Исследователи Национального исследовательского технологического университета "МИСиС" разработали инновационный подход к переработке мелкодисперсных отходов коксохимического производства, основанный на создании высокопрочных брикетов с улучшенными физико-химическими характеристиками. Эти брикеты предназначены для использования в качестве альтернативного твердого топлива в доменных и ферросплавных печах, что способствует повышению эффективности использования вторичного сырья и снижению экологического воздействия.
Коксохимическая промышленность сталкивается с проблемой утилизации коксовой и угольной мелочи, образующейся на различных этапах технологического процесса. Традиционные методы утилизации этих материалов, такие как их использование в коксовых батареях, ограничены вследствие ухудшения газопроницаемости шихты, вызванного наличием плотного слоя мелких частиц. Это приводит к затруднению выхода летучих веществ, что, в свою очередь, может вызвать сбои в работе печей и их преждевременный износ. Существующие технологии брикетирования, включая валковое прессование, не обеспечивают необходимых параметров для доменного процесса из-за недостаточной прочности брикетов после реакции (CSR) и высокой реакционной способности (CRI). Эти параметры являются критическими для обеспечения стабильного и эффективного использования кокса в доменной печи, требуя от брикетов высокой устойчивости к механическим нагрузкам и низкой скорости реакции с газами.
Ученые НИТУ "МИСиС" предложили метод брикетирования с использованием жесткой вакуумной экструзии для формирования шихты. Данная технология позволяет целенаправленно создавать вязко-пластичную структуру брикетов, обеспечивая изменение характера их разрушения. В отличие от хрупкого разбиения, происходит упругая деформация, что значительно повышает механическую и ударную прочность брикетов. Это предотвращает их разрушение в процессе погрузочно-разгрузочных работ и транспортировки, обеспечивая сохранение качества и целостности материала.
Брикеты, полученные методом экструзии из коксовой мелочи, демонстрируют значения CSR и CRI 20% и 45,6% соответственно. Эти показатели значительно превышают характеристики валковых брикетов, применяемых в промышленности. Экструдированные коксовые брикеты могут быть эффективно использованы в процессе выплавки ферросплавов, что расширяет их область применения и повышает экономическую целесообразность использования.
Данная технология также может быть применена для частичного брикетирования угольной шихты, способствуя повышению её насыпной плотности и улучшению качества конечного кокса. Это позволяет оптимизировать производственный процесс и повысить его экономическую эффективность.
Новая технология характеризуется значительным снижением расхода связующих материалов. Например, для достижения сопоставимой прочности экструзированных брикетов требуется всего 5-6% связующего компонента, в то время как для валковых брикетов этот показатель может достигать 15%. Это позволяет снизить материальные затраты и уменьшить экологическую нагрузку, связанную с использованием связующих материалов.
Таким образом, предложенный метод вакуумной экструзии представляет собой перспективное решение для переработки мелкодисперсных отходов коксохимического производства, обеспечивая создание высококачественных брикетов с улучшенными характеристиками. Это способствует повышению эффективности использования вторичного сырья, снижению эксплуатационных затрат и улучшению экологических показателей производственного процесса, пишет источник.