Способ формирования шихты для производства металлургического кокса из твердых природных компонентов Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

— Коротко об авторах -

Патраков Ю.Ф., Федорова Н.И., Гладкова О. С. - Институт угля и угле-химии СО РАН, г. Кемерово.

^_

--© В.М. Станкус, Ю.Ф. Патраков,

Б.А. Анферов, 2008

УДК 622.741.3

В.М. Станкус, Ю. Ф. Патраков, Б.А. Анферов

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ШИХТЫ

ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО

КОКСА ИЗ ТВЕРДЫХ ПРИРОДНЫХ КОМПОНЕНТОВ

!ТЛоксовая шихта оптимального марочного состава включает XV коксующиеся угли, относящиеся к трем шихтовочным группам: спекающая основа (марки Ж, ГЖ) - 45 %; коксовая присадка (марки К, КО, ОС) - 37,5 %; отощающая присадка (марки КС, КСН, СС) - 17,5 % [1]. Фактический состав шихты на коксохимических предприятия России включает: спекающую основу (марки Ж, ГЖ) - 51,6 %; коксовую присадку (марки К, КО, ОС) -20,0 %; отощающую присадку (марки КС, КСН, СС) - 25,1 %, сла-боспекающиеся угли (марки Г, ГЖО) - 3,3 %. То есть, явно выраженный дефицит углей, относящихся к группе коксовых присадок, компенсируют увеличением содержания углей других групп, а также добавкой четвертой группы, так называемой слабоспекаю-

101

щей. В связи с этим прочность российского кокса, используемого в металлургии, в среднем ниже, чем в странах Европы и США.

Спекаемость углей обусловлена их способностью образовывать при нагревании пластическую массу вследствие химического и физико-химического взаимодействия всех угольных мацералов (витринита, липтинита и фюзинита) и продуктов их термической деструкции.

Основные свойства пластической массы определяются содержанием в ней жидкоподвижных продуктов и их качеством. Повышение содержания в углях липтинита способствует увеличению выхода жидкой фазы, при этом пластическая масса становится легко подвижной и газопроницаемой. Это, в свою очередь, обеспечивает уменьшение вспучиваемости загруженной угольной массы при коксовании и получение более прочного кокса. Однако содержание липтинита в каменных углях большинства месторождений, как правило, не превышает нескольких процентов. Исключением является Барзасский сапромикситовый уголь - естественный природный концентрат липтинита (содержание липтинита достигает 85-90 % на горючую массу).

Проведенные в Институте угля и углехимии СО РАН опыты получения металлургического кокса, включающие формирование коксовой шихты [2] с добавлением в нее легирующей присадки [3] в количестве 7,5.. .10 %, состоящей из сапромикситового угля Бар-засского месторождения Кузбасса и энергетических углей недефицитных марок в количестве 10 % (5% уголь марки Г6 и 5 % уголь марки СС), показали, что прочность на одноосное сжатие образцов металлургического кокса возрастает от трех до пяти раз. При этом сапромикситовый уголь, имеющий состав: ''=0,3 % (влага аналитическая), Ла=34,2% (зола сухой массы), Уёау=40,6 (выход летучих), Ио=0,3 (показатель витринита), Ь=85-90 % (содержание липтинита), элементный состав сухой беззольной массы: С=85,1; Н=7,9; 0=5,6; N=0,3; 8=1,1, выраженный в процентах, сначала подготавливали, снижением в нем содержания золы до 8,6-10,2% и пиритной серы, затем производили его ультратонкий помол до частиц размером 550 мкм. После этого сапромикситовый уголь перемешивали с углями энергетических марок и промышленной шихтой. При вводе легирующей присадки в промышленную коксовую шихту, последнюю тщательно перемешивали на стадии еще до коксования. Результат, полученный по итогам коксования данной смеси, свиде-

102

тельствует о том, что легирующая присадка, в случае ее использования в качестве добавки к коксовой шихте, может повысить эффективность коксохимического производства по следующим факторам:

- сапромикситовый уголь в настоящее время не является ценным и дефицитным, добавка его в коксовую шихту снизит удельное содержание в ней углей более ценных и дефицитных марок, т.е. значительно снизит остроту дефицита марок углей коксующей группы;

- добавка сапромикситового и некоторых марок энергетических углей повысит прочность металлургического кокса и снизит стоимость его производства.

Кроме того, получение более прочного и дешевого металлургического кокса позволит получить положительный эффект в металлургическом производстве, в частности, уменьшить удельный расход кокса при выплавке чугуна, увеличить объем доменной печи, а, следовательно - повысить эффективность доменного процесса.

В России открыто пять промышленно важных месторождений сапромикситовых и сапропелитовых углей (Алюйское, Барзасское, Матаганское, Таймылырское, Хахарейское) с оценочными запасами 1 млрд т. Эти месторождения в настоящее время не разрабатываются.

Барзасское месторождение сапропелитов расположено в северо-восточной части Кузнецкого бассейна, граничит с Кемеровским, Анжерским, Крапивинским геолого-экономичес-кими районами.

Основная площадь развития пласта сапропелитового угля расположена в долине р. Барзас. Здесь общее моноклинальное залегание осложнено двумя антиклиналями, разделенными синклинальным прогибом.

Эти складки развивают полосу развития сапропелитов на ряд естественных участков с различной угленосностью, в пределах которых в свою очередь выделены и отдельные шахтные участки.

К южному продолжению промежуточной синклинали приурочено первое шахтное поле, расположенное на правом коренном берегу у пос. Барзас. Оно имеет характер замкнутой мульды, осложненной нарушениями, площадь поля 900 тыс. кв. ми запасами (А+В+СО 2068 тыс. т.

103

Второе шахтное поле является северным продолжением первого. Площадь поля около 7000 тыс. кв. м, запасы 21265 тыс .т. Восточная антиклиналь слабо развита, но крутое северо-восточное крыло и более пологое западное, к которому приурочено второе шахтное поле, представляет интерес для высокоэффективной разработки угольного пласта.

На западном крыле второй (более западной) антиклинали, на левом берегу р. Барзас, площадью около 2500 тыс. кв. м расположено третье шахтное поле с запасами 7196 тыс. т, на севере осложненное нарушениями, в результате которых пласт угля повторился там два раза.

Экономическая оценка эффективности освоения Барзасского месторождения показывает, что при замене 500 тыс. т/год концентрата марки «К» на концентрат с присадкой из сапромикситовых и энергетических углей годовой экономический эффект составит 400 млн. р.

Для создания производства присадки из сапромикситовых углей к шихте необходимо около 750,0 млн. руб. В том числе: на научно-исследовательские работы - 10,0 млн. руб., проектирование шахты и обогатительной фабрики - 30,0 млн. руб., строительство шахты - 500,0 млн. руб. и обогатительной фабрики производственной мощностью 500,0 тыс. т/год - 210,0 млн. руб. Таким образом, при годовом эффекте 400,0 млн. руб., срок окупаемости капитальных вложений составит два года.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Станкевич А. С. и др. Рациональное распределение углей и состава шихт для коксования/ Кокс и химия, 2003, № 9, с. 16-21.

2. Способ формирования коксовой шихты для производства металлургического кокса из твердых природных компонентов: пат. 2312883 РФ, МПК7 С10В57/04 /В.М. Станкус, Ю.Ф. Патраков, Б.А. Анферов; заявители: В.М. Стакус, Ю.Ф. Патраков, Б.А. Анферов - № 2006102085; заявл.25.01.2006; опубл. 20.12.2007. Бюл. № 35.

3. Легирующая присадка к коксовой шихте для производства металлургического кокса из твердых природных компонентов: пат. 2323956 РФ, МПК7 С10В57/00 /В.М. Станкус, Ю.Ф. Патраков, Б.А. Анферов; заявитель Институт угля и углехимии СО РАН - № 2006102085; заявл.02.05.2006; опубл. 10.05.2008. Бюл. № 13. ЕШ

104

Коротко об авторах

Станкус В.М. - канд. техн. наук, Патраков Ю. Ф. - д-р хим. наук, доцент, Анферов Б.А. - канд. техн. наук, доцент, Институт угля и углехимии СО РАН.

А_

--© П.Н. Кузнецов, Л.И. Кузнецова,

С.М. Колесникова, 2008

УДК 622.7

П.Н. Кузнецов, Л.И. Кузнецова, С.М. Колесникова

ВЛИЯНИЕ ОБЕЗЗОЛИВАНИЯ БУРОГО УГЛЯ КАНСКОАЧИНСКОГО БАССЕЙНА НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУЧАЕМЫХ СОРБЕНТОВ

Дешение экологических проблем во многом связано с уровнем развития производства сорбентов, в первую очередь, углеродных сорбентов. К настоящему времени накоплен значительный технологический опыт приготовления углеродных сорбентов различного назначения из ископаемых углей [1-4]. Традиционная технология обычно включает карбонизацию углеродсодержа-щего сырья и высокотемпературную активацию карбонизированного путем высокотемпературной окислительной обработки парами воды, диоксида углерода или их смесью. Качество получаемых при этом сорбентов зависит от многих факторов, в том числе, от молекулярного строения исходного угля, его пористой структуры, условий карбонизации и активации, концентрации и типа добав-

105