blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"blackmet-851Research ArticleЭКОЛОГИЯ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕECOLOGY AND RATIONAL USE OF NATURAL RESOURCESСовершенствование методики глубокой переработки отходов сталеплавильного производства. Часть I: Термодинамический анализДильдинАндрей Николаевич

Кафедра «Техника и технология производства материалов, доцент

splav.zlat@mail.ruЮжно-Уральский государственный университетRussian Federation201706032017603851Copyright © Дильдин А.Н., 20172017Дильдин А.Н.Дильдин А.Н.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/851

Задача использования отвальных шлаков сталеплавильного производства как техногенного источника металлургического сырья, до сих пор не имеет рационального решения и требует новых идей и подходов. Целью настоящей работы стало теоретическое изучение возможности и целесообразности восстановительной обработки сталеплавильных шлаков с целью получения металлической и оксидной фаз, которые могут быть использованы в металлургической промышленности и индустрии строительных материалов. Объектом исследования стал шлак со шлаковых отвалов Златоустовского металлургического завода (Российская Федерация). Для термодинамического моделирования процессов, протекающих в ходе восстановления вещества шлаковых отвалов, использован программный комплекс «FactSage» (версия 6.4). Основные результаты проведённых расчётов для удобства анализа представлены в виде зависимостей различных характеристик от температуры.

термодинамический анализсталеплавильные шлакивысокотемпературное восстановлениерасплавМинистерство образования и науки Российской ФедерацииReferencesПыриков А. Н., Вильданов С. К., Лиходиевский А. В., Мартынов Н. Н. Пути решения экологических проблем в черной металлургии // Сталь. 2008. № 5. С.99-103.Пыриков А. Н., Вильданов С. К., Лиходиевский А. В., Мартынов Н. Н. Пути решения экологических проблем в черной металлургии // Сталь. 2008. № 5. С.99-103.Грищенко С. Г.,Белокуров Д. Э. Комплекс инновационных ресурсосберегающих технологий и оборудования для рециклинга и экологически безопасной утилизации отходов металлургии и смежных отраслей // Сталь. 2010. № 8. С.86.Грищенко С. Г.,Белокуров Д. Э. Комплекс инновационных ресурсосберегающих технологий и оборудования для рециклинга и экологически безопасной утилизации отходов металлургии и смежных отраслей // Сталь. 2010. № 8. С.86.Гельманова З.С., Филатов А.В. Проекты эффективного применения отходов промышленных предприятий, снижающие нагрузку на окружающую среду // Металлург. 2015. № 9. С.16-19.Гельманова З.С., Филатов А.В. Проекты эффективного применения отходов промышленных предприятий, снижающие нагрузку на окружающую среду // Металлург. 2015. № 9. С.16-19.Косырев К.Л., Фоменко А.П., Паршин В.М., Костин А.С., Жихарев П.Ю. Предпосылки и концепция создания энергометаллургических комплексов для переработки техногенных отходов //Экология и промышленность России. 2013. № 7. С. 2–11.Косырев К.Л., Фоменко А.П., Паршин В.М., Костин А.С., Жихарев П.Ю. Предпосылки и концепция создания энергометаллургических комплексов для переработки техногенных отходов //Экология и промышленность России. 2013. № 7. С. 2–11.Смирнов Л. А., Грабеклис А. А., Демин Б. Л. Современное состояние переработки шлаков ферросплавного производства // Сталь. 2009. № 1. С.86-88.Смирнов Л. А., Грабеклис А. А., Демин Б. Л. Современное состояние переработки шлаков ферросплавного производства // Сталь. 2009. № 1. С.86-88.Топоров В.А., Осетров В.Д., Мурзин А.В., Жилин А.М., Микурова М.И., Константинов К.С. Изготовление железосодержащей добавки для производства цемента из отходов сталеплавильного производства // Металлург. 2014. № 7. С.32-33.Топоров В.А., Осетров В.Д., Мурзин А.В., Жилин А.М., Микурова М.И., Константинов К.С. Изготовление железосодержащей добавки для производства цемента из отходов сталеплавильного производства // Металлург. 2014. № 7. С.32-33.П.И. Черноусов Рециклинг. Технология переработки и утилизации техногенных образований и отходов в чёрной металлургии: моногр. /М. Изд. Дом МИСиС, 2011. – 428 с.П.И. Черноусов Рециклинг. Технология переработки и утилизации техногенных образований и отходов в чёрной металлургии: моногр. /М. Изд. Дом МИСиС, 2011. – 428 с.Коростелев А.Б. Рециклинг, переработка отходов и чистые технологии // Металлург. 2007. № 1. С.72-74.Коростелев А.Б. Рециклинг, переработка отходов и чистые технологии // Металлург. 2007. № 1. С.72-74.Федосеева Е.Н., Занозина В.Ф., Зорин А.Д., Самсонова Л.Е. Получение железооксидного пигмента из пыли металлургического производства для использования в строительстве // Металлург. 2015. № 5. С.31-35.Федосеева Е.Н., Занозина В.Ф., Зорин А.Д., Самсонова Л.Е. Получение железооксидного пигмента из пыли металлургического производства для использования в строительстве // Металлург. 2015. № 5. С.31-35.Леонтьев Л. И., Шешуков О. Ю., Михеенков М. А., Степанов А. И., Зуев М. В., Степанов И. А. Технологические особенности переработки шлаков ДСП и АКП в строительные материалы и опыт утилизации рафинировочного шлака в ОАО СТЗ // Сталь. 2014. № 6. С. 106 – 109.Леонтьев Л. И., Шешуков О. Ю., Михеенков М. А., Степанов А. И., Зуев М. В., Степанов И. А. Технологические особенности переработки шлаков ДСП и АКП в строительные материалы и опыт утилизации рафинировочного шлака в ОАО СТЗ // Сталь. 2014. № 6. С. 106 – 109.Смирнов Л. А., Сорокин Ю. В., Демин Б. Л., Гильварг С. И., Рытвин В. М., Смирнов Б. Н. Разработка технологии комплексной переработки отвальных шлаков ферросплавного производства // Сталь. 2008. № 6. С. 90-93.Смирнов Л. А., Сорокин Ю. В., Демин Б. Л., Гильварг С. И., Рытвин В. М., Смирнов Б. Н. Разработка технологии комплексной переработки отвальных шлаков ферросплавного производства // Сталь. 2008. № 6. С. 90-93.Леонтьев Л. И., Рытвин В. М., Гильварг С. И., Перепелицын В. А., Ровнушкин В. А. Комплексная переработка ферросплавных алюминотермических шлаков // Сталь. 2009. № 4. С. 72-76.Леонтьев Л. И., Рытвин В. М., Гильварг С. И., Перепелицын В. А., Ровнушкин В. А. Комплексная переработка ферросплавных алюминотермических шлаков // Сталь. 2009. № 4. С. 72-76.Зоря В.Н., Коровушкин В.В., Пермяков А.А., Волынкина Е.П. Исследование минерального состава и кристаллической структуры железосодержащих компонентов техногенных отходов металлургического комплекса // Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2015;Т. 58(5), с.359-366.Зоря В.Н., Коровушкин В.В., Пермяков А.А., Волынкина Е.П. Исследование минерального состава и кристаллической структуры железосодержащих компонентов техногенных отходов металлургического комплекса // Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2015;Т. 58(5), с.359-366.Das B., Prakash S., Reddy P.S.R., Misra V.N. An overview of utilization of slag and sludge from steel industries // Resources, Conservation and Recycling. 2007. Vol. 50 (1). P. 40-57.Das B., Prakash S., Reddy P.S.R., Misra V.N. An overview of utilization of slag and sludge from steel industries // Resources, Conservation and Recycling. 2007. Vol. 50 (1). P. 40-57.Серегин А.Н., Ермолов В.М., Степанян А.С., Арсентьев, В.А. Технология и комплексы оборудования для переработки металлосодержащих отходов с выделением товарной продукции // Проблемы черной металлургии и материаловедения. – 2010. – №1. – С. 35-40.Серегин А.Н., Ермолов В.М., Степанян А.С., Арсентьев, В.А. Технология и комплексы оборудования для переработки металлосодержащих отходов с выделением товарной продукции // Проблемы черной металлургии и материаловедения. – 2010. – №1. – С. 35-40.Ma N., Houser J.B. Recycling of steelmaking slag fines by weak magnetic separation coupled with selective particle size screening // Journal of Cleaner Production. 2014. Vol. 82. P. 221-231.Ma N., Houser J.B. Recycling of steelmaking slag fines by weak magnetic separation coupled with selective particle size screening // Journal of Cleaner Production. 2014. Vol. 82. P. 221-231.Чижевский В. Б., Шавакулева О. П., Дегодя Е. Ю., Мудрых Н. А. Глубокая переработка сталеплавильных шлаков // Сталь. 2014. № 4. С. 124-126.Чижевский В. Б., Шавакулева О. П., Дегодя Е. Ю., Мудрых Н. А. Глубокая переработка сталеплавильных шлаков // Сталь. 2014. № 4. С. 124-126.Веселовский А.А. Извлечение никеля из отвального печного шлака шахтной плавки комбината «Южуралникель» // Металлург. 2015. № 6. С.26-28.Веселовский А.А. Извлечение никеля из отвального печного шлака шахтной плавки комбината «Южуралникель» // Металлург. 2015. № 6. С.26-28.Шакуров А.Г., Журавлев В.В., Паршин В.М., Школьник Я.Ш., Чертов А.Д. Комплексная переработка жидких сталеплавильных шлаков с восстановлением железа и получением качественной товарной продукции // Сталь. 2014. № 2. С. 75–81.Шакуров А.Г., Журавлев В.В., Паршин В.М., Школьник Я.Ш., Чертов А.Д. Комплексная переработка жидких сталеплавильных шлаков с восстановлением железа и получением качественной товарной продукции // Сталь. 2014. № 2. С. 75–81.Сорокин Ю. В., Демин Б. Л., Смирнов Л. А., Иваница С. И., Гуненков В. Ю., Волошин Ю. А. Переработка шлаков ЭСПЦ в опытной установке барабанного типа с шаровой насадкой // Сталь. 2012. № 3. С.70-72.Сорокин Ю. В., Демин Б. Л., Смирнов Л. А., Иваница С. И., Гуненков В. Ю., Волошин Ю. А. Переработка шлаков ЭСПЦ в опытной установке барабанного типа с шаровой насадкой // Сталь. 2012. № 3. С.70-72.Нохрина О.И., Рожихина И.Д., Рыбенко И.А., Ходосов И.Е. Разработка основ энергоэффективных процессов металлизации с использованием термодинамического моделирования // Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2016. Т.59(4). С.237-244.Нохрина О.И., Рожихина И.Д., Рыбенко И.А., Ходосов И.Е. Разработка основ энергоэффективных процессов металлизации с использованием термодинамического моделирования // Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2016. Т.59(4). С.237-244.Shakurov A.G., Zhuravlev V.V., Parshin V.M., Shkol’nik Y.S., Chertov A.D. Processing of liquid steelmaking slags to obtain commercial products // Steel in Translation. 2014. Vol. 44 (2). P. 166-172.Shakurov A.G., Zhuravlev V.V., Parshin V.M., Shkol’nik Y.S., Chertov A.D. Processing of liquid steelmaking slags to obtain commercial products // Steel in Translation. 2014. Vol. 44 (2). P. 166-172.Bale C.W., Chartrand P., Degterov S.A., Eriksson G., Hack K., Ben Mahfoud R., Melançon J., Pelton A.D., Petersen S. FactSage Thermochemical Software and Databases // Calphad. 2002. Vol. 26 (2). P. 189-228.Bale C.W., Chartrand P., Degterov S.A., Eriksson G., Hack K., Ben Mahfoud R., Melançon J., Pelton A.D., Petersen S. FactSage Thermochemical Software and Databases // Calphad. 2002. Vol. 26 (2). P. 189-228.Bale C.W., Bélisle E., Chartrand P., Decterov S.A., Eriksson G., Hack K., Jung I.H., Kang Y.B., Melançon J., Pelton A.D., Robelin C., Petersen S. FactSage thermochemical software and databases – recent developments // Calphad. 2009. Vol. 33 (2).Bale C.W., Bélisle E., Chartrand P., Decterov S.A., Eriksson G., Hack K., Jung I.H., Kang Y.B., Melançon J., Pelton A.D., Robelin C., Petersen S. FactSage thermochemical software and databases – recent developments // Calphad. 2009. Vol. 33 (2).Yildirim I.Z., Prezzi M. Chemical, Mineralogical, and Morphological Properties of Steel Slag // Advances in Civil Engineering. 2011, Article ID 463638. 13 p.Yildirim I.Z., Prezzi M. Chemical, Mineralogical, and Morphological Properties of Steel Slag // Advances in Civil Engineering. 2011, Article ID 463638. 13 p.Дильдин А.Н., Чуманов В.И., Бендера Т.А. Утилизация шлаков сталеплавильного производства // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия. 2007. №13 (85). С. 15-16.Дильдин А.Н., Чуманов В.И., Бендера Т.А. Утилизация шлаков сталеплавильного производства // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия. 2007. №13 (85). С. 15-16.Дильдин А.Н., Чуманов В.И.,Чуманов И.В.,Еремяшев В.Е.Твердофазное восстановление отходов сталеплавильного производства // Металлург. 2012. №2. С.36-40.Дильдин А.Н., Чуманов В.И.,Чуманов И.В.,Еремяшев В.Е.Твердофазное восстановление отходов сталеплавильного производства // Металлург. 2012. №2. С.36-40.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.