CC BY
15
№2,2002г.
7
ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ
УДК 662.65 (574)
РАСШИРЕНИЕ ТОПЛИВНОЙ БАЗЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ И ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ЗА СЧЕТ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЦ ТОПЛИВ ИЗ УГЛЕ ОТХОДОВ И НЕ КОКСУЮЩИХ УГЛЕЙ КАЗАХСТАНА
А.Б. Молдыбаев, К.М. Мамраева
ЗАО «Институт органического синтеза и углехимии РК»
KeMip жене химияльщ внерквсттщ жартылай отмш ¡щита ондеумен крлдьщтарш зерттеу HdmwcejEpi усынылады.
Представлены результаты исследований по переработке полупродуктов и отходов угольной и химической промышленности.
The research results on processing semiproducts and waste of coal and chemical industry are presented.
Важной топливной составляющей является каменноугольный кокс, используемой в основном в доменном производстве.
Примерно 20% производимого кокса используется для нужд не доменных производств - в ферросплавной, цветной металлургии, химической и других отраслях промышленности, что невыгодно для производства, т.к. при этом применяют дефицитные и весьма дорогие коксующие угли „ выход которых с каждым годом сокращается.
В связи с этим необходимы пути
поиска направленные на замены металлургического кокса другими видами восстановителей в агломерационном, литейном, и ферросплавном производствах, а также в цветной металлургии и химической промышленности.
Как, установлено для не доменных производств не требуется столь высококачественный и в то же время дорогой кокс. Кроме того, разные по характеру производства выдвигают иные, чем черная металлургия, требования к его качеству, в частности по
8
НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
реакционной способности, электросопротивлению и прочие.
Потребность остродефицитного кокса для недоменных производств (ферросплавное, фосфорное, карбидное и. литейное) только на предприятиях Казахстана составляет примерно около 2.0 млн. тонн. Кроме того, следует отметить, что низкая реакционная способность и высокая электропроводимость доменного кокса не удовлетворяет специфике электротермических процессов производства ферросплавов, фосфора и карбида кальция.
Низкокачественные угли и другие некондиционные твердые горючие ископаемые (11 И) "отходы углеобогащения и флотохвосты) необходимо утилизовать в первую очередь и преимущественно в виде высокозольного кокса {спецкокса}.
Казахстан располагает огромными запасами некоксующихся углей, в т.ч. малосернистых Майкубенских бурых и Шубаркольских (длинно-пламенных) углей отличающихся пониженной зольностью. В настоящее время угли указанных месторождений используются в основном как энергетическое топливо, что обусловливает низкую эффективность их переработки, и загрязняет окружающую среду.
В лабораторных условиях разработаны рациональные технологические параметры получения спец кок-
са и определены технические требования на их производство.
Вовлечение новых видов сырья -вторичных ресурсов (угле отходы, угольную мелочь, шламы обогатительных фабрик,) позволяет, проводить политику ресурсосбережения природных богатств Казахстана, повысить эффективность производства продукции и улучшить окружающую природную среду.
Целью настоящей работы было получения спец топлива на основе некоксующихся углей и угле отходов и высокозольных углей Карагандинского угольного бассейна.
В лаборатории разработаны научные основы переработки полупродуктов и отходов химической и угольной промышленности, а также проведены исследования по вовлечению в производство некоксующихся углей для получения спец кокса.
Мы сочли необходимым провести исследование с целью проведения процесса совместного коксования шламов обогатительной фабрики (ОФ), некоксующихся и высокозольных углей и угольной мелочи.
В качестве исходного сырья использовали шламы различных ОФ, высокозольные угли Карагандинского угольного бассейна, некоксующиеся угли открытых угольных месторождении, а также отсевы угля Борлинского месторождения. Характеристика исходных проб приведены а таблице 1.
Nq2, 2002Г.
9
Таблица 1
Пробы Технический анализ, %
Wa А у<Ш crh
Шубаркольский
уголь 17,64 5,63 36,72 49,65
Шлам ш. Костенко 30,10 37,50 20,71 51,1 1
Шлам ш. 38 39,10 35,80 22,05 46,36
Уголь ш. Саранская 9,03 40,64 20,39 35,99
Шлам ОФ
Байтамская 27,50 35,20 21,06 50,19
Отсев угля Борлы 08,10 35,18 23,17 41,00
Процесс коксования проводили согласно ГОСТ - 18635-73. Продукты термического разложения отводились через трубку. Реторта с навеской шихты помещалась в печь для коксования и нагревали реторту до 950°С. Выдерживали при этой температуре 30 минут.
Вес конденсата определяли по
разности веса колбы приемника до и после опыта. Воду от конденсата отделяли методом дистилляции. Разность между весом исходной шихты и суммой твердых и жидких продуктов дают количество летучих.
Качественные характеристики кокса из составляющей шихты сведены в таблице 2.
Таблица 2
Характеристика кокса из опытных ших г
№№ вариантов Технический анализ, % Спекаемость по методу
ХПИ,% ИГИ-Дмети Сапож-никова
ГОСТ 17621-72 ГОСТ 14056-77 ГОСТ 1 186-87
W" ydaf S06
Ж Т Г Ив. мм Пв, сек Пн, сек X, мм У, мм
Шламы 37,5 20,71 0,43 4,4 76,1 19,5 10 144 48 38 6
I 34,2 29,90 0,80 6,2 71,1 22.7 11 58 250 41 10
II 37,9 31,40 0,85 6,3 71,1 22,6 0 -- -- 42 09
III 44,6 33,40 0,93 6,5 67,6 25,9 0 -- — 42 09
IV 29,6 28,60 0,84 4,9 72,8 22,3 10 48 240 39 10
Шихта
Испат-
КарМК 9,7 29,50 0,67 16,5 61,5 22,0 86 150 240 35 19
НАУКА 14 ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА -
По зольности и выходу летучих продукты термической обработки составленные шихты мало отличаются
После коксования Шубар-кольского угля и шлама каждого отдельно конгломерата кокса не образуется. Кокс из этих материалов имеет высокую реакционную способность, структурная прочность практически отсутствует, что говорит о низкой механической прочности полученных термических продуктов.
В отличие от вышеуказанной продукции, шихты составленные из высокозольных и не коксующихся углей , а также из их отходов (шла-мы ОФ, угольной мелочи и отсевов) после термической обработки образуют конгломераты.
Лучшей спекаемостью облада-
между собой. Качество полученных спец коксов из составленных шихты иллюстрируются в таблице 3.
ют шихты I и IV вариантов, толщина пластического слоя 10 мм, Ив -10 -11мм. Соответственно кокс из данных вариантов опыта имеет относительно высокую механическую прочность М25-85,4-85,7%. Реакционная способность опытных коксов в два раза выше кокса Испат - КарМК.
Следовательно, на базе углей Майкубенского и Шубаркольского месторождений, и углеотходов могут быть получены спец. топливо, используемые в агломерации руд (концентратов) черных и цветных металлов и фосфоритов, производстве ферросплавов и фосфора и других химических отраслях.
Таблица 3
Качественная характеристика кокса из составленной шихты.
№№ варианта Ситовый состав, % Мп, % Структурная прочн .% Реакционная проч % Технический анализ
+40 мм 25- 40 мм 10- 25 мм 0-10 мм М25 М10 А' yaai
I 96,9 - - 3,1 85,7 13,8 57,5 0,86 40,7 1,6
II 94,8 - 1,1 4,1 81,3 17,7 47,8 0,89 46,3 2,2
III 96,9 - - 3,1 80,1 19,6 46,4 0,98 30,2 1,4
IV 96,7 ! 0,3 3,0 85,4 14,4 51,9 0,98 35,8 2,3
Кокс КМК 95,6 2,5 1,3 0,6 88,6 09,0 83,5 0,45 12,5 0,9
