Введение к работе
Актуальность темы. Комплексное использование минерального сырья и борьба с отрицательным влиянием горнопромышленных отходов на окружающую среду - это приоритетные - задачи государственной, важности. - Минерально-сырьевые ресурсы являются не возобновляемыми и по мере отработки наиболее богатых и легко доступных месторождений качество руд снижается, а количество отходов и стоимость сырья возрастают. Постоянный рост; и накопление техногенных отходов ведет к увеличению' экологической нагрузки на окружающую среду. Потребности промышленности, в минеральном сырье не уменьшаются, поэтому использование вторичного сырья и горнопромышленных отходов позволяет расширить минерально-сырьевую базу,.снизить объемы специальных горных выработок и темпы роста отвалов и хвостохранилищ. Вместе с тем использование вторичного сырья сопряжено с рядом трудностей. Это обусловлено тем, что горнопромышленные отходы содержат в своем составе минералы и примеси, не свойственные традиционному минеральному сырью и, кроме того, характеризуются широким диапазоном изменения минерального и химического состава, физико-химических' и технологических свойств. Эти изменения особенно отрицательно сказываются, когда получение продукции связано с глубоким физико-химическим преобразованием исходных компонентов.
Цель работы. Уменьшение потребности в первичных минеральных и энергетических ресурсах путем оптимизации и совершенствования производства минераловатных изделий из высокожелезистых шлаков цветной металлургии с широким использованием горнопромышленных отходов, а также снижение отрицательного влияния шлаков, содержащих тяжелые металлы на окружающую среду.
Основные задачи:
Анализ причин низкого качества минерального волокна (в дальнейшем -волокно) в ОАО КГМК «Комбинат Североникель» и разработка организационно-технических решений по снижению себестоимости минераловатных изделий в ОАО КГМК «Комбинат Североникель» и разработка организационно-технических решений по снижению себестоимости минераловатных изделий в ОАО КГМК «Комбинат Североникель».
Изучение влияния колебаний минерального и химического состава сырья наиважнейшие свойства расплавов, параметры технологического процесса и качество готовой продукции. Определение наиболее перспективных видов1 сырья для корректировки шлаковых расплавов. Математическое описание выявленных взаимосвязей состав-свойство, разработка алгоритма и программы для ЭВМ по оперативному расчету оптимального состава шихты- и оптимизации технологических параметров процесса производства волокна.
-" Рос.,нлаиоііАлі»«АЯ |
БИБЛИОТЕКА і 3
Разработка технологических регламентов для производства волокна' в ОАО КГМК «Комбинат Североникель» с использованием корректирующих добавок го горнопромышленных отходов.
Разработка конструкторско-технических решений по модернизации оборудования участка подготовки расплава к выработке и создание линии получения рулонных изделий.
Научная новизна. Изучены физико-химические и производственные причины низкого качества волокна в действующем производстве и с их учетом:
- исследовано влияние неоднородности химического и минерального
состава исходного сырья на технологические параметры расплава и качество
получаемого волокна из высокожелезистых шлаков цветной металлургии;
- установлены условия, необходимые для производства высокосортного
конечного продукта при переменном составе всех компонентов сырья.
Дано математическое описание выявленных взаимосвязей состав-свойство в системе высокожелезистые пироксены - полевые шпаты.
Разработан алгоритм и на его основе компьютерная программа вычисления важнейших технологических параметров процесса получения волокна.
Практическая значимость работы.
Разработаны и переданы к использованию в производстве:
- технологические регламенты подготовки - расплава к выработке для
огненно-жидких и отвальных шлаков медно-никелевого производства, местного
природного мелилитсодержащего сырья;
компьютерная программа по оперативному расчету основных технологических параметров процесса подготовки расплава к выработке -конструкторская документация, технические решения и экономические рекомендации по совершенствованию производства минераловатных изделий.в ОАО КГМК «Комбинат Североникель».
Универсальная программа по оперативному расчету технологических процессов применима для различных силикатных производств, перерабатывающих сырье нестабильного состава плавлением.
Основные положения, выносимые на зашиту.
1. Принципы и условия получения высококачественного волокна.
Алгоритм и метод расчета оптимального состава шихты, основных параметров технологического процесса в условиях нестабильности минерального и химического состава исходного сырья.
Технологические регламенты получения волокна из различных видов сырья; технические решения по совершенствованию производства минераловатных изделий ОАО КГМК «Комбинат Североникель».
Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы представлялись на следующих конференциях: «Современные проблемы строительного материаловедения. VI академические чтения РААСН» (Иваново, 2000); «Теоретические и экспериментальные основы создания новых высокоэффективных химико-технологических процессов и оборудования». V Международная научная конференция, (г. Иваново, 2001г.); Ш Всероссийская научно-техническая конференция «Новые химические технологии, производство и применение» (Пенза, 2001); XI научно-техническая конференция МПУ (Мурманск, 2000); Всероссийские научные чтения с международным участием, посвященные 70-летию со дня рождения чл. -корр. АН СССР М.В.Мохосоева, Улан-Удэ, 2002 г.; Российско-индийский симпозиум «Металлургия цветных и редких металлов» (Москва, 2002); «Роль минералогических исследований в решении экологических проблем (теория практика, перспективы развития)», годичное собрание ВМО (Москва, 2002); «Экология северных территорий России. Проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения». Международная конференция (Архангельск, 2002); 29 международная конференция «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации, бизнесе». ЗапХУ (Запорожье, 2002); Всероссийская научно-техническая конференция «Наука и образование-2002» (Мурманск, 2002).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 научных статьи и тезисов докладов. Способ получения минерального волокна на основе высокожелезистых шлаков переработки медно-никелевых руд защищен патентом.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 142 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов и списка использованной литературы, содержит 17 рисунков и 29 таблиц. Список литературы включает 132 наименования работ.
