Моделирование двухстадийной переработки цинксодержащих отходов металлургического производства

• Автор: Черняев, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 139 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Состояние и перспективы переработки цинксодержащих

металлургических отходов

1.1 Основные направления переработки и утилизации цинксодержащих металлургических отходов

1.2 Гидрометаллургические способы

1.3 Механическое и гравитационное обесцинкование

1.4 Переработка металлургических шламов и пыли с помощью

агломерации

1.5 Твердофазное восстановление железа

1.6 Жидкофазное восстановление железа
1.7 Использование математического моделирования для определения технико-экономических параметров процессов переработки цинксодержащих отходов
Выводы по главе
Глава 2. Моделирование твердофазного процесса восстановления
2.1 Расчет твердофазного восстановления цинксодержащих отходов .
Исходные данные
Расчет химического состава частично металлизованных окатышей
Расчет химического состава образовавшихся газов
Предварительный расчет теплового баланса
Расчет сгорания природного газа
Итоговый тепловой баланс
Итоговый материальный баланс
2.2 Разработка и применение программы для ЭВМ «Моделирование твердофазного восстановления»
2.3 Разработка базы данных «Химические и термодинамические свойства элементов, веществ и материалов»
Выводы по главе
Глава 3. Моделирование жидкофазного процесса восстановления
3.1 Расчет жидкофазного и комбинированного процесса восстановления цинксодержащих отходов
Исходные данные
Расчет сгорания 1 кг угля
Предварительный расчет расхода угля
Предварительный расчет количества металла
Определение количества компонентов, поступающих из шихтовых материалов
Определение состава металла и шлака
Расчет продуктов реакций восстановления
Расчет состава образующегося газа после реакций восстановления
Расчет состава газа, образующегося в результате сжигания угля
Расчет состава газа, образованного в результате дожигания:
Расчет предварительного материального баланса
Расчет предварительного теплового баланса
Расчет уточненного количества угля
Расчет материального и теплового баланса с заданной точностью
3.2 Разработка программы для ЭВМ «Моделирование жидкофазного восстановления»
3.3 Использование математической модели жидкофазного восстановления для расчета технико-экономических параметров процесса ИшкЗ
Выводы по главе
Глава 4. Лабораторные испытания на базе полученных моделей
4.1 Твердофазная металлизация
4.2 Жидкофазное восстановление
4.3 Переработка цинксодержащих металлургических отходов путем прямого восстановления с использованием элементов технологии ГГткЗ
4.4 Расчет экономического эффекта и срока окупаемости в условиях ОАО «ММК»
Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение А
Приложение Б
Приложение В

2) Не все программы позволяют разделить процессы, протекающие в металлургических агрегатах на реакционные зоны.
3) В программах не учитываются конструкционные особенности и режимы работы агрегатов.
По результатам анализа было принято решение на основе лабораторных испытаний и литературных данных создать новые математические модели твердофазного и жидкофазного восстановления, которые при объединении позволят оценить технико-экономические параметры комбинированной технологии переработки доменных и сталеплавильных шламов.
Выводы по главе
1. Проблема переработки металлургических шламов и цинксодержащих пылей является крайне актуальной, причем в дальнейшем её актуальность будет только возрастать из-за проблем с поставкой качественной руды, ухудшения экологической ситуации, возрастания стоимости стального лома и цинка.
2. Существует большое количество различных способов переработки шламов, но наряду с положительными сторонами каждый обладает теми или иными недостатками, ограничивающими его применение.
3. Наибольший интерес могут представлять комбинированные технологии переработки цинксодержащих металлургических отходов, в частности двухстадийный процесс восстановления, при котором на первой стадии происходит твердофазная металлизация с удалением из шламов цинка, а на второй стадии полученный частично металлизованный продукт подвергается жидкофазному восстановлению. Преимуществами данной схемы являются:
- возможность эффективного улавливания цинка на стадии твердофазного восстановления;
- высокая производительность по сравнению с процессами твердофазного восстановления;