Доходы из отходов
В нынешних экономических условиях, когда во всем мире остро встали вопросы эффективности и сбережения ресурсов, металлурги России и других стран СНГ основательно занялись проблемой извлечения металла буквально «из воздуха». Именно туда в процессе производства уходят огромные объемы самых разных химических элементов, которые можно превращать во вполне осязаемые тонны ценного продукта. За год только на территории ЕАЭС металлургам удается извлечь из пыли до 350 тысяч тонн металла. И, судя по всему, этот высокотехнологичный и экологичный сегмент в металлургии будет только расти.
К примеру, предприятие ООО «Цинкум» (входит в подразделение Urban Mining) утилизирует в Курской области 500 тыс. тонн пыли газоочисток электросталеплавильного производства, которая поступает с Белорусского металлургического завода (ОАО «БМЗ»). За счет переработки отходов из Белоруссии на «Цинкуме» получают сразу два важных продукта – оксид цинка, который используется при производстве цинка, и клинкер – важный элемент для цементной промышленности.
Проблемой техногенных отходов сегодня вплотную занимаются и уральские металлурги. Начиная с советских времен на предприятиях Уральской горно-металлургической компании (УГМК) накапливались огромные объемы техногенных отходов, до которых раньше не доходили руки, да и экономически заниматься их переработкой было невыгодно. А ведь в так называемых «хвостах» и песках обогатительных фабрик, а также в отвальных гранулированных и литых медеплавильных шлаках содержится достаточно много ценных металлов.
В таких отвалах скапливались и трудно перерабатываемые полупродукты металлургических производств, такие как шламы очистных сооружений и тонкие пыли рукавных и электрофильтров, в которых есть цинк, свинец и олово.
После того как в компании была принята «Программа мероприятий по вовлечению промышленных отходов предприятий УГМК в переработку на металлургических предприятиях», началось системное освоение нового ресурса. К примеру, только на обогатительной фабрике Среднеуральского медеплавильного завода за год из шлаков извлекают до пяти тысяч тонн цветных и благородных металлов.
Что касается тонких пылей, которые образуются на медеплавильных производствах, то их переработкой успешно занимаются на ОАО «ЧЦЗ» (Челябинский цинковый завод), где была разработана, испытана и внедрена любопытная технология.
Поступающие на ЧЦЗ пыли окатывают и подвергают вельцеванию совместно с другими цинксодержащими материалами и коксовой мелочью в вельц-печах, где цинк, свинец и кадмий восстанавливаются и в виде возгонов переходят в газовую фазу. Затем в результате очистки этих газов в рукавных фильтрах получают вельц-окись, содержащую около 60% цинка и до 14% свинца. Отходы вельцевания направляются в медеплавильное производство для извлечения из них меди и драгоценных металлов.
Вельц-окись насыщена различными примесями, в том числе хлором и фтором, которые усложняют производство цинка, поэтому их удаляют в безопасном виде перед дальнейшей гидрометаллургической переработкой прокаливанием в трубчатых вращающихся печах. Очищенную вельц-окись отправляют на извлечение из нее цинка в основной цикл производства цинка.
Свинец при этом концентрируется в сульфатном свинцовом остатке, который после удаления из него серы направляют на филиал ПСЦМ ОАО «Уралэлектромедь», где обрабатывают в короткобарабанных печах и рафинировочных котлах для получения из него товарного чушкового свинца.
Таким образом на ЧЦЗ ежегодно перерабатывается около 30 тысяч тонн пылей, содержащих в среднем 24% цинка (Zn) и 16% свинца (Pb).
Еще один источник вторичного цинкового сырья – пыли электродуговых печей (ЭДП), которые пока в недостаточных объемах вовлекаются в переработку.
На ЧЦЗ были проведены промышленные испытания по переработке 567 тонн пылей ЭДП, в которых содержалось Zn – 26,2%, Pb – 1,73%.
Полученные результаты показали принципиальную возможность переработки пылей ЭДП в вельц-печах, при этом извлечение Zn, Pb в вельц-окись оказалось на уровне обычных показателей вельцевания. Химический состав твердого отхода вельцевания пылей – клинкера показал возможность использования его в качестве сырья для цементной промышленности.
Во время выплавки стали также образуется серьезный объем отходов, из которых можно получить дополнительные тонны металла. К таким отходам относятся огнеупорный лом, шлаки, окалина, шламы и опять же пыли. Большая часть этих металлургических отходов поддается переработке с извлечением железа, которое повторно возвращается в производство, а немагнитные массы от переработки применяются в строительной отрасли.
Однако на предприятиях черной металлургии, построенных еще в XIX–XX веках, переработка таких отходов не предусматривалась. В результате только на одном заводе – ПАО «НМЗ» (г. Серов, Свердловская область) за год накапливалось почти 300 тысяч тонн отвалов, общая площадь которых за долгие годы достигла 47,3 га, а плата за использование этих территорий составляет несколько десятков миллионов рублей в год.
Сегодня технологическая схема переработки отходов на этом предприятии состоит из трех стадий. На первой извлекается часть металла непосредственно на отвале: экскаваторы грузят отходы в самосвалы, которые везут их на дробильно-сортировочный комплекс. Вторая стадия – извлекаются крупные куски металла размером более 350 мм на крановой эстакаде с помощью магнито-грейферных кранов на решетке приемных бункеров, куда ссыпается привезенный из отвала шлак. Третья стадия – удаление примесей (дерева, резины, кирпичей и пр.) и извлечение металла из каждой фракции готового строительного щебня перед его складированием.
Для извлечения металла используются высокоэффективные электромагнитные барабаны и навесные электромагнитные системы с вращающимися лопастными транспортерами. Такая схема позволяет при среднегодовом объеме переработки шлаков свыше 600 тысяч тонн довести степень извлечения металла до 95%.
Как мы видим, любые на первый взгляд бесполезные отходы в умелых руках могут превратиться в дополнительные источники прибыли, и с каждым годом, учитывая исчерпаемость сырьевых ресурсов, такие технологии будут только развиваться.