистого ферросилиция // Изв. вузов. Черн. металлургия. 1997. - №6. - С. 27-28.
57. Особенности грануляции ферросилициевой пыли с использованием водной керамической вяжущей суспензии / Абрамович С.М., Черепанов К.А., Масловская З.А. и др. // Изв. вузов. Черн. металлургия. 1997. - №6. - С.38-39.
58. Абрамович С.М. Повышение эффективности производства стали при использовании твердых отходов черной металлургии. Дис. канд. техн. наук. Новокузнецк., 1997. - 171с.
59. Бережной А.С. Многокомпонентные системы окислов. Киев.: Наук. Думка. - 1970. - С. 83-94.
60. Амелин А.Г. Механизм образования сажи и белой сажи. // Коллоид, журн. 1967. -т.29, №1. - С. 16 -22.
61. Стороженко Г.И., Черепанов К.А. Определение основных характеристик пылевидных отходов производства ферросилиция. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1989. - №2. -С.152-155.
62. Кремнеземистая пыль // Сэмиэнто кокурито. Сет/ and Concr. -1990. -№515. -С. 46-48.
63. Бердников В.И. Приближенная тепломассообменная модель процесса выплавки ферросилиция // Повышение эффективности и качества ферросплавов: Темат. сб. тр./МЧМСССР. М.: Металлургия, 1986. - С.71-80.
64. Griffiths J. // Ynd. Minerals, 1987.-v.235. - №4. P.25-43.303
65. Виноградов C.B., Молчанов Б.В., Башкатова A.A. Перспективы использования пыли газоочисток производства ферросилиция // Сталь. 1989. -№4. - С.41-44.
66. Дацкевич Е.В., Качановская Л.Д., Усачев A.B. Влияние условий обработки на физико-химические свойства пылевидного кремнезема // Экотехнологии и ресурсосбережение Киев.: Наукова думка. 1993. - №3. -С.12-16.
67. Пат. 1197271. Канада. МКИ с 04 В 14/04. Agglomerated volatilized silica dust. Aitein P.C., Pinsoneault P., Fortin R:, Université de Sherbrooke. Заявл. 08.06.81.№379310, опубл. 26.11.85.
68. Бетоны с добавкой кремнеземистой пыли отхода производства сплавов кремния. Silica fume concrete. "N.Z.Coner.Constr.", - 1985. 29. Sept., p.11-14.
69. Использование в технологии бетона пыли содержащей кремнезем. Kondenzeirana SÍO2 prasina u technologigi betona. Ukramcik V., Popovic K., Durekovic A."Technika" (SERY), 1985. 40, №7-8,1147-1151.
70. Влияние минеральных добавок на долговечность бетона. Sivutuoffeiden vaikutus betonin sailyvyyteen. Häkkinen Tarja, Leivo Markku. "Techn. Res. Cent. Final. Res. Notes."- 1985, -№508., s.116.
71. KiBoyma Kiyoshi, Nakano Shoichi. Properties of high strength concrete incorporating silica fume. "Rev. 39 Gen. Meet. Gem. Assoc. Jap. Techn. Sess., Tokyo, 15-17 May, 1985 Tokyo, 1985, 168-171.
72. Kamamura Mitsunori, Takemoto Kunio. "Rev. 39 Gen. Meet Cem. Assoc. Jap. Techn. Sess., Tokyo, 15-17 May, 1985", Tokyo, 1985, 258-261.
73. Заявка 60-151266, Япония, МКИ С 04 В 22/06, С 04 В 7/26. Добавка для цемента и способ его получения. Андо Тэцуя, Удагава Хидэюки; Дэнки кагаку коге к.к. Заявл. 18.01.84, №59-5750, опубл. 09.08.85.
74. Chengy Н., Felclman R.F. Jnfluence of silica fume on the microstructural development in cement mortars. "Cem. and Concr."- 1985. 15. №2, 285 -294.
75. Сэки Синго, Ямане Нобутоси, Тахара Наоки, Тиаки Манабу. Исследование влияния кремнеземистой пыли на прочность тощего бетона // "Дэнреку добоку, Elec. Power. Civ. Eng."- 1985. №197. p.116 - 120.
76. Halmos E.E. Silica fume admixture cuts high rise costs. // "Concr. Prod",- 1986.-89. - №5 42-43.
77. Перспективы применения кремнеземсодержащего пылеуноса производства сплавов кремния в технологии бетона. Microcilica a future in concrete. // "Civ. Eng." - 1986. And.,32,34.
78. Berra M., Tavano S. Свойства цементных композиций с добавкой кремнеземистой пыли. Propertiesof cement mixes containing condensed silica fume. // "Cemento", 1986, 83. - №4. 361-374.
79. Утилизация пылевидных и шлаковых отходов производства кремнистых ферросплавов / Вертий И.Г., Байчамов Б.И., Гордеева Е.А. и др. // Сталь. 1987. №8. С. 42-43.
80. Munn Chris. Compositional variations between different silica fumes and these effect on early structure in cement and concrete // "N. Z. Concr. Constr." -1987. 31.Dec.27-28.
81. Гьерв O.E. Опыт Норвегии по использованию конденсированных паров кремнезема // Сб. докл. Всесоюз. науч.- техн. конф. "Бетоны на основе золы и шлака ТЭС и комплексное их использование в строительстве", Т.1. Новокузнецк, 1990. С.80-96.
82. Khayt К.Н., Aitcin. Silica fume in Concretean Overview // proceeding fourth International Conference "Fly Ash, Silica Fume, Slag and Natural Pozzolons in Concrete", V.2, Istanbul, Turkey, May, 1992, p.835 - 872. ACI SP, 132-46.
83. Мелкозернистые бетоны из отходов промышленности: Учебное пособие / С.И. Павленко. -М.: изд-во АСВ, 1997. 176с.
84. Якито Моро, Коно Хиросани. Пористые материалы из полиэтилена и частиц кремнезема // Мэйкан гидзюцу нюсу. 1990. т. 10. №4. - С.4 - 7.
85. Пат. США 4859716, МКИ С 08 J3/28, С 08 К 3/36. Зубные композиты с мелкодисперсным наполнителем и способы их приготовления. Опубл. 22.08.89.
86. Калюжная JI.B. Межфазное взаимодействие в композиционных диэлектриках // Полимерные и композиционные сегнето-, пьезо-, пироматериалы: Тез. докл. 2 Всесоюз. семинара. М.: 1989. - С.18-19.306
87. Свидерский В.А., Чирикалов И.И., Пащенко Е.А., Рослякова В.А. Композиционные материалы на основе кремнеземистой пыли // Строит, матер, и конструкции. 1987. - №4. - С.21.
88. A.c. 1315415, СССР, МКИ с 04 В 12/04. Жаростойкое вяжущее. Шпирько Н.В., Чумак Л.И., Брынзин Е.В. Днепропетр. инж. строит, ин-т. Заявл. 10.01.86, №4007527/29-33, опубл. в Б.и. 1987, №21.
89. Новые материалы из дисперсных силикатных отходов металлургических производств./ Качановская Л.Д., Дацкевич Е.В., Овчаренко Ф.Д. //15 Менделеев. Съезд по общей и прикл. химии, Минск, 24-29 мая 1993. Т.2-Минск 1993.-С. 77-78.
90. Пат. 4126424, США, МКИ В 01 J 2/16, С 01 В 33/12, Method of compacting silica dust, Ole A. Kongsgaarden, №791604. Заявл. Apr. 27.1977. Опубл. Nov. 21.1978.
91. Вахтомин Е.Л., Алферов Ф.А., Лозотовский М.А. Новая добавка в технологии бетона пульпа сулькрем. // Бетон и железобетон. - 1990. - №2. -С.40-41.
92. Эванс А.Г., Лэнгдон Т.Г. Конструкционная керамика. М.: Металлургия. - 1980. - 256 с.
93. Пивинский Ю.Е., Ромашин А.Г. Кварцевая керамика. М.: Металлургия. 1974. - 264 с.
94. Пивинский Ю.Е., Трубицин М.А. Высококонцен-трированные керамические вяжущие суспензии. Дисперсионная среда, стабилизация и вяжущие свойства // Огнеупоры, 1987. - №12. - С.9-14.
95. O'Lone R.G. New Thermal Sistem for Shuttle Uroed // Aviation Week.-1979. v.110. - №23. P.46-64.307
96. Марков В.П., Чернина J1.JI., Ахьян A.M. и др. Крупногабаритные изделия из кварцевой керамики // Стекло и керамика. 1981. - №2. - С.27 - 29.
97. Митякин П.Л., Розенталь О.М. Жаропрочные материалы на основе водных керамических вяжущих суспензий. Новосибирск.: Наука. Сибирское отделение. 1987. - 172с.
98. Пивинский Ю.Е. Керамические вяжущие и керамобетоны. М.: Металлургия. 1990. - 262 с.
99. Бородай Ф.Я. Керамические материалы на основе аморфного оксида кремния // Стекло и керамика. 1992. - №4. - С. 24-26.
100. Черепанов К.А., Кулагин Н.М., Масловская З.А. Технология изготовления керамобетона из промышленных отходов // Изв. вузов. Черн. металлургия. 1995. - №8. - с.
101. Черепанов К.А., Масловская З.А., Колесников A.A. О возможности замены вяжущих в кислотостойких покрытиях // Изв. вузов. Черн. металлургия, 1995. -№4.-С.66-68.
102. Абрамович С.М., Черепанов К.А., Масловская З.А. Особенности грануляции ферросилициевой пыли с использованием водной керамической вяжущей суспензии // Изв. вузов. Черн. металлургия. 1997. - №6. - С.38-39.
103. Кацай Е. В., Хасин Г. А., Цибульников А. И. Разливка стали под теплоизолирующими материалами. // Сталь. -1968. №9.- С. 789 - 790.308
104. Подгородецкий А. А. , Щаетный В. М. , Митько В. М. Утепление головной части слитка. // Металлург. 1969. - №3. - С. 2
105. Цибрик А. Н. Перлито-вермикулитовые смеси, покрытия и засыпки для отливки слитков из цветных и черных металлов. // Закономерности формирования и размещения вулканического стекла. Сборник. М., 1969. - С. 234-237.
106. Бейлинов М. И., Миневич Б.И., Ляднов В. Б. Применение различных шлакообразующих и утепляющих смесей при разливке стали в изложницы с вкладышами. //Черная металлургия. 1978. - №2. - С. 45-46.
107. Пат. 1488016, Великобритания. МКИ В 22 Д 7/10. Покрытие для уменьшения потерь с поверхности прибыли при литье металла. / Aiko Co. LTD. Заявл. 23.01.73; опубл. 05.10.77.
108. Пат. Великобритания. МКИ В 22 с 1/10, В 22 Д 7/10 Волокнистые композиционные композиции/ FOCECO TRADING AG. Заявл. 05.01.70; опубл. 21.06.72.
109. Пат. 1458038 ФРГ. МКИ 31 В 22 7/06, В 22 Д 7/10 Порошки для прибыльной части слитка / Ейтельн.у (ФРГ). Заявл. 24.12.63; опубл. 22.05.74.
110. A.c. 2435184, СССР. МКИ В 22 Д 7/10. Теплоизолирующая безтопливная шлакообразующая смесь для разливки нестареющих сталей. Шуба Г. А. , Кузькина И. Н. , Богатенков Б. Ф. И др., N 710767. Заявл. 28.12.76. ,опубл. 28.01.80, Бюл. №40. С.З.
111. Крупман Л.И., Иодко Э.А., Климов Ю.В. Влияние теплофизических свойств материала засыпки на величину головной обрези // Разливка стали в слитки и их качество: Темат. отрасл. сб. М.: Металлургия, -1975. - №4. - С. 66-72.309
112. Цыкин С.Я., Ютина A.C., Сорин М.Н. и др. Опыты по утеплению металла в сталеразливочных ковшах // Разливка стали в слитки и их качество: Тематич. отрасл. сб. М.: Металлургия. - 1976. - №5. - С.74-77.
113. Олекса Р.П., Шабловский В.А., Житник Г.Г. и др. Повышение эффективности теплоизолирующих смесей при сифонной разливке стали // Черн. металлургия. Бюл. НТИ. 1985. - №10. - С.52-53.
114. Виниченко Н.И., Нефедоров Ю.А., Мешалкин А.П. и др. Теплоизолирующие смеси для разливки стали // Черн. металлургия. Бюл. НТИ.- 1986. -№11.-С.46-47.
115. Шульженко В.Ф., Билан И.П., Якубович Ю.В. и др. Повышение качества трубной стали под теплоизоляционными дисками // Сталь. 1988. -№8. - С.34-35.
116. A.c. 670378 СССР, МКИ В 22 Д 7/10. Гранулированная теплоизолирующая смесь для утепления головной части слитка. Спирина B.C., Кабыш Л.Д., Флерова М.И. и др. СССР №2333176, Заявл. 11.03.76, Опубл. 30.06.79. Бюл. №38.С.2.
117. A.c. 1107960 СССР. МКИ В 22 Д 7/10. Теплоизолирующая смесь для разливки стали. Гветадзе Р.Г., Филатов С.К., Савчиц В.А. и др., СССР №3508936/2202, Заявл. 09.11.82, Опубл. 15.08.84 Бюл. №30.310
118. A.c. 1103936 СССР МКИ В 22 Д 7/10. Теплоизолирующая смесь для разливки стали в изложницы. Тольский A.A., Аверьянов A.B., Оробцов Ю.В. и др., СССР. Ж353880//2202 Заявл. 12.01.83 Опубл. 23.07.84. Бюл.№27.
119. A.c. 1125092 СССР. МКИ В 22 Д 7/10. Теплоизолирующая смесь для разливки стали. Зеленкин В.Г., Брыков В.Я., Шкатова J1.A. и др. СССР. №3636183/2202, Заявл. 23.08.83 Опубл. 20.11.84 Бюл. №43.
120. A.c. 1196113 СССР, МКИ В 22 Д 7/10. Теплоизолирующая смесь для прибылей и отливок. Черепанов К.А., Федынин Н.И., Фомин H.A. и др. СССР. №3202446. Заявл. 20.02.84., Опубл. 07.12.85. Бюл. №45.
121. A.c. 1516221 СССР, МКИ В 22 Д 7/00. Смесь для утепления металла. Чепурин Б.П., Озеров Б.А., Чистяков Б.З. и др. Всес. проект, и НИИ неметаллоруд. пром-ти №41 90273/23-02; Заявл. 03.11.86. Опубл. 23.10.89. Бюл. №39.
122. A.c. 1533821 СССР, МКИ В 22 Д 7/00. Способ утепления прибыли слитков спокойной стали. Котляр В.Л., Марков Ю.И., Харченко Б.В. и др.; Укр. НИИ мет., Кузн. Метал. Комб. №4257478/23-02; Заявл. 05.06.87; Опубл. 07.01.90. Бюл.№1.
123. A.c. 1627312 СССР, МКИ В 22 Д 7/00. Теплоизолирующая смесь. Баптизманский В.И., Кориновский Ю.Г., Величко А.Г. и др. Днепропетр. металлург, ин-т. №4622177/02; Заявл. 24.10.88; Опубл. 15.02.91, Бюл. №6.
124. Цимбал В.П., Ибраев И.К., Вареник В.И. и др. Исследование пылегазовых выбросов при утеплении слитков спокойной стали различными теплоизолирующими засыпками // Заводская лаборатория. 1992. - №7. - С.67-68.311
125. Технический отчет по НИР "Выбор оптимальной утепляющей засыпки", тема № 23-74, гос. per. №74039955, инв. №5509842, Новокузнецк, КМК, 1975.
126. Канцерогены и биосфера. Научный обзор // Обзорная информация, серия "Онкология", ВНИИМИ, М.: 1980. - С.12-14.
127. Кривошейко A.A., Милюц В.Г., Камышев Г.Н. и др. Применение гранулированного керамзита для утепления головной части слитка // Металлург. 1980. - №3. - С.25.
128. Черепанов К.А., Федынин Н.И. Новая засыпка для стальных слитков из побочных продуктов промышленности // Изв. вузов. Черн. металлургия. 1987. - №4. - С. 148-151.
129. Утепление прибыльной части слитков рельсовой стали смесями на основе перлита / Котляр В.Л., Фомин H.A., Строков И.П. и др. // Сталь. 1991. - №2. - С.34-35.
130. Черепанов К.А., Динельт В.М., Ливенец В.И. О динамике изменения прочности безобжиговых гранул на известковой основе при длительном хранении. // Изв. вузов. Черн. металлургия. 1988. - №6. - С. 151153.
131. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропромиздат. - 1987. - 321 с.
132. Обуховская Т.Д., Каплунова Е.В., Сердюкова A.B. Цинк, кадмий, ртуть, свинец в системе почва-растение // Бюл. Почвен. ин-та им. В.В. Докучаева. 1983. - вып. 35. - С. 27-32.
133. Роговой М.И. Технология искусственных пористых заполнителей и керамики. М.: Стройиздат, 1974. - 320 с.
134. Книгина Г.И., Вершинина Э. Н., Тацки Л.М. Лабораторные работы по технологии строительной керамики и искусственных пористых заполнителей. М.: Высшая школа. - 1985. - 223 с.
135. Справочник по производству строительной керамики, Т.З НИИСТРОЙКЕРАМИКА. -.: Госстройиздат. 1962. - 669 с.
136. Чижский А.Ф. Сушка керамических материалов и изделий. М.: Стройиздат. - 1971. - 176 с
137. Кингери У.Д. Введение в керамику. М.: Стройиздат, 1964. - 347 с.313
138. Митякин П.Jl. Безобжиговые огнеупоры на основе кварцевого стекла // Огнеупоры. 1985. - №8. - С. 34-37.
139. Измайлова В.В., Ребиндер П.А., Структурообразование в дисперсных системах. М.: Наука. 1974. - 268с.
140. Урьев Н.Б. Высокоцентрированные дисперсные системы. М.: Химия.- 1980.-319с.
141. Урьев Н.Б. Физико-химические основы технологии дисперсных систем и материалов. М.: Химия. 1988. -256с.
142. Сендецки Д. Механика композиционных материалов, т.2. М.: Мир.- 1978.- 563с.
143. Композиционные материалы. Справочник. Киев.: наукова Думка. -1985.- 692 с.
144. Нотон Б. Применение композиционных материалов в технике. т.З. М.: Машиностроение. 1978. - 508 с.
145. Столбушкин А.Ю., Стороженко Г.И. Исследование процессов гранулирования шламистых железорудных отходов и опудривания гранул глинистой фракцией для получения керамических материалов// Изв. вузов. Черная металлурия. 1995ю - №6. - С.40-43.
146. Тимашев В.В. Агломерация порошкообразных силикатных материалов. М.: Стройиздат. 1978. - С.42-50.
147. Сайбулатов С.Ж., Сулейманов О.Т., Ралко А.Б. Золокерамические стеновые материалы. Алма-Ата.: Наука, Казах. ССР, - 1982. - 230с,
148. Стрелов К.К. Структура и свойства огнеупоров. М.: Металлургия.- 1982.-207 с.
149. Попильский Р.Я., Пивинский Ю.Е. Прессование порошков керамических масс. М.: Металлургия, 1983. - 176 с.
150. Ценке В.И. Трещины расслаивания при полусухом способе прессования керамических изделий и меры борьбы с ним // Сб. "Улучшение качества глиняного кирпича. М.: Легкая индустрия, 1964. - С. 1215.314
151. Технология производства и сравнительный анализ пресс-порошков для строительной керамики из механоактивированного сырья/ Строженко Г.И., Завадский В.Ф., Горелов В.В. и др.// Строительные материалы. 1998. -№12. -С. 6-7.
152. Поволоцкий Д.Я. Раскисление стали. М.: Металлургия. 1972.208 с.
153. Крамаров А. Д. Производство стали в электропечах. М.: Металлургия, 1969. 348 с.
154. Бигеев A.M. Металлургия стали. М.: Металлургия. 1988. - 480 с.
155. Кнюппель Г. Раскисление и вакуумированая обработка стали. М.: Металлургия. - 1973. - 312 с.
156. Михайлов Г.Г., Поволоцкий Д.Я. Термодинамика раскисления стали. М.: Металлургия. 1993. - 144 с.
157. Войнов С.Г., Шалимов А.Г. Шарикоподшипниковая сталь. М.: Металлургия. - 1962. - 237 с.
158. Ладыженский Б.Н. Применение порошкообразных материалов в сталеплавильном производстве. М.: Металлургия, 1973. - 312 с.
159. Сидоренко М.Ф. Теория и практика продувки металла порошками.- М.: Металлургия, 1973. 304 с.
160. Зубрев A.C., Чуватин Н.С., Сидоренко М.Ф. и др. Вдувание порошкообразных раскислителей струей аргона в жидкий металл // В сб. "Технология, теплотехника и автоматизация металлургического производства".- М.: Металлургия, 1971. Вып. 11. - С. 29 - 34.
161. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика. М.: Знание, 1956.283 с.315
162. Применение порошкообразных материалов в сталеплавильном процессе. -М.: НИИформТЯЖМАШ, 1969. 236 с.
163. Згурьев И.И., Харитонов A.C., Пилипенко В.Ф. и др. Использование порошкообразных материалов для раскисления стали // В сб. "Интенсификация металлургических процессов вдуванием порошкообразных материалов". М.: Металлургия, 1972. - 326 с.
164. Порай Кошиц М. А. Основы структурного анализа химических соединений. - М.: Высшая школа, 1989. - 192 с.
165. Эйтель В. Физическая химия силикатов. М.: Иностр. литература, 1962.- 1056 с.
166. Попова О. И., Дворнина Л. Д. // ЖПХ. 1973. - т. 46. - в. 9. - С. 1929-1931.
167. Самсонов Г. В., Дворнина Л. А., Рудь Б. М. Силициды. М. : Металлургия, 1979. -272 с.
168. Ремин Г. Курс неорганической химии. Т. 1. М.: Иностр. литература, 1963. - 920 с.
169. Елышевич А.Т. Брикетирование полезных ископаемых. М.: Недра, 1989. -300с.
170. Равич Б.М. Брикетирование руд. М.: Недра, 1982. - 230 с.
171. Абрамович С. М., Черепанов К. А., Масловская 3. А. Применение дисперсных отходов производства высококремнистого ферросилиция для раскисления стали // Изв. вузов. Черная металлургия. 1997. -№2. - С. 70 - 73.
172. Абрамович С. М., Черепанов К. А., Мамбетов А. А. Особенности грануляции ферросилициевой пыли с использованием водной керамической вяжущей суспензии (ВКВС) // Изв. вузов. Черная металлургия . 1997. - № 6. -С. 38-39.
173. Абрамович С. М., Данилов А. П., Черепанов К. А. Исследование раскисляющей способности окомкованного высококремнистого ферросилиция // Изв. вузов. Черная металлургия. 1997. - № 6. - С. 27-28.
174. Федоренко Н.В., Копырин И.А. Утилизация пылей, улавливаемых при производстве хромистых и кремнистых сплавов // Новое в технологии ферросплавного производства. Темат. отр. сб. М.: Металлургия. 1983. - С. 8990.
175. Черепанов К.А., Перетятько В.Н., Абрамович С.М. Интеграция природоохранных и ресурсосберегающих технологий в черной металлургии // Изв. вузов. Черная металлургия. 1998. - №6. - С. 27-30.
176. Черепанов К.А., Кулагин Н.М., Масловская З.А. Рецикпинг отходов как основа промышленной безопасности// Изв. вузов. Черная металлургия. 1999. №6. - С.
177. Совершенствование производства ферросилиция / Материалы завод, н.-т. конф. Вып. 3. Изд. ОАО "кузн. ферросплавы". Новокузнецк. 1997. -400 с.
178. Ливенец В. И., Динельт В.М., Черепанов К. А. Физико-механические свойства кремнеземистой пыли образующейся при производстве ферросилиция // Изв. вузов. Черная металлургия. 1988. - №8. - С. 152-154.
179. Андрианов В.И. Методы определения структурно-механических характеристик порошкообразных материалов. М.: Химия. - 1982. - 238 с.
180. Использование отходов производства ферросилиция/ Трофимов Б.Я., Горбунов С.С., Крамар Л.Я. и др.// Бетон и железобетон. 1987. №4. -С.39-41.
181. Altner W. Einsatznoglichkeiten von amorphen Siliziumdiokxid -Stauben in Zementbetjn/ Betonentechnik. 1989. B.10 №4. - S.117-119.
182. Мейер К. Физико-химическая кристаллография. М.: Металлургия. -1972.-462с.
183. Schräder R., Weigelt D. Das mechanochemische Gleichgewicht der Phasen а und ß Pb02 "Z. anorg. allg. Chem." 1970. Bd 372. - S.228-235.318
184. Burns J.H., bredig М.А. Transformation of calcite to aragonite by grinding. "J.Chem. Phys." 1956. V.25 p.1281-1286.
185. Уракаев Ф.Х. Оценка импульсов давления и температуры на контакте обрабатываемых частиц в планетарной мельнице // Изв. Сибирск.отделения АН СССР. Сер.хим.наук. Вып.З. 1978. -№7.-С.5-10.
186. Лыков A.B. Теория теплопроводности. М. «Высшая школа». 1967.599 с.
187. Аввакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. Новосибирск.: наука, Сибирск. Отд. 1679. 253с.
188. Industry Observer // Aviation Week. 1981. V. 114. - №3. -p.15.
189. Пивинский Ю. E. О повышении плотности укладки частиц порошка при формовании керамического полуфабриката. // Стекло и керамика. 1969. -№9.-С.25 -29.
190. Пивинский Ю.Е. Основы технологии керамобетонов // Огнеупоры, 1978. -№2. -С.34-42.
191. Пивинский Ю.Е., Трубицин М.А. Высококонцен-трированные керамические вяжущие суспензии. Дисперсионная среда, стабилизация, вяжущие свойства // Огнеупоры. 1987. - №12. - С.9-14.
192. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии Л.: Химия. - 1984.368 с.
193. Волженский A.B. Минеральные вяжущие вещества. М.: Строииздат. - 1986. - 463 с.
194. Пивинский Е.А., Бевз В.А. Получение водных цирконовых суспензий и исследование их реологических и технических свойств. // Огнеупоры. 1979. - №8. - С. 38-43.319
195. Пивинский Е.А., Бевз В.А. Получение водных суспензий муллита и исследование их реологических и технических свойств // Огнеупоры. 1980. -№3. - С. 45-50.
196. Митякин П.Л., Соломин Н.В. О твердении и прочностных свойствах вяжущего из кварцевого песка // Изв. АН СССР. Неорг. материалы. -1981. т.17. - №6. - С. 1102-1105.
197. Фролов Ю.Г. Теоретические основы синтеза гидрозолей кремнезема // Тр. Ин-та / МХТИ. 1979. - вып. 107. - С. 3-20.
198. Мицюк Б.М., Горогоцкая Л.И. Физико-химические превращения кремнезема в условиях метаморфизма. Киев.: Наука. Думка. - 1980. - 320 с.
199. Попов В.В. Механизм процесса поликонденсации кремниевой кислоты в водной среде: Автореф. дис. канд. хим. наук. -М.: МХТИ. 1982. -22с.
200. Айлер Р. Химия кремнезема / Пер. с анг. М.: Мир. - 1982. - 1127с.
201. Дерягин Б.В. Теория устойчивости коллоидов и тонких пленок. -М.: Наука. 1986. -205с.
202. Сычев М.М. Неорганические клеи. Л.: Химия - 1986. - 153 с.
203. Балалаев Г.А., Дерешкевич Ю.В., Горина Б.С. Производство антикоррозионных работ в промышленном строительстве. М.: Стройиздат. -1973.-272 с.
204. Фокин Н.М., Емельянов Ю.В. Защитные покрытия в химической промышленности. М.: Химия. 1981. - 300 с.
205. Козырин H.A., Тимонин В.А. Защита от коррозии силикатами М.: металлургия. 1985. - 104с.
206. Герасимов Е.П., Мартынов В.М., Сасса B.C. Жаростойкие бетоны для электропечей. М.: Энергия. 1969. - 144с.
207. Тарасова А. П. Жаростойкие вяжущие на жидком стекле и бетоны на их основе. М.: Стройиздат. 1982. - 130с.
208. Стрелов К.К., Кащеев И.Д., Мамыкин П.С. Технология огнеупоров. Учебник. М.: Металлургия. 1982. - 527с.
209. Стрелов К.К. Теоретические основы технологии огнеупорных материалов. М.: Металлургия. - 1985. - 480 с.
210. Огнеупоры и их применение. / Под ред. Я. Инамуры; пер. с. японск. -М.: Металлургия. 1984. -446 с.
211. Огнеупорные бетоны: Справочник / Замятин С.Р., Пургин А.К., Хорошавин Л.Б. и др. -М.: Металлургия. 1983. - 192 с.
212. Радиация. Дозы, эффекты, риск: Пер. с англ. М.: Мир, - 1988. - 79с.
213. Лотош В.Е., Окунев А.И. Безобжиговое окускование руд и концентратов. М.: Наука, 1980. -214 с.
214. Безобжиговые способы производства железорудных окатышей / A.A. Голубева, A.A. Харитонов, В.Е. Лотош, P.M. Пешкова // Черметинформация. 1975. - серия 3, вып. 4. - с. 5-8.321
215. Современное состояние и перспективы развития производства безобжиговых окатышей // Черметинформация. 1984. - Серия Подготовка сырьевых материалов к металлургическому переделу, коксохимическое производство и производство чугуна, вып. 16. - С. 1-18.
216. Безобжиговый способ упрочнения окатышей в непрерывном режиме // Черметинформация. 1984. - Серия Подготовка сырьевых материалов к металлургическому переделу, коксохимическое производство, производство чугуна, вып. 13. - С. 1-10.
217. Волженский A.B. Минеральные вяжущие вещества. М.: Стройиздат, 1986. -463 с.
218. Влияние состава спекаемой шихты на производство и качество агломерата. / Ефименко Г.Г., Княжанский М.М., Смирнов C.B., Игнатов Н.В., Макеев А.Г. // Изв. вузов Черн. металлургия. 1979. - №3 - С. 13-17.
219. Производство агломерата из тонкоизмельченных концентратов. / Готовцев A.A., Войтаник С.Т., Васильев Г.С. // Металлургия и коксохимия. -1974. вып.38. - С.12-17.
220. Маерчак Ш. Производство окатышей. М.: Металлургия, 1982.232 с.
221. О динамике изменения прочности безобжиговых гранул на известковой основе при длительном хранении. / Черепанов К.А., Динельт В.М., ЛивенецВ.И. //Изв. ВУЗов. Черн. металлургия. 1988. -№6. - С. 151-153.
222. A.c. 818736 СССР. МКИ В 22 Д 7/10. Смесь для теплоизоляциизеркала металла при разливке стали, используемая в виде гранул. Синельников
223. В.А., Лабунович O.A., Ерохин В.Д. и др. № 2703025. Заявл. 28.12.78. Опубл. 07.04.81. Бюл. № 24.322
224. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука. - 1976. - 278с.
225. A.c. №1196113, СССР, МКИ В 22 Д 7/10. Теплоизолирующая смесь для прибылей слитков и отливок. К.А. Черепанов, Н.И. Федынин, H.A. Фомин, Н.С. Юдин, В.Ф. Гуменный и др., №3702446/22 02, заявл. 20.02.84., опубл.7.12.85., Бюл. №45.
226. A.C. №1694539, СССР. МКИ с 04 В 28/34, 33/00 Сырьевая смесь для изготовления стеновых панелей . Г.И. Стороженко, А.Ю. Столбоушкин, К.А. Черепанов, В.Ф. Завадский, Г.В. Болдырев, № 4725737/33, заявл. 04.08.89., опубл. 30.11.91. Бюл.№44.
227. Патент РФ №20057, МКИ С 04ВЗЗ/00 Способ изготовления керамических изделий/ Стороженко Г.И., СтолбушкинА.Ю., Болдырев Г.В., Черепанов К.А., Сайбулатов С.Ж. №49488690/33. Заявл.25.06.91. Опубл. 15.01.94. Бюл. №1.
228. Патент РФ №2139245, МКИ 6 01 В 33/12 Способ уплотнения кремнеземной пыли. Черепанов К.А., Полубояров В.А., Ушакова Е.П., Коротаева З.А., №98116227/12 (017965) Заявл. 25.08.98 г. Опубл. 10.10.99 г. Бюл. № 28.
229. Черепанов К.А., Абрамович С.М. Брикет для раскисления стали. Заявка на патент РФ №98104544/02 (003062) от 16.02.98г.// Положительное решение о выдаче патента на изобретение от 6.05.99 г.
230. ВНЕДРЕНИЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО МЕРОПРИЯТИЯ
231. Начальник технического управления Начальник ЦКЛК3251. УТВЕРЖДАЮ1. АКТ
232. ВНЕДРЕНИЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО МЕРОПРИЯТИЯ
233. В марте 1997 года проведены промышленные испытания опытного материала для раскисления шлака рафинировочного периода плавки подшипниковых сталей в электросталеплавильном цехе № 1.
234. Уровень загрязненности неметаллическими включениями металла опытных плавок не отличается от металла текущего производства и отвечает требования ГОСТ 801-78.
235. На основании положительных результатов промышленных испытаний технология раскисления шлака рафинировочного периода плавок подшипниковых сталей внедрена в производство в ЭСПЦ-1 АО «КМК» с экономическим эффектом 276 млн. руб. в год.
236. Начальник технического управления Нач. ЦКЛК1. АКТ
237. ВНЕДРЕНИЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО МЕРОПРИЯТИЯ
238. При производстве указанных плиток в состав сырьевой смеси входит: 1.бой шамотного кирпича \в виде порошка фракцией 1 ммЛ:2. саморассыпающийся шлак сталеплавильного производства:3. связующие в виде клея-связки КСНС-ПУ-321-16.
239. Разработанный трехступенчатый режим сушки изделий позволяет исключить их высокотемпературный обжиг, который обычно применяется при изготовлении техничекой керамики работающей при температурах 800-900 градусов С
240. Высокие прогностные и электрические характеристики изготавливаемых керамических плиток способствуют длительной эксплуатации конфорок (до 12 месяцев).
241. Внедрение в производство указанных керамических плиток позволило снять остроту дефицита конфорок.
242. Экономический эффект от внедрения данного мероприятия составляет 100000 рублей на единицу продукции.1. Начальник ПТО327
243. УТВЕРЖДАЮ Гл. Э{с0нрмист ДО «КМК»1. А.Х.Гогохия 1997 г.
244. РАСЧЕТ ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АО "КМК" ПРИ ЗАМЕНЕ КУСКОВОГО (ПОРОШКООБРАЗНОГО) ФЕРРОСИЛИЦИЯ
-
Черепанов, Корнилий Александрович
-
доктора технических наук
-
Новокузнецк, 2000
-
ВАК 11.00.11
- Научное обоснование технологий утилизации дисперсных твердых отходов производств промышленного комплекса
- Совершенствование очистки нефтезагрязненных сточных вод отходами титанового производства для обеспечения экологической безопасности в качестве дополнительного источника минерального сырья
- Разработка комплексной многоуровневой системы исследования и технологий переработки гетерофазных промышленных отходов
- Утилизация шламов станций нейтрализации рудничных вод медьдобывающих предприятий на основе брикетирования
- Оценка состава твердых фаз аэрозолей в природно-технических системах и перспективные направления утилизации продуктов их накопления в городах Прибайкалья
