Исследование возможности использования марганецсодержащих отходов при производстве чугуна

Марганцевая продукция на 90% используется при выплавке стали, поэтому ее потребление напрямую зависит от ситуации в сталелитейной промышленности. Ежегодно производство стали в мире увеличивается, что приводит к росту потребления ферросплавов. Расход марганцевых ферросплавов на 1 т стали составляет 4–5 кг. Потребность в марганцевых ферросплавах в РФ составляет порядка 600–650 тыс. т в год. Марганец является остродефицитным сырьем, имеющим стратегическое значение. На сегодняшний день добыча марганцевых руд на территории России не ведется. Поэтому Россия вынуждена импортировать как товарную марганцевую руду, так и ферросплавы.

В настоящее время выплавку ферромарганца осуществляют в электрических рудовосстановительных печах и в доменных печах. Дорогостоящий кокс, большой расход электроэнергии и значительные транспортные затраты приводят к высокой себестоимости производимого в РФ ферромарганца. Так на производство 1 т высокоуглеродистого ферромарганца в доменных печах требуется 1500–1600 кг кокса или 3800–4200 кВт·ч электроэнергии и 450–500 кг кокса для производства 1 т ферромарганца в электропечах.

Тем временем, ежегодно при выплавке ферросплавов образуются техногенные отходы, представленные, главным образом, марганецсодержащими шлаками (200 тыс. т), пылями (3 тыс. т) и шламами (20 тыс. т). Источники скопления промышленных отходов несут непоправимый вред окружающей среде. Для их хранения отводятся тысячи гектаров земель. Суммарное содержание полезных компонентов, которые накапливаются в техногенных месторождениях за 20–30 лет, сопоставимо, а может и превышать их количество в ежегодно добываемых рудах. Такие месторождения являются новым источником минерального сырья. Для их изучения и освоения необходимы новые подходы и технологии.

В представленной работе были произведены исследования возможности вовлечения в процесс производства первичного металла марганецсодержащих отходов (шлака процесса выплавки металлического марганца). Проведенные расчеты показали:

– возможность выведения из шихты марганцевой руды;

– снижение расхода флюса;

– возможность снижения количества фосфора, вносимого марганецсодержащими материалами, поскольку содержание фосфора в шлаке металлического марганца на два порядка ниже, чем в марганцевой руде.