В начало Написать нам Карта сайта | RSS
Уральский рынок металлов


Предлагаем Вам разместить информацию в бегущую строку - 1000 рублей в месяц - за каждые 10 слов | Ежедневно посетители сайта смогут видеть информацию о Вашем предприятии. | Минимальные затраты - максимальный результат!!!
Главная Новости Журнал О компании Статьи Аналитика Тендеры Рекламодателям Подписчикам Бизнес-навигатор Карта сайта Мероприятия Вопросы-ответы
В начало // Журнал / Все номера / УРМ №7 (июль 2002) / Алюминий в роли энергетического компонента
← оглавление номера

Новые проекты:

Алюминий в роли энергетического компонента

Е.А. Коршунов, В.Г. Лисиенко, О.А. Арагилян, В.С. Третьяков ? РУО АИН РФ, УГТУ-УПИ 

Е.А. Коршунов, В.Г. Лисиенко, О.А. Арагилян, В.С. Третьяков - РУО АИН РФ, УГТУ-УПИ

Алюминий в роли энергетического компонента

    Что собой представляет алюминий, какие изделия получают из алюминия и его сплавов, известно всем. Но не все знают, насколько велика роль алюминия в черной металлургии, где его используют в качестве раскислителя.
    Восстановление алюминием железа из оксидов шихты в черной металлургии по экономическим соображениям не практикуют, так как алюминий - сравнительно дорогой металл. Однако применение алюминия в качестве восстановителя металлов из оксидов шихты становится экономически выгодным, когда в ряде технологий шихта перерабатывается как на продукцию черной металлургии, так и на продукцию цветной металлургии. В особенности тогда, когда в составе оксидов шихты, направляемых на плавку, в значительном количестве присутствует оксид металла, стоимость которого выше стоимости алюминия.
    При использовании алюминия в качестве восстановителя металлов из оксидов появляются следующие преимущества.
    Восстановление металлов из оксидов алюминием сопровождается выделением значительного количества тепла. Часто тепла выделяется столько, что его хватает и на расплавление шихты, и на нагрев расплава до необходимой температуры. В этом роль алюминия как энергетического компонента.
    В отличие от восстановления металлов из оксидов углеродом, восстановление алюминием не сопровождается выделением газа. Если же выделение газа и наблюдается, то сравнительно незначительное.
    Возможность вести восстановительную плавку шихты без образования газа при необходимости позволяет в камере специального плавильного агрегата, после ее герметизации, быстро создавать или безокислительную атмосферу, или необходимое для процесса плавки разряжение. В этом случае становится возможным восстановление алюминием металлов практически всех основных оксидов, которые присутствуют в разных рудах или концентратах из руд. Схема возможного специального плавильного агрегата, названного «многофункциональный плавильный агрегат» (МПА), представлена в статье Е.А. Коршунова и А.Г. Тарасова «Новые аспекты в металлургической практике», опубликованной в журнале «Уральский рынок металлов», ?3, 2002.
    Восстановление отдельных металлов, например, цинка, магния, кальция, кадмия из оксидов алюминием в загерметизированной плавильной камере МПА позволяет получать незагрязненный пар этих металлов, из которых далее может быть получен чистый металл.
    Если в соответствующих условиях практически все металлы из оксидов будут восстановлены алюминием, то конечный шлак будет представлять собой практически чистый глинозем, пригодный или для переработки на алюминий, или для получения (после добавки в конечный шлак CaO в необходимом количестве) плавленого клинкера, из которого получают дорогой высокоглиноземистый цемент ВГЦ-1, а также для получения (после добавки в конечный шлак кремнезема в таком количестве, чтобы его в конечном шлаке было не менее 30%) алюминиево-кремниевого сплава по запатентованной технологии.
    Приведем ряд примеров переработки оксидосодержащей шихты, восстановление оксидов в которой рекомендуется осуществлять алюминием.

Пример 1. Переработка ильменитового концентрата Медведевского месторождения Южного Урала.

    Средний химсостав концентрата примем из табл. 33, приведенной в книге Л.И. Леонтьева, Н.А. Ватолина, С.В. Шаврина и Н.С. Шумакова «Пирометаллургическая переработка комплексных руд», М.: Металлургия, 1997.
    В этом концентрате: FeO - 33,8%; Fe2O3 - 13,76%; TiO2 - 42,5%; SiO2 - 3,85%; Al2O3 - 2,97%; CaO - 0,78%; MgO - 1,20%; V2O5 - 0,18% и немного других оксидов.
    Согласно специально разработанной технологии плавку ильменитового концентрата в МПА рекомендуется вести с добавками кремния и оксида кальция. В результате такой плавки могут быть получены: железо с небольшими добавками ванадия, титана и кремния; титанистая лигатура примерно такого состава: 50-54% Ti, 20-25% Si, 23-25% Fe; плавленый клинкер, пригодный для производства ВГЦ-1.
    В процессе плавки 1 т концентрата необходимо будет израсходовать примерно 340 кг алюминия. Затраты на алюминий составят примерно 0. В лигатуру из 1 т ильменитового концентрата может перейти до 250 кг титана. Стоимость 250 кг титана - примерно 0. Будет доход и от получения других продуктов плавки.
    Поскольку все реакции по восстановлению оксидов в шихте экзотермичны, энергетические затраты на ведение процесса становятся незначительными и не играют существенной роли в этом процессе. В конечном итоге, по ориентировочному расчету с учетом стоимости ильменитового концентрата и всех других затрат, связанных с производством товарной продукции, прибыль от переработки 1 т ильменитового концентрата может составить до 0. В МПА в течение года может перерабатываться до 20 тыс. т концентрата. Годовая прибыль может составлять до млн. Если стоимость МПА составит, например, млн., то окупаемость будет менее года.

Пример 2. Переработка хвостов асбестового производства (серпентинита).

    В мировой металлургической практике примерно половину магния получают электролитическим методом, а остальное - термическим методом (см. статью Р.Е. Браун «Обзор магниевой промышленности», опубликованную в журнале «Цветные металлы», 2002, ?4). В России магний термическим методом не производят. Однако отдельную шихту, содержащую оксид магния, например, «хвосты» асбестового производства (серпентинит), выгоднее перерабатывать термическим методом, при котором оксиды в хвостах восстанавливаются алюминием. (О выгодности термического способа производства магния в условиях жидкофазного восстановления металла, в частности, восстановления сильным металлическим восстановителем, сказано в статье Л.Б. Хорошавна и Т.М. Головиной «Металлургия магния - металл ХХI века», опубликованной в журнале «Уральский рынок металлов», 2001, ?7.)
    Если по разработанному термическому методу в МПА перерабатывать серпентинит, химический состав которого указан в статье Брауна (MgO - 40%, SiO2 - 38%, Fe - 5%, H2O - 13%, CaO и Al2O3 - остальное), то, теоретически, из тонны серпентинита можно будет получить: 240 кг магния, 127 кг кремния, 50 кг железа и около 1 т плавленого клинкера, пригодного для производства ВГЦ-1. (Из 1 т клинкера можно получить товарного ВГЦ-1 не менее 800 кг.)
    Кремний и железо образуют ферросилиций, близкий к ФС75, стоимость которого порядка $ 400 за тонну. Одна тонна магния в России продается по цене от 1900 до $ 2500 (в Канаде - $ 4400, в США - 00-3660 , см. статью Л.Б. Хорошавина и Т.М. Головиной). Согласно ценнику Подольского цементного завода (на май 2001 года), ВГЦ-1 продается по цене до $ 800 за тонну.
    На восстановление оксидов, которые имеются в одной тонне серпентинита, надо затратить примерно 425 кг алюминия. По примерному расчету, прибыль от переработки серпентинита, как и в первом примере, может быть до 300 долл. на тонну серпентинита. Примерно такой же может быть и производительность МПА по перерабатываемой шихте. Окупаемость - менее 1 года.
    Производительность на 1 МПА по магнию 3-5 тыс. т в год. Если спрос на магний будет большим, то этот спрос может быть удовлетворен за счет ввода второго, третьего и т.д. МПА, но на следующие агрегаты внешних инвестиций не потребуется, так как они будут изготовляться за счет прибыли от работы первого и других сооружаемых МПА.

Пример 3. Переработка небалансовых бокситов.

    Принят следующий химсостав обезвоженного небалансового боксита: Al2O3 - 50%, SiO2 - 15%, Fe2O3 - 30%, CaO - 5%.
    Чтобы конечный шлак имел содержание CaO 20%, при переплаве 1 т боксита следует в плавку добавить 165 кг CaO.
    На восстановление кремния и железа из тонны боксита надо затратить не более 200 кг алюминия, при этом будет получено 280 кг ферросилиция с содержанием кремния 25 % и более 1 т плавленого клинкера, пригодного для производства ВГЦ-1.
    При расходе 1 т алюминия может быть получено 1400 кг ферросилиция, на сумму примерно 0 и 5 т клинкера, из которого можно получить не менее 4 т ВГЦ-1 на сумму примерно 00, так как ВГЦ-1 стоит до 0 за тонну. Затраты на алюминий - 00-1500.
    После учета всех затрат на производство прибыль может быть весьма значительной, и МПА может окупиться за срок менее полгода. Однако такая прибыль может быть, если будет спрос на дорогой ВГЦ-1. Безусловно, прибыльной будет переработка небалансового боксита, если алюминием восстановить все оксиды, включая оксид кальция, и далее в полученный конечный шлак добавить измельченную руду кианита в таком количестве, чтобы в шлаковом расплаве было не менее 30% SiO2.
    Из указанного расплава далее по разработанной технологии (по патенту РФ ?2148670) может быть получен алюминиево-кремниевый сплав. В этом случае не потребуется тратить средства для покупки алюминия, так как часть получаемого алюминия в сплаве будет оборотной.
    В заключение следует отметить еще одно немаловажное обстоятельство: если предлагаемые технологии переработки разных руд и концентратов найдут широкое распространение, то может значительно возрасти расход алюминия на внутреннем рынке металлов, что для настоящего времени весьма актуально.

Журнал

   
Ваше имя:  
Пароль:     
  запомнить меня
  Регистрация  Забыли пароль?

Бизнес-навигатор

   Меткомплекс
   Наука и образование
   Органы власти
   Отраслевые союзы
   Смежные отрасли


Атомстрой комплекс
ЛитМаш
ЗаводЭкоТехнологий
 
Отраслевая наука 


 
        ООО «УралИнфо»
   Телефон/факс: (343) 350 71 71
   г.Екатеринбург, ул.Мамина-Сибиряка, 58, офис 601        
            urm@urm.ru
Яндекс цитирования
«Сумма технологий» «Сумма технологий»
сопровождение сайта