автореферат диссертации по металлургии, 05.16.07, диссертация на тему:Развитие концепции управления отходами и разработка методологии ее реализации на металлургическом предприятии

На правах рукописи

Волыпкина Екатерина Петровна

РАЗВИТИЕ КОНЦЕПЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ОТХОДАМИ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ ЕЕ РЕАЛИЗАЦИИ НА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ ПРЕДПРИЯТИИ

Специальность 05 16 07 «Металлургия техногенных и вторичных ресурсов»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Новокузнецк 2007

003071902

Работа выполнена

в ГОУ ВПО «Сибирским государственный индустриальный университет»

Научный консультант.

Официальные оппоненты-

Ведущее предприятие:

доктор технических наук, профессор, заслуженный работник высшеи школы, Протопопов Евгении Валентинович

доктор технических наук, профессор, Дуб Владимир Семенович

доктор технических наук, профессор, Бородин Дмитрий Иванович

доктор технических наук, профессор, Буторина Ирина Викторовна

Общество с ограниченной ответственностью «Сталь — НК», г Новокузнецк

Защита состоится «21» июня 2007г в 10 часов, на заседании диссертационного совета Д212 132 02 при Московском государственном инстнт>те стали и сплавов (технологическом университете) по адресу 1 19049, г Москва, В-49, ГСП-1, Ленинский проспект, д 6, ауд А-305

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного института стали и сплавов (технологического университета)

Автореферат разослан мая 2007г

Справки по телефонам (495) 230-44-27, 230-45-27, 959-98-67 (факс)

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук профессор

Семин А Е

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы В глобальном программном документе развития человечества «Повестка дня на XXI век» проблема отходов определена как препятствующая устойчивому развитию мировой экономики, а на Международной конференции по устойчивому развитию в Йоханнесбурге в 2002г признана главной проблемой в области охраны окружающей среды Образование отходов делает антропогенный круговорот ресурсов незамкнутым п ведет к нарушению устойчивости биосферы вследствие истощения природных ресурсов и негативного воздействия на природные экосистемы

Ежегодно в атмосферу выбрасывается около 1 млрдт газообразных отходов, в гидросферу - около 15 млрдт жидких отходов, на землю попадает примерно 85 млрдт твердых отходов Количество накопленных отходов в России составляет около 120 млрдт, а годовой экономический ущерб от загрязнения отходами окружающей среды оценивается на уровне 10% валового внутреннего продукта

Высокий уровень образования отходов является следствием неэффективного использования в производственной деятельности природных ресурсов В то же время, опыт развитых государств показывает, что человечество может успешно развиваться, значительно сократив потребление природных ресурсов на единицу продукции Известно, что ресурсо- и энергоемкость единицы ВВП в США в 2 раза, а в Западной Европе и Японии в 3-4 раза ниже, чем в России Это означает, что для производства 1 т продукции в этих странах вовлекается в 2-4 раза меньше природных ресурсов при соответствующем снижении образования твердых, жидких и газообразных отходов

Для российской металлургии проблема отходов имеет особую актуальность вследствие высокого уровня их удельного образования на единицу металлопродукции - в 1,5-3 раза выше, чем в развитых странах Это обуславливает высокую ресурсо- и энергоемкость отечественных металлургических предприятий и загрязнение окружающей среды в регионах их размещения Накопления отходов металлургической и связанной с ней горнодобывающей отрасли на территории Урала п Кузбасса превышают 50 млрд т, а общая площадь занятых под их складирование и нарушенных вследствие этого экосистем составляет более 60 тыс га Эффективно организованное управление отходами позволит оптимизировать материально-энергетические потоки между производственными процессами металлургического предприятия и окружающей средой и обеспечить устойчивое развитие его экономики без разрушения природных экосистем

Цель работы. Разработка научного обоснования управления отходами, методологии его реализации на металлургическом предприятии, технологических решений, обеспечивающих оптимизацию материально-энергетических потоков между производственными процессами металлургического предприятия и окружающей средой

Основной объем работы был выполнен по планам НИР ГОУ ВПО «Си-

бирский государственный индустриальный университет» в соответствии с заданиями Государственного плана экономического и социального развит» СССР и ГКНТ № 113/233 от 30 Об 1986, всесоюзными межвузовскими программами «Металл» и «Энерго- и ресурсосберегающие технологии в металлургии», конкурсом грантов Министерства общего и профессионального образования РФ по фундаментальным исследованиям в области металлургии, Программой Министерства образования «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», Федеральной целевой программой «Интеграция образования и фундаментальной науки»

Научная новизна

1 Введено и обосновано понятие «техноэкосистема» Сформулированы принципы организации техноэкосистем, обеспечивающие их устойчивое развитие

2 Разработана концепция управления отходами техноэкосистемы п предложены принципы формирования информационных потоков, обеспечивающих функционирование системы управления отходами промышленного предприятия

3 Получена новая информация об особенностях скоростного пиролиза энергетических углей в условиях доменного и конвертерного процессов, позволившая разработать и теоретически обосновать способы оптимизации их энергетической функции Установлена связь реакционной способности углерода твердых продуктов пиролиза углей с параметрами кристаллической структуры

4 Экспериментально доказано, что процесс скоростного пиролиза угольных частиц протекает преимущественно в неизотермических условиях при определяющей роли внешнего теплообмена для высокометаморфизован-пых углей и внутреннего теплопереноса для малометаморфизованных углей

5 Теоретически обоснованы способы интенсификации реализации энергетического потенциала углей, вдуваемых в фурменную зону доменной печи

6 Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования отходов полимеров в смеси с пластификаторами (отработанное масло, каменноугольная смола) в качестве связующих для брикетирования мелкодисперсных железосодержащих отходов металлургического производства

7 Получены новые данные об участии газообразных продуктов пиролиза органических компонентов в восстановлении железа внутри брикетов, позволившие расширить спектр используемых в металлургии восстановителей и теоретически обосновать возможность получения самовосстанавливающихся в металлургических агрегатах брикетов

8 Получены новые данные о каталитическом влиянии кальций- и железосодержащих отходов металлургического производства на процессы окисления газообразных и твердых продуктов пиролиза углей, позволившие обосновать целесообразность их ввода в состав топливных брикетов Впер-

вые установлено, что кальций- и железосодержащие отходы металлургического производства оказывают комплексное обезвреживающее и обеззараживающее действие на токсичные органосодержащие отходы (фторуглероди-стые отходы алюминиевой промышленности, отходы от очистки сточных вод), обеспечивая, наряду с переводом в нерастворимую форму токсичных неорганических соединений, интенсификацию разложения органических загрязнителей, включая ПАУ, и подавление жизнедеятельности патогенных микроорганизмов

9 Получены новые данные об особенностях горения углерода отработанной углеродистой футеровки электролизеров алюминиевого производства, позволившие теоретически обосновать целесообразность ее использования в доменном и сталеплавильном процессах

10 На основании результатов исследований шламонакопителя металлургического предприятия выявлены закономерности сегрегации частиц отходов по его поверхности и глубине, на основании которых предложен механизм формирования техногенного месторождения на территории шламонакопителя

Практическая значимость

Полученная в работе совокупность теоретических положений, методов и экспериментальных данных является инструментом для практической реализации системы управления отходами на металлургических предприятиях и обеспечения их устойчивого развития

1 Предложены и внедрены методы количественной, материальной, экономической и энергетической оценки отходов, методы нормирования отходов и планирования действий с отходами, позволившие сформировать информационные потоки, обеспечивающие функционирование системы управления отходами

2 Разработан и внедрен комплекс методов прогнозной оценки углей, позволивший сформировать угольную сырьевую базу для доменной технологии с использованием углей в пылевидном и кусковом виде и кнслородно-конвертерного процесса с вводом углей в период прогрева лома и по ходу продувки в жидкий металл

3 Разработаны и внедрены методы оптимизации доменного процесса с использованием кусковых углей и кислородно-конвертерного процесса с вводом углей в период прогрева лома, обеспечивающие снижение потребления кокса, жидкого чугуна и образования конвертерного шлака

4 Разработаны и внедрены рекомендации по подбору и использованию углей в топках теплоэнергетических установок со слоевой системой сжигания, обеспечивающие снижение расхода топлива и образование отходов

5 Разработаны новые виды брикетированного сырья для металлургии на основе мелкодисперсных отходов металлургического, ферросплавного, алюминиевого производства, углепереработки, разработаны и внедрены технологии получения и использования брикетов в конвертерных процессах

6 Разработаны и внедрены способы получения синтетических флюсов для металлургии на основе фторуглеродистых отходов алюминиевого производства Синтетические флюсы и технологии с их использованием внедрены в доменном и конвертерном производствах, обеспечив снижение потребления материально-энергетических ресурсов при выплавке чугуна (кокс) и стали (жидкий чугун, известь и др ), уменьшение образования шлаков и обезвреживание отходов алюминиевого производства

7 Разработана и внедрена технология выплавки стали в конвертере с использованием отработанных автомобильных покрышек в период прогрева лома для частичной замены угля Экспериментально доказана возможность использования отработанных автомобильных покрышек в качестве альтернативного топлива на угольных теплоэнергетических установках с топками прямого хода

8 Разработана карта-схема химического состава шламопакопнтеля ОАО «ЗСМК», определены перспективные участки для извлечения железосодержащего и органического сырья

9 Разработаны и внедрены в условиях хвостохраннлнща Абагурской ОАФ и шламонакопителя ОАО «ЗСМК» методы консервации отвалов металлургических предприятий с использованием отходов от очистки городских сточных вод (ОСВ), позволяющие одновременно решить две актуальные проблемы - восстановить и обезвредить техногенные ландшафты и удалить и обезвредить отходы от очистки сточных вод

Полученные научные результаты внедрены в условиях ряда металлургических (ОАО «ЗСМК», ОАО «НКМК») и теплоэнергетических (МКП «Те-плоэнергия», г Новокузнецк) предприятий, используются в учебном процессе в ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный универсши» при подготовке студентов по специальности 150109 «Металлургия техногенных и вторичных ресурсов»

Предмет зашиты п личным вклад автора На защиту выносятся

- концепция управления отходами техноэкосистемы и методология ее реализации в условиях промышленного предприятия,

- методы и результаты количественной, материальной, экономической и энергетической оценки отходов доменного и сталеплавильного производств металлургического предприятия,

- результаты экспериментальных исследований скоростною пиролиза углей в условиях доменного и конвертерного процессов,

- методы и результаты прогнозной оценки углей для доменного п конвертерного процессов,

- принципы подбора углей для топок теплоэнергетических установок со слоевым способом сжигания,

- методы получения новых видов брикетированного сырья для металлургии на основе мелкодисперсных отходов металлургии и смежных отраслей,

- экспериментальные данные о каталитическом влиянии соединений кальция и железа на процессы окисления продуктов пиролиза углей,

- гипотеза преимущественного восстановления железа летучими продуктами пиролиза органических восстановителей в брикетах,

- методы получения синтетических флюсов для металлургии на основе фторуглсродистых отходов алюминиевых заводов,

- методы переработки отработанных автомобильных покрышек в теплоэнергетических установках и конвертерах,

- механизм формирования техногенного месторождения на территории шламонакопителя металлургического предприятия,

- методы обезвреживания отходов от очистки сточных вод и рекультивации отвалов металлургических предприятий с их использованием

Автору принадлежит постановка задач теоретических и экспериментальных исследовании, разработка теоретических положений управления отходами и методологии его практической реализации, технологических решений, обеспечивающих снижение образования, переработку, обезвреживание и экологически безопасное захоронение отходов металлургии и смежных отраслей, участие в проведении экспериментов, обработка и обобщение результатов

Апробация работы Основные результаты докладывались на следующих конференциях, симпозиумах, семинарах

Всесоюзная конференция «Исследование углей, процессов и продуктов их переработки» Свердловск, 1985, VII Всесоюзная конференция «Теория и практика кислородно-конвертерных процессов», Днепропетровск, 1987, Всесоюзная конференция «Пути повышения эффективности исследования углей, процессов и продуктов их переработки», Свердловск, 1988, «1 Всесоюзная школа-семинар по применению физико-химических методов исследований и анализа углей и их производных», Свердловск, 1989, Всесоюзный симпозиум «Проблемы катализа в углехимни», Донецк, 1990, Всесоюзная конференция «Технологическое обеспечение технологических процессов черной металлургии», Днепропетровск, 1990, Всесоюзная конференция «Создание и освоение экологически чистых, ресурсосберегающих технологий в черной металлургии», Донецк, 1991, конференция с международным участием «Углеродные материалы из нефтяного и каменноугольного сырья», Новокузнецк, 1994, Международная конференция «Ргос Eighth int Conf Coal Science», Oviedo, Испания, 1995, Международная конференция «Эксплуатация систем водоснабжения и водоотведения», Красноярск, 1996, IV Международная конференция «Перспективы развития горнодобывающей промышленности», 1997, Международная конференция «Эксплуатация систем водоснабжения и водоотведения», Красноярск, 1997, Международная конференция «Проблемы экополиса», Барселона, 1998, Международная конференция «Водоснабжение и водоотведение, качество и эффективность», Красноярск, 1998, Всероссийская конференция «Современная металлургия начала нового тысячелетия», Липецк, 2001, Международная конференция «Сотрудничество для решения

проблемы отходов», Харьков, 2004, Международный конгресс по управлению отходами «ВЭЙСТТЭК», Москва, 2005, Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов», Харьков, 2005, Международная конференция «Металлургия России на рубеже XXI века», Новокузнецк, 2005, XI Международная конференция «Алюминий Сибири», Красноярск, 2005, Международная конференция «Управление отходами - основа восстановления экологического равновесия в Кузбассе», Новокузнецк, 2005, Международная конференция «Современные технологии и оборудование для внепечной обработки и непрерывной разливки стали», Москва, 2006

Публикации. По результатам выполненной диссертационной работы опубликовано 1 12 работ, в том числе 49 статей в научных журналах и сборниках, из которых 25 - в рецензируемых научных журналах, получено 5 авторских свидетельств на изобретения СССР и патентов РФ

Структура п объем работы Диссертация изложена на 404 страницах машинописного текста, состоит из введения, 8 глав и заключения, содержи I 47 таблиц, 72 рисунка, 183 страницы приложений и список литературы из 366 наименовании

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе обосновываются основные задачи исследования Показано, что высокий уровень образования отходов на металлургических преа-приятиях России, в 6-7 раз превышающий выпуск стали, влечет за собой не только экологические, но и экономические последствия В то же время в отрасли и на предприятиях отсутствует системный анализ причин образования отходов и способов их снижения, что не позволяет руководителям производства выработать эффективные решения по снижению расхода материально-энергетических ресурсов н себестоимости продукции На примере опыта развитых стран показано, что металлургия имеет значительные резервы снижения удельного образования отходов на единицу металлопродукции и сокращения количества неутилизируемых отходов

В результате анализа положения с отходами на ОАО «ЗСМК» выявлены характерные проблемы российских металлургических предприятий в области обращения с отходами Определены потери с отходами используемых природных ресурсов, включая основные сырьевые компоненты железо (457 тыс т ежегодно), оксид кальция (900 тыст), углерод (200 тыс т) Показано, что создание системы управления отходами необходимо, прежде всего, самому металлургическому предприятию, так как приведет к уменьшению потребления материальных и энергетических ресурсов и снижению себестоимости продукции

Проанализировано состояние проблемы управления отходами за рубежом и в России Показано, что в настоящее время управление отходами используется в развитых странах, особенно в отношении бытовых отходов, обеспечивая достижения в области минимизации, переработки и сведения к нулю количества захораниваемых отходов Однако до сих пор единственной

теоретической основой управления отходами являются принципы Иерархии управления отходами, принятой на международном законодательном уровне в качестве руководства действий человечества по обращению с отходами В глобальных международных документах, включая «Повестку дня на XXI век», отмечается необходимость углубления знаний о принципах управления отходами и их широкого распространения

Сделан вывод о том, что для дальнейшего распространения идеи управления отходами необходимо создание ее научного обоснования, определяющего роль и место управления отходами в развитии человечества, методологии создания системы управления отходами на промышленных предприятиях, наработка технологических решений, обеспечивающих практическую реализацию теоретических принципов управления отходами Особую актуальность имеет решение этих проблем применительно к российским металлургическим предприятиям

Во второй главе показано, что управление отходами является новым направлением человеческой деятельности, возникшим к концу XX века в результате конфликта между производственной деятельностью и окружающей природной средой, приведшего к нарушению устойчивости биосферы Предложено рассматривать управление отходами как следствие естественной эволюции биосферы на пути ее перехода на новый этап развития - ноосферу, предполагающий разумное регулирование отношений между человеком и природой

В результате развития теоретических положений В И Вернадского о биосфере и экосистемах введено и развито понятие «техногенная экосистема», или «техноэкосистема», которая по аналогии с природными экосистемами определена как пространственно определенная совокупность производственных компонентов (ячеек), которыми являются производственные участки, цехи, предприятия и тд, и живых организмов, объединенных единой средой существования Внутри техноэкосистемы реализуются производственные процессы, являющиеся источниками образования отходов, а также процессы сбора, транспортировки, переработки, обезвреживания или захоронения образующихся отходов В техноэкосистемах как и в природных экосистемах материальные и энергетические потоки транспортируются между компонентами и в окружающую среду и существует система информационных связей между ними Отличием техноэкосистем от природных экосистем является неразвитость информационных потоков между ее компонентами и окружающей средой, регулирующих материальный и энергетический обмен между ними таким образом, чтобы обеспечить замкнутость круговорота природных ресурсов и сохранение устойчивого динамичного равновесия биосферы Низкий уровень информации в техноэкосистемах обуславливает низкую степень их организованности и соответственно высокий уровень транспортируемых материальных и энергетических потоков

Показано, что техноэкосистемы, также как и природные экосистемы, создаются и развиваются в результате эволюции биосферы и для обеспечения сложившегося динамического равновесия в биосфере должны быть органи-

зованы аналогично природным экосистемам Сформулированы принципы организации техноэкосистем, обеспечивающие их устойчивое развитие

• управление материальными и энергетическими потоками между компонентами техноэкосистемы и окружающей средой должно быть организовано таким образом, чтобы количество транспортируемых материалов и энергии, а, следовательно, и количество образующихся отходов, постоянно снижалось, приближаясь к минимально необходимому для каждого конкретного технологического процесса,

• образующееся в результате производственных процессов минимально возможное количество отходов подвергается рециклингу в своей техно-экосистеме, обеспечивая ее максимальную замкнутость, или при невозможности этого в соседних техноэкосистемах, включая и\ в материальный и энергетический круговорот в биосфере,

• выводимые из техноэкосистемы отходы перед попаданием в природные экосистемы должны быть переведены в привычную для данных экосистем форму,

• размещение отходов техноэкосистем в природных экосистемах должно быть организовано таким образом, чтобы не нарушать существующее динамическое равновесие экосистем

На основании выдвинутого положения о том, что внутри природных экосистем действует система управления отходами, как часть общей системы управления экосистемами, обеспечивающая их самоорганизацию и устойчивое развитие, показано, что система управления отходами техноэкосистем должна организовать их аналогично природным экосистемам

Система управления отходами (СУО) техноэкосистемы определена как система информационного взаимодействия между ее компонентами и окружающей средой, осуществляющая управление материальными и энергетическими потоками и обеспечивающая самоорганизацию техноэкосистемы и ее устойчивое развитие при сохранении устойчивости биосферы Объектами СУО являются компоненты техноэкосистемы, образующие отходы или участвующие в процессах последующего обращения с ними (сбор, транспортировка, переработка, обезвреживание, захоронение отходов) Задачей СУО техноэкосистемы является организация управления материально-энергетическими потоками между ее компонентами и окружающей средой Цель СУО - постепенное снижение количества транспортируемых материалов и энергии Способ достижения цели - информационное взаимодействие между компонентами техноэкосистемы и окружающей средой

Используемая в международной практике Иерархия управления отходами рассмотрена как первая попытка человечества организовать техноэкосистемы по аналогии с природными

На основании сформулированных теоретических положений разработана схема управления отходами производства промышленного предприятия (рис 1), позволяющая выполнить задачу СУО, и предложены принципы формирования информационных потоков, определяющие практический механизм ее реализации

Рис I - Схема управления отходами производства промышленного

предприятия

Схема управления отходами апробирована применительно к двум основным производственным компонентам металлургической техноэкосистемы - доменному н сталеплавильному (конвертерному) производствам - на примере крупного металлургического предприятия (ОАО «ЗСМК») Предложены методы количественной оценки отходов, которые позволили поставить на первичный производственный учет дополнительно 14 видов отходов в доменном производстве и 28 видов - в сталеплавильном На основании результатов количественной оценки отходов разработаны материально-сырьевые балансы производственных процессов, схематично представленные на рис 2 Предложены методы и выполнена оценка потерь с отходами материальных, финансовых и энергетических ресурсов (рис 3) Метод материальной оценки отходов заключался в идентификации и количественной оценке теряемых с каждым видом отходов видов сырья на основе данных о химическом составе отходов и сырьевых компонентов Метод экономической оценки отходов заключался в расчете общей суммы затрат, связанных с образованием и обращением с отходами, включая стоимость теряемых для технологического процесса материальных ресурсов, затраты на удаление отходов за вычетом возврата средств, получаемых при утилизации некоторых видов отходов Для количественной оценки энергетических потерь с отходами использован эксергетический метод п полные топливно-энергетические балансы (ПЭТБ) на его основе

Сырье v тзеидое то г rm>_ 2327 4

Улавливаемая А 3 81

►

Неорганизован ные выбоосы 0 15

►

Организованные выбросы 0 36

Сырье и

Раэливка чугу»- а

Ич f/ежконусного лрос ранства 4 0 00013/4 0

л

От загрузки _ ,

у Пар в дутье/ материалов 0тразгрузки ^ <

в скипы материалов в приемные воронки Дутье^-0 18 1420 2

Скрап Неорганизован чугунный ные выбросы пыли 0 04 0 004

Доменный гяз Оч/стка Доуенныи газ

доменного 2072 6

Дело ремонта' ковиеи J

► Скрап чугунный 0 62

Скрап чугунный в шлаке 82

Огненно жид кии шлак 379 5

а

Влага Пыль и шла ледененного 12 36 газа 106 9

Прирсдныи газ 61 69

Чугун 1000 0

Кслсшникозая * пыль

4 52

* Распыл 0 01

Пыль литеиного двора 1 6S

t. С чрап чугунный (броски желобов) 0 72

А

Отработанная желобная масса 0 22

Шлам газоочистки 7 33

Улавливаемая

0 67 Организованные выбросы 0 10

* Неорганизованные вь бросы 091

> I Кислороднь'и цех| Кислород 122 9 i Улавливаемая 0 05

^Организованные вчбросы ^ г 0 008 1 I Неорганизованные, *ч \ заливке чугуна { выбросы 0 07 Графитсодер ^ 2 1

^ «- жащая пыль^.

Чугун 809 6 0 12

Отходящие газы 125 8

Организованные Неорганизован 1 выбросы гыли

ные выбросы I а о 03 На шламохранилище

пыли гри \ ' шлаУ .. - - - * 24 9 / .'249

[Перелив ! чу-уна

Подготовка лома

Улавливаем 0 03 , _ _ Лом 306 9 Организованные ^ — ^Ферросплавная пыль 0 03 выбросы 0 003 \

' Ферросплавы 7 1 \

Бункера ферросплавов г

Улавливаемая 0 5 _

л 4 Ичиргтклияя отсевы

0рганизованнье4_____известковая

выбросы 0 04 пь'ль 0 5

Неорганизованные выбросы С 4

извести 0 927

- >■ Известь 68 7

Улавливаемая О 02 t/

Организованные выбросы О 002

. Огнеупорная пыль 0 02

Неорганизованные Неорганизованные таыбросы копрового выбросы пыли 0 38 цеха 3 7

Газоочистка (мокрая)

Неорганизованные выбросы Пыли лри выпус <е стали 0 6

Пыль МНЛЗ . 0 0С4

Л

Брак 1 2

Организованные выбросы 4 4 Улавливаемая 0 004 Сталь

"V

| Приемное! • ^Прочиефлюсы86 | устройство} ^ угле род содержащие матери 4лы 14 4

Огнеупоры 10 9

Неорганизованные щла< в вь бросы пыли OTSd/l1179

Металлсодержащие отходы 13 0

Скрап извлеченный 4 6 Шлак ^ утилиэируемыи * 27 Скрап и корольки в шлаке 13 4

| Ремонт , конвертеров ! и ковшей

Бои огнеупоров 7 2

Неорганизованные выбросы пыли 0 2

б

Рис 2 - Схема образования отходов в доменном (а) и конвертерном (б) производствах

(ы/г продукции)

_ считываемые__- цеучшывае.мые и ш частично\ч1пмвасмыс

Проекты нормативов образования и лимитов размещения отходов (ПНОЛРО) рассмотрены в качестве инструмента, стимулирующего предприятие сокращать количество образующихся отходов Впервые выполнен расчет нормативов образования отходов доменного и сталеплавильного производств с использованием метода материально-сырьевых балансов, показаны его преимущества, усовершенствована существующая методика

В третьей главе развивающиеся в последние годы технологии доменного процесса с частичной заменой кокса углем и конвертерного процесса с пониженным расходом жидкого чугуна и использованием угля в качестве дополнительного теплоносителя рассмотрены как результат эволюционного развития металлургической техноэкосистемы в направлении сокращения материально-энергетических потоков между ее компонентами и окружающей средой Показано, что основным направлением дальнейшего развития этих технологических процессов является оптимизация использования энергетической функции углей Эффективность использования углей в высокотемпературных металлургических процессах в значительной степени определяется составом и свойствами продуктов их пиролиза, являющегося важнейшей стадией комплекса термохимических превращений углей в металлургических агрегатах

Рассмотрены способы оптимизации доменного процесса с вдуванием пылеугольного топлива в фурменную зону На основании анализа накопленного мирового опыта показано, что главной проблемой данной технологии является низкая степень газификации угольных частиц в фурменной зоне, ограничивающая возможности по увеличению расхода угля и экономии кокса

В результате лабораторных исследований процесса высокотемпературного скоростного пиролиза углей различных марок в условиях, соответствующих условиям фурменной зоны доменной печи, получены данные о составе и свойствах летучих и твердых продуктов пиролиза и выявлены его особенности Установлено, что независимо от марки угля процесс скоростного пиролиза характеризуется повышенным выходом летучих продуктов по сравнению со стандартными методами и высоким восстановительным потенциалом пиролизного газа (суммарное содержание Нг и СО - 90,3-93,0 %), что способствует повышению эффективности использования углей в доменной печи В то же время, основную теплоэнергетическую функцию в фурменной зоне выполняют твердые продукты пиролиза, в результате сгорания которых выделяется от 55,4 до 77,9% потенциального тепла углей Показана неэффективность использования в данной технологии углей низкой стадии метаморфизма (антрацит, марка Т) вследствие наибольшего выхода твердых продуктов пиролиза (85,6%), характеризующихся наименьшей реакционной способностью Максимальная степень газификации обеспечивается при использовании угля марки Г, в процессе пиролиза которого образуется 57,0% твердых продуктов, характеризующихся высокой реакционной способностью, однако высокое сажеообразование (до 5% орг массы) вследствие развития реакций вторичного пиролиза углеводородных компонентов ограничивает возмож-

ВЫХОД ПРОДУКТОВ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА

ТВЕРДЫЕ МАТЕРИАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ

Чугунный р С#1>ая

ФИНАНСОВЫЕ РЕСУРСЫ

колоши и-

ЭН Е РГЕТИ Ч ЕС К И Е РЕСУРСЫ

4)1 унпыи скрап ЛОМСИПЫГЦХ9% ишак 14.8%

01сс11ы

конам iim.ii: 0.5% г

\\ /

отеены '

кокса 0.5%

другие "мелкодиспсрс-пые отходы 0,5%

__ отработанная желоб-шх масса \ 0.02%

пыле§идны» от*. оды пар 0 8% доменного

ДОМЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО

конвертерная пыль

аснпраин-оппая ишь 0.04%

неоршш тшныс

КОНВЕРТЕРНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Рис.З - Структура распределения ресурсов в доменном и конвертерном производствах

ности использования угля этой марки По комплексу параметров оптимальными для данной технологии являются энергетические угли средней стадии метаморфизма марки СС

В результате термогравиметрических исследований процесса горения твердых продуктов пиролиза каменных углей марок Т, СС, Г, бурого угля и смесей угля марки Т с бурым углем выявлены особенности кинетики горения угольных смесей смеси уже на начальном этапе горения характеризуются высокой скоростью горения, существенно превышающей скорость горения исходных каменных углей (рис 4)

5 н 121

о о - 10

а. о ы X 8 ч

о го »X П е 4 -

си 1-о а: со Ф 2

I О. 0

/

30 50 70 Степень обгара, %

I

90

60 110 Степень обгара %

Рис 4 - Зависимость константы скорости реакции от степени обгара твердых продуктов пиролиза I - уголь СС, 2 - уголь Г, 3,4 - смеси углей Т Б - 50 50 и ,

20 80

Твердые продукты пиролиза угольных смесей, соответствующих по выходу летучих веществ маркам каменных углей СС и Г, сгорают значительно быстрее, чем твердые продукты пиролиза этих углей Сделан о вывод о необходимости использования при высоких расходах ПУТ смесей углей низкой и высокой стадий метаморфизма

В результате комплекса исследований влияния на степень термического разложения частиц угля марки Т различных факторов в области их значений, характерных для традиционной практики пылевдувания, на специально созданной лабораторной установке на базе генератора токов высокой частоты с использованием метода планирования эксперимента получено адекватное уравнение регрессии

У = 16,27 - 1,98С + 0,02Т + 0,20К + 83,1 1 т - 0,076 - 0,004СхК, (1)

где У - степень термического разложения, С — концентрация пыли в пы-легазовом потоке, Т - температура, К - концентрация кислорода, т - время нагрева, 8 - крупность частиц

Показано, что основным способом интенсификации процесса горения угля данной марки является снижение плотности пылегазового потока на выходе из сопла и улучшение массообмена с окислителем Дополнительные исследования показали, что в условиях фурменной зоны практически невозможно полное сгорания угольных частиц любой марки, при этом традиционно используемый в данной технологии уголь марки Т характеризуется наиболее

низкой эффективностью Полученные результаты использованы при разработке угольной сырьевой базы для технологий вдувания ПУТ на ОАО «ЗСМК» и ОАО «НТМК»

Рассмотрены способы оптимизации доменного процесса с использованием кусковых углей, подаваемых в печь через колошник Предложены новые показатели, определяющие эффективность данной технологии содержание стабильного углерода (Сст1е), механическая прочность (П2з), термическая стойкость (ПТС), послереакционная прочность (CSR), реакционная способность (CRI), спекаемость (Y), выход и состав летучих продуктов пиролиза

Для прогнозной оценки углей, используемых в доменном процессе в кусковом виде, предложен коэффициент доменного использования КДИ

КДИ = (CCT,5*n25*nTC*CSR)/IOs (2)

КДИ представляет собой долю стабильного углерода, сохранившегося в составе крупных кусков топлива в процессе продвижения к горну доменной печи, и характеризует устойчивость топлива к воздействию комплекса нагрузок - механической, термической и химической - в лабораторных условиях, приближенных к условиям доменной печи КДИ не определяет абсолютного количества полезно используемого в доменной печи угля, но является показателем, в наибольшей степени учитывающим основные технологические свойства угля как топлива, восстановителя и разрыхлителя шихты По величине КДИ рассчитывается прогнозный коэффициент замены кокса углем КЗ К

КЗК = КДИ)гля/КДИк„кС1 (1)

Разработан метод прогнозной оценки углей для данной технологии, с использованием которого исследовано свыше 200 проб углей с 16 угледобывающих предприятий Кузбасса Выполнены исследования пиролиза углей в условиях доменной печи, позволившие получить новые данные о количестве и составе летучих и твердых продуктов пиролиза

На основании полученных результатов сформирован Ряд приоритетности энергетических углей Кузбасса для доменного производства, в котором угледобывающие предприятия, участки, пласты расположены в порядке убывания прогнозных значений КЗК Выявлено, что наиболее высокими технологическими свойствами, обуславливающими высокие значения КЗК, обладают угли со слабыми спекающими свойствами вследствие высоких значений термической стойкости и послереакционной прочности, а также антрациты регионального метаморфизма с высокоупорядоченной структурой органического вещества

Метод комплексной прогнозной оценки и система входного контроля качества углей с его использованием внедрены в условиях ОАО «ЗСМК» Обоснован и впервые в отечественной практике внедрен в доменный процесс в условиях ОАО «ЗСМК» и ОАО «НКМК» сортированный уголь марки СС вместо традиционно используемых антрацита и угля марки Т, что позволило оптимизировать данную технологию Внедрение полученных результатов в доменном производстве ОАО «ЗСМК» позволило снизить расход кокса на

9,9 кг/т чугуна и получить экономический эффект 4,88 млн руб (2001 г) На ОАО «НКМК» снижение расхода кокса составило 18 кг/т чугуна, а экономический эффект - 140,4 млн руб (2005г) Разработанная и внедренная на ОАО «ЗСМК» технология использования в доменной плавке кускового угля взамен части кокса признана лауреатом национального конкурса «Российская марка» в рамках национальной Программы продвижения лучших российских товаров, услуг и технологий

Исследованы способы оптимизации энергетической функции углей в условиях конвертерного процесса В результате исследований процесса скоростного пиролиза угольных частиц в условиях конвертерного процесса установлено, что динамика газовыделения, количество, состав и свойства летучих и твердых продуктов пиролиза углей существенно зависят не только от марки угля, но и от способа их ввода в конвертер В условиях ввода углей в жидкий металл (1500°С) по сравнению с технологией подачи в период прогрева лома (800°С) возрастают общий выход летучих продуктов (на 7-44% отн ), объем пиролизных газов (в 5-10 раз), интенсивность газовыделения (в 11-80 раз), в то время как продолжительность пиролиза (газовыделения) снижается с 4-11 мин до 1-1,5 мин (рис 5)

Рис 5 - Динамика газовыделения в процессе скоростного пиролиза угольных частиц в условиях конвертерного процесса а - 800°С, б - 1500°С

В условиях ввода углей в жидкий металл пиролизный газ состоит преимущественно из восстановительных компонентов (97,0-98,8%) при теплоте сгорания 12,0-13,4 МДж/м3 В условиях прогрева лома пиролизный газ содержит меньше восстановительных компонентов (СО, Н:), чем в условиях

ввода в жидкий металл, и характеризуется более высокой теплотой сгорания - до 27,3 МДж/м3 (марка Г) Установлена нецелесообразность использования в конвертере углей с высоким выходом летучих веществ (марки Г, Д) вследствие высокой интенсивности и продолжительности газовыделения в условиях прогрева лома и значительного сажеообразования (до 13,4% орг массы) при вводе в жидкий металл

Проведены исследования по выявлению факторов, определяющих длительность процесса пиролиза угольных частиц На основании результатов исследований динамики прогрева угольных частиц крупностью 15 мм в условиях конвертерных процессов установлена неправомерность существующего мнения о том, что скоростной пиролиз угольных частиц протекает в изотермических условиях и определяется скоростью химических реакций Установлено, что основная часть этого процесса протекает в неизотермпческнх условиях, при этом для высокометаморфизованных углей основную роль играет внешний теплообмен, а для малометаморфизованных углей — внутренний те-плоперенос

Показано, что общее время пиролиза угольных частиц в условиях скоростного нагрева в конвертере тп]|р складывается из времен протекания двух основных физических процессов, сопутствующих пиролизу прогрева т^н.ф и массопереноса газообразных продуктов по окончании прогрева частицы тпч,

В результате приближенного решения уравнения теплопроводности для шара в условиях регулярного теплового режима получено уравнение для определения времени прогрева угольной частицы в условиях ее ввода в конвертер

где т — время, Я - радиус частицы, а - коэффициент теплоотдачи, характеризующий теплообмен между поверхностью тела и окружающей средой, Тс -температура среды, Т - температура поверхности частицы

Для оценки времени массопереноса в условиях проведенных экспериментов использовано уравнение Кармени-Козени, в результате преобразования которого получено уравнение

где Сг - концентрация пиролизных газов в приповерхностном слое, И.0 и / -радиус и длина порового канала, Ьо- толщина поверхностного слоя, 8по|) -общая площадь поверхности пор, ДР- сопротивление движению газа в порах - разность давлений на поверхности и в порах

По окончании процесса пиролиза эффективность реализации энергетического потенциала углей определяется величиной реакционной способности углерода твердых продуктов пиролиза Установлено, что в то время как химический состав и теплота сгорания твердых продуктов пиролиза углей мало зависят от марки угля и способа их ввода в конвертер, величина реакционной

(4)

(5)

способности углерода изменяется существенно, возрастая от антрацита к углю марки Г в 3 раза в условиях прогрева лома и в 2 раза при вводе в жидкий металл В среднем в условиях ввода углей в жидкий металл реакционная способность в 1,3-1,8 раза ниже, чем в условиях прогрева лома

В результате исследования влияния на реакционную способность углерода различных показателей структуры твердых продуктов пиролиза (пористость частиц, включая открытые и закрытые поры, микроструктура коксовых остатков, параметры кристаллической структуры) установлена связь реакционной способности с параметром Ьс, характеризующим высоту кристаллитов, проявлению которой может препятствовать высокая величина открытой пористости (табл 1) Показано, что эффективности растворения твердых продуктов пиролиза углей в жидком металле способствует слоистость их микроструктуры и диспергация некоторых углей (антрацит) в условиях скоростного нагрева

Табл 1 - Результаты исследований показателей структуры и реакционной способности твердых продуктов пиролиза углей

Уголь Круп- Сум- Удель- Сум- Распределение пор (%) по Параметры Реак-

ное Г|> марная ная по- мар- величине радиуса им кристал- ционная

час- порис- верх- ный лической ре- способ-

тиц тость, ность, обьем шетки пм ность;

мм Р, ем'/т 1Л> м2/( открытых ИО|) см /г < 10 10100 1001000 1000 1000 0 > 10000 Ц ц Ксо2*, см1/(г*с)

Температура пиролиза 800"С

Аит- 20-15 0 300 16 00 0 0280 18 30 17 29 0 3 01 3 58 0 278

рашп 6-3 0 363 16 80 241 3 58 0 346

Т 20-15 0 302 1 64 0 0340 10 35 32 16 0 3 01 2 94 0 345

6-3 0 364 2 01 2 28 3 82 1 152

СС 20-15 0 369 4 24 0 202 2 14 61 22 0 2 18 3 37 0 715

6-3 0 395 10 25 2 13 3 38 0 788

Г 20-15 0 358 6 43 0 358 0 4 35 24 38 2 77 3,04 0,771

6-3 0 359 3 52 2 49 3 73 1 123

Температура ппролиы 1500"С

Ант- 20-И 0 260 2,87 0 0355 0 40 28 20 0 3,44 4 87 0210

рацит 6-3 0 350 4 19 3 28 491 0 305

Т 20-15 0 261 1 64 0 0423 13 22 39 20 0 3 20 431 0 274

6-3 0 280 2 12 2 82 ' 431 0 869

СС 20-15 0417 6 09 0 233 2 15 42 43 0 3 98 3 67 0 407

6-3 0 430 8 10 3 46 3 96 0 592

Г 20-15 0 490 5 48 0 490 1 9 15 47 28 6 19 4 63 0 483

6-3 0 500 3 90 4 90 4 81 0 641

* - ГОСТ 10089-89

На основании полученных результатов показано, что оптимальным для ввода в конвертер в период прогрева лома является уголь марки СС, пиролиз которого завершается наиболее быстро, интенсивность газовыделения вдвое ниже интенсивности газовыделения из углей марок Г и Д, а твердые продук-

ты пиролиза характеризуются достаточно высокой скоростью горения и р^-творения в жидком металле При вводе углей в жидкий металл оптимальным является антрацит вследствие наименьшего объема выделяющихся пиролиз-ных газов и высокой скорости растворения образующихся коксовых остатков в расплаве

Предложены критерии и разработаны методы прогнозной оценки углей для конвертерного процесса

1 Коэффициент использования топлива (КИТ), характеризующий долю потенциального тепла топлива, выделяющегося в процессе его полного сгорания в ванне конвертера в условиях подачи в период нагрева лома

KHT = (Qr1/Qdl,s,)((IOO- К,)/Ю0), (7)

где Qr,— низшая теплота сгорания рабочей массы, МДж/кг, Qdl's- высшая теплота сгорания органической массы топлива, МДж/кг, К3 - содержание частиц крупностью менее 3 мм, %

2 Коэффициент замены чугуна ломом (КЗЧ), определяющий теоретически возможное количество чугуна, заменяемого ломом

КЗЧ = (Q1, КТЗ)((100-К,)/Ю0) кг/кг, (8)

где КТЗ - коэффициент тепловой замены, учитывающий возможную экономию чугуна в кг на 1 МДж теплоты сгорания угля

3 Коэффициент использования углерода топлива (КИУТ), определяющий долю твердого углерода топлива, прореагировавшую с окислителем

КИУТ = (Сст1й х CRI) ) (100- К,)/106 ('))

Показано, что наибольшие прогнозные теоретические значения КЗЧ н технологии с предварительным прогревом лома в конвертере обеспечат угли СС р-за Бачатский (4,53 кг/кг), в технологии с вводом углей в жидкий металл - антрациты АО «Сибирские антрациты» (2,75 кг/кг) и угольные смеси На основании полученных результатов разработаны методы оптимизации конвертерного процесса с вводом углей в период прогрева лома (подача угля порциями, дифференцированная подача кислорода)

Внедрение на ОАО «ЗСМК» полученных результатов позволило снизить расход жидкого чугуна в ККЦ-1 на 9,9 кг/т стали, в ККЦ-2 - на 2,8 кг/т стали, получить экономический эффект в размере 7,5 млн руб в ККЦ-1 и 3 7 млн руб в ККЦ-2 (в ценах 2001 г )

Предложен новый подход к подбору углей для топок теплоэнергетических установок со слоевым способом сжигания с учетом состава и свойств летучих и твердых продуктов пиролиза Обосновано использование в механизированных факельно-слоевых топках сортированных углей со средним и высоким выходом летучих веществ и высокой реакционной способностью (Г, СС), в немеханизированных слоевых топках малых котельных - углей с низким выходом летучих веществ и низкой реакционной способностью (Т, антрацит) В результате испытаний на стендовой котельной установке с оценкой теплотехнических и экологических показателей установлена возмож-

ность значительного увеличения теплотехнической эффективности и повышения экологической безопасности процесса сжигания при использовании рекомендованных углей Полученные результаты подтверждены в ходе промышленных испытаний опытных партий углей на котельных Юга Кузбасса На котельных, оборудованных факельно-слоевыми топками с колосниковыми решетками обратного хода, замена рядового угля марки Г на сортированный уголь этой же марки привела к снижению удельных выбросов пыли на I МДж произведенного тепла на 66-71%, СО - на 43%, потерь топлива с отходами на 46%, увеличению кпд котла на 10%абс Замена угля марки Г на уголь марки Т на котельных, оборудованных слоевыми топками с неподвижной решеткой, позволила без каких-либо дополнительных технологических приемов снизить удельные выбросы пыли на 1 МДж произведенного тепла на 68-97%, СО - на 80-95%, повысить кпд котла на 10-11% абс за счет снижения потерь тепла с механическим и химическим недожогом Показано, что оптимизация качества угля может обеспечить соответствие такого типа котельных экологическим нормам без применения газоочистного оборудования На основании полученных результатов разработана и реализуется «Программа внедрения топлив с улучшенными экологическими свойствами на котельных со слоевой системой сжигания г Новокузнецка, Новокузнецкого района и г Мыски»

В четвертой главе показаны возможности брикетирования мелкодисперсных отходов металлургии и смежных отраслей как способа повышения степени замкнутости металлургической техноэкосистемы и вовлечения в материальный и энергетический круговорот в биосфере отходов соседних тех-ноэкосистем

Разработаны новые виды брикетированного сырья для сталеплавильного и доменного процессов на основе отходов доменного, конвертерного, известкового, прокатного, ферросплавного, алюминиевого производств и угле-переработки Оптимизированы технологические параметры получения брикетов с использованием связующих на основе неорганических (отходы производства извести) и органических (каменноугольная смола, отходы полимеров, отходы переработки нефти) отходов, а также без применения связующих веществ

Без применения связующих веществ получены механически прочные брикеты на основе мелкодисперсных отходов извести (14,5 - 48,0 МПа), конвертерных шламов (7,3 МПа), смеси доменных и конвертерных шламов из шламонакопителя ОАО «ЗСМК» (14,9 - 15,7 МПа) Показаны технологические преимущества известковых брикетов по сравнению с традиционно используемой в конвертерном производстве комовой известью Установлена возможность получения прочных (до 27,0 МПа) и водостойких брикетов с использованием в качестве связующего известковых отходов, выявлены параметры, определяющие качество брикетов структура и крупность известковых отходов, содержание в них Са01кт, соотношение СаО|кг влажность V/ шихты, время перемешивания брикетируемой шихты и вылеживания брикетов, добавки кремнеземистых пылей

Установлено, что повышение прочности брикетов на основе колошниковой пыли и доменного шлама с использованием в качестве связующего каменноугольной смолы (до 16,7 МПа) обеспечивается при вводе в брикетируемую шихту углей и кокса и последующей термической обработки брикетов благодаря хорошему сцеплению коксовых остатков пиролиза смолы и углей

Установлена технологическая возможность получения механически прочных (до 14,7 МПа) и водостойких брикетов для сталеплавильных процессов на основе колошниковой пыли с использованием в качестве связующего отходов полимеров (полиэтилен, полиэтилентерефтапат) Показана необходимость применения для этой технологии пластификаторов, оптимизирующих реологические свойства полимеров, в качестве которых использованы каменноугольная смола и отработанное автомобильное масло

Разработаны технологические режимы получения механически прочных (до 13,5 МПа), водо- и термостойких топливных брикетов на основе отсевов антрацита с минеральными добавками (известковые отходы, конвертерный шлам, пыль ферросилиция, отсевы ферромарганца и алюминиевой стружки) на нефтяном связующем (продукт окисления нефтяных остатков Брикетин-1Б) для использования в конвертерах В результате лабораторных исследований выявлены особенности процесса пиролиза брикетов по сравнению с исходным углем в условиях, соответствующих условиям их ввода в конвертер, в том числе в присутствии расплава металла

Показаны возможности регулирования технологических и экологических свойств брикетов путем ввода в их состав заданных добавок Установлено, что известь и конвертерный шлам в составе брикетов выполняют двойную роль в конвертерной ванне-флюса и катализатора горения, обеспечивая снижение времени сгорания брикетов в 2-3 раза В результате испытаний брикетов на стендовой котельной установке установлено, что брикетирование позволяет снизить выбросы пыли по сравнению со сжиганием антрацита в рядовом виде, при этом ввод в брикеты конвертерного шлама способствует дополнительному снижению выбросов продуктов неполного сгорания (СО, бенз[а]пирен и др ), оксидов серы и азота В результате термогравнметриче-ских исследований установлено, что известь и конвертерный шлам в составе топливных брикетов ускоряют процесс окисления углерода твердых продуктов пиролиза (рис 6), что способствует повышению эффективности использования брикетов в конвертерном процессе

Изучена возможность восстановления железа в брикетах на основе доменного шлама при вводе в их состав твердых (кокс, угли марок СС и Г) и жидких (каменноугольная смола) органических восстановителей При термической обработке брикетов при температуре 900-1000°С степень восстановления железа от Ре1+ до Ре2+ достигала 97,8%, при этом наибольшей скоростью восстановления характеризовались брикеты, содержащие смолу и ее смесь с углем Г

10 30 50 70 90 10 30 50 ГО 90

Степень обгара % Степень обгара %

Рис б - Влияние добавок на удельную скорость реакции окисления углерода твердых продуктов пиролиза (а - 800 "С, б - 1500 °С) I - антрацит, 2 - 4 -брикеты антрацит 95%+Брнкетин 5 %, антрацит 65 % + СаО 15 % + Брике-тин 20 %, антрацит 75 % + конвертерный шлам 20 % + Брикетнн 5 %

Предложен механизм восстановления железа в брикетах, согласно которому жидкие или разжижающиеся в процессе пиролиза органические компоненты обволакивают мелкодисперсные твердые железосодержащие частицы отходов органической оболочкой, способствующей увеличению эффективности восстановления, а выделяющиеся пиролизные газы препятствуют проникновению в брикеты кислорода и активно восстанавливают железо внутри брикета Углерод твердых продуктов пиролиза газифицируется образующимися при восстановлении диоксидом углерода и водяным паром, поэтому степень его участия в восстановлении определяется величиной его реакционной способности Интенсивное газовыделение и высокая восстановительная способность газов высокотемпературного скоростного пиролиза органических компонентов способствуют созданию благоприятных условий для восстановления содержащихся в брикетах оксидов железа Сделан вывод о том, что при вводе брикетов в высокотемпературные металлургические агрегаты (доменная печь, конвертер и др) процесс восстановления будет протекать внутри брикета независимо от внешних условий, то есть в металлургическом агрегате будет происходить самовосстановление брикета

На основании расчетов, выполненных с учетом предложенного механизма, и результатов исследований процесса пиролиза углей и брикетов, показано, что степень участия в восстановлении газов высокотемпературного скоростного пиролиза органических компонентов может достигать 80-92%, а степень участия в восстановлении твердого углерода пропорциональна величине его реакционной способности (рис 7) На основании полученных результатов предложено расширить диапазон традиционно используемых восстановителей в металлургии в направлении различного рода органических отходов (отходы коксохимического производства, переработки нефти, полимеров, резины, древесины, бумаги, биомассы и др )

Рис. 7 Степень участия в восстановлении железа в брикетах пиролизных газов н твердого углерода: а дом.шлам-* кокс * смола; б - домлплам+уголь СС+слюла; к - дом,, шлш+уголь Г+смола

В результате промышленных плавок и электростамеплашшьных печах ДСП-ЗМ2 ОАО «ЧС'МК» установлена технологическая возможность использования брикетов на основе железосодержащих отходов в качестве окислительного охладителя, фторуглеродейдержатих брикетов - в качестве разжн-жителя шлака, брикетированной извести - в качестве шлакообразующего материала. В результате промышленных испытании на опытном конвертере НПО «Тулачермет» установлена высокая технологическая эффективность топливных брикетов при использовании в технолог! п е пониженным расходом жидкого чугуна и на 100% лома (рис, 8,9), а также при науглероживании металла и ковше.

Рис. 8 Влияние типа теплоносителя на коэффициен т замены чугуна ломом: N3 -антрацит (расход 15,5; ¡2; 5,7 кг/т стали); 4-6 - топливные брикеты различного состава (расход 22,5-23 кг/т стали).

На основе полученных результатов разработано Технологическое задание на проектирование установки но производству брикетов производительностью 63 тыс, т брикетов в год для условий ОАО «ЗСМК». Установлено, что использование топливных брикетов в конвертерном процессе позволяет снизить себестоимость стали на 4,8 руб./т (в ценах 1991 г,), а использование технологических брикетов на основе известковых отходов, окалины п фтору ГЛ£ род истых отходов обеспечивает годовой экономический эффект 2 Млн руб. (в ценах 1998г.) за счет снижения расхода извести, железной руды н плавикового шпата.

Рис. Влияние типа ie: поносителя па показатели конвер терных планок на 100% лома: 1 антрацит; 2 нефтяной кокс; 3-5 топливные брикеты различного состава: 6 электродный огарок.

li пятой главе исследованы возможности переработки и высокотемпературных .металлургических агрегатах (доменная печь, конвертер) фторугде-род истых отходов алюм ин иевои промышленности - отработанная углеродистая футеровка электролизеров (ОУФ")). мелкодйШерсные отходы - как способа п\ глубокого обезвреживания п замены используемых в металлургии природных ресурсов вторичным сырьем.

В результате проведенных чередований химического и млнералогиче-ского состава, рептгепоструктуриых и термогравиметрических ^следований установлено, что технологическая ценность фтору тлеродистых отходов для черной металлургии обусловлена наличием углерода (от 15,0% до 70,0%), кристаллическая структура которого близка к кристаллической структуре кокса, и легкоплавких фтористых солен натрия, алюминия, кальция, магния, калия (от 20 до 55%), обеспечивающих разжижение шлака и рафинирование металла.

В результате сравнительных исследовании физико-химических свойств ОУФЭ н используемых в черной металлургии энергоносителей (кокс, уголь) установлено, что ОУФЭ обладает рядом технологических пречмушести: высокая структурная н механическая прочность (в 5-К раз выше кокса), плотность (в 1.5 2,5 раза выше плотности кокса и углей), поелереакппопная прочность CSR (65,6%) на уровне лучших сортов кокса, при равноценной термостойкости;

В результате термогравиметричеекпх исследований (рис. 10) установлена уникальная особенность динамики горения частиц ОУФЭ по сравнению с частицами кокса: значительно более низкая скорость горения при температуре до 800"С вследствие высокой плотности и низкой пористости и резкое возрастание интенсивности горения в области высоких температур ■ свыше 900-1000 "С - в результате расплавления минеральной части ОУФЭ (фториды натрия н алюминия) и раскрытия пор.

♦ Хвосты флотации ■ Пыпь эп фильтров * Шлам газоочистки Коксовая пыль * Уголь Т

Рис 10 — Динамика горения фторуглеродистых отходов, кокса к угля

Комплекс обнаруженных свойств ОУФЭ характеризует ее как уникальный сырьевой материал для доменного и сталеплавильного процессов Высокая механическая прочность, термическая стойкость и низкая реакционная способность углерода в условиях шахты доменной печи обеспечивают со-

храниость кусков ОУФЭ при опускании сырьевых материалов и хорошую газопроницаемость столба шихты При достижении зоны высоких температур в области фурм происходит расплавление минеральной части ОУФЭ, обеспечивающее снижение вязкости доменного шлака (в 1,8-2,3 раза), раскрытие пор углеродной матрицы и интенсивное горение углерода Показано, что по комплексу технологических свойств ОУФЭ может заменять кокс в доменном процессе в соотношении (1-1,2) 1 В условиях ввода в жидкий металл в сталеплавильных агрегатах уникальные свойства ОУФЭ обеспечивают быстрое разжижение шлаков и рафинирование металла при самообеспечении эффективного температурного режима вследствие интенсивного реагирования углерода с окислителями

Динамика горения всех исследуемых мелкодисперсных фторуглероди-стых отходов более близка к динамике горения частиц кокса, чем динамика горения угля, на основании чего сделан вывод о большей технологической эффективности замены ими кокса в металлургических процессах

Установлено, что ОУФЭ содержит токсичные водорастворимые фтористые соединения, тяжелые металлы в подвижной форме (никель, медь), цианистые соединения Складируемые в шламонакопителях алюминиевых заводов шламы загрязнены растворимыми соединениями фтора и бенз[а]пиреном Показано, что при хранении фторуглеродистых отходов во влажной среде происходит интенсивное выщелачивание и переход в воду соединений фтора, аммония, железа, нитритов, нефтепродуктов, фенолов, а также интенсивное выделение в атмосферу токсичных газов (НС1Ч, НР, N141, РН^, Н:5) Предложен механизм образования токсичных соединений в процессе хранения ОУФЭ

Исследована возможность обезвреживания фторуглеродистых отходов путем их обработки нзвестьсодержащими реагентами Установлена возможность значительного снижения содержания водорастворимых соединении фтора, марганца, свинца, цинка, мышьяка, ПАУ в процессе получения брикетов из фторуглеродистых шламов и извести (табл 2) и при обработке кусков ОУФЭ известковым раствором, предложен механизм химических превращений при взаимодействии компонентов отходов с известью

Разработаны и внедрены в условиях ОАО «ЗСМК» и «НКМК» технологии доменного и конвертерного процессов с использованием кусковых и брикетированных синтетических флюсов Установлено, что при использовании кусковых флюсов в доменном производстве обеспечивается снижение расхода кокса, повышение степени десульфурации чугуна, улучшение жид-котекучести шлаков, снижение выхода шлака Экономический эффект в условиях ОАО «ЗСМК» составил 2,97 млн руб (1995г), ОАО «НКМК» - 13,9 млн руб (2005г ) При использовании кусковых флюсов в конвертерном производстве ОАО «ЗСМК» экономический эффект за счет снижения расхода жидкого чугуна, угля и извести составил 12,66 млн руб (2005г ) Технология выплавки стали в конвертере с использованием кусковых синтетических флюсов запатентована

Табл 2 — Содержание токсичных соединений в шламах и брикетах на и\ основе

Компонент Содержание компонента мг/кг

шлам брикет

Фториды (раств) 75500 26100

Марганец (раств ) 7 2 6

Кадмий (раств ) 5 2

Мышьяк (раств ) 3 1 0

Флуорем 389 4 < 0 006

Фенлнтрсп 4260 4 1170 0

Антрацен 278 8 147 5

Флуорантеп 3523,6 1329,2

Ппрен 2499 3 938 1

Бенз[а]ан гранен 585 3 233 7

Хрпзеп 1076 9 523 1

Г>енз[а]шфеп 316 3 132 0

Дибензо[а 1фнтрлци1 72 4 <0 010

Беиз[к]флуорлнти1 258,8 123 0

Бенз[в]флуорангсн 616,6 263 1

Бенз^ |1,1]пернлен 187,7 <0 010

Индено[1 2,3-сс1]ппри1 188 5 <0 010

Промышленные испытания опытной партии фторуглеродистых брикетов в 350-тонном конвертере ОАО «ЗСМК» показали эффективность их применения в качестве разжижителей шлаков взамен традиционных, установлено отсутствие влияния брикетов на условия труда в конвертерном цехе

В шестой главе доказана возможность использования отработанных автомобильных покрышек в качестве эффективного альтернативного топлива для теплоэнергетических и металлургических процессов Отработанные автомобильные покрышки (ОАП) относятся к числу наиболее массовых отходов, образующихся как внутри самих металлургических техноэкосистем, так и в соседних техноэкосистемах Ввод не подвергающихся биологическому разложению покрышек в теплоэнергетические и металлургические агрегаты позволит включить их в материальный и энергетический круговорот в биосфере

В результате исследования покрышек различных моделей показаны их энергетические преимущества перед лучшими сортами энергетических углей низкая влажность (менее 1%) и зольность (2,01-3,30%), высокая теплота

Концентрация.

мг/нм3 | > -- .

С £

Концентрамия. ррт _

- ё 5

у-

Концентрэция. мкг/м3

»

£ 1

1

И 1

Концентрация, ррт

и

т

Концентрация, РРИ _

= 8 £

— О

s

й-

обнаруженных в продуктах сгорания топлива ПАУ (фенантрен, антрацен, пирен, флуораитен) существенно ниже значений ПДК в атмосферном воздухе рабочей зоны

На основании полученных результатов разработаны режимные карты по эксплуатации котлоагрегатов при сжигании резиноугольных смесей Показано, что при замене покрышками 0,2% угля на котельных с топками прямого хода в г Новокузнецке может быть обеспечена переработка всех образующихся в городе отработанных автопокрышек, при этом потребление котельными угля снизится на 1900 т в год при сокращении количества вывозимого в отвалы шлака на 500 т

С использованием разработанного метода оценки углей для конвертерных процессов предложена и обоснована технологическая целесообразность использования ОАП в качестве внешнего теплоносителя в конвертерном процессе с предварительным нагревом лома (прогнозный КЗЧ - 5,31 кг/кг) В результате проведенных впервые в мировой практике промышленных испытаний в 160-тонных конвертерах ЗСМК при добавке к углю средне- п малогабаритных покрышек массой 50-80 кг в целом виде установлена технологическая возможность и эффективность такого способа их переработки Показано отсутствие влияния покрышек на технологические показатели плавки и качество выплавляемой стали при расходе до 5,0 кг/т стали при существенном увеличении прихода тепла в конвертер за счет повышения теплоты сгорания топлива и улучшения условий теплопередачи вследствие повышения светимости факела Определены оптимальные режимные параметры технологического процесса (расход покрышек и угля, динамика подачи кислорода, продолжительность нагрева лома и др ), разработаны дополнения к технологической инструкции выплавки стали в конвертерах Установлено, что ввод покрышек в конвертер в количестве до 2 кг/т стали не оказывает влияния на содержание в выбрасываемых в атмосферу газах пыли и ее химический состав, а также не приводит к увеличению выбросов оксида серы (табл 3) Высокая температура и избыток кислорода в конвертерной ванне способствуют полному сгоранию автопокрышек и продуктов их термического разложения, что исключило возможность загрязнения атмосферы продуктами неполного сгорания топлива (сажа, оксид углерода)

Внедрение разработанной технологии позволило полностью решить проблему их утилизации в г Новокузнецке и Новокузнецком районе Общий экономический эффект в условиях ОАО «ЗСМК» за счет снижения расхода угля, уменьшения экологических платежей за складирование покрышек и дохода от утилизации покрышек сторонних организаций составил 3,04 млн руб (2005 г)

Технология выплавки стали в конвертере с использованием ОАП запатентована, является лауреатом конкурса «Национальная экологическая премия» за вклад в укрепление экологической безопасности и устойчивое развитие России

Табл 3 - Технико-экономические показатели работы 160-тонных конвертеров по разработанной технологии с покрышками (А) и обычной технологии (Б)

Показатели Гехиоло! ичсскис варпашы

Первая кампания Вторая кампания

А Ь А Б

Число плавок 126 134 117 125

Расход на планку метаплопшхты кг/1 1030 6 1028 0 1032,7 1043 3

чуг)н 753 3 753 3 738 0 755 3

металлолом 277 3 274 7 294 7 288 0

ИЗВССТЬ 60 0 60 0 53 3 53 3

уголь 10 0 28 7 10 7 17 3

гюкр| 1ШКН 5 0 0 1 8 0

Содержание Ч в чугуне % 0 015 0 015 0 019 0 017

Тсмпера1>ра чугуна "С 1339 1340 1321 1325

Расход кислорода м /1 годном стали 46 1 46 6 46 2 45,8

Дпнгслыюсгь прогрева мпн-с 7-30 6-46 8-40 8-30

Длительность продувки мии-с 17-54 18-00 18-55 18-57

Содержание Ч в стачн % 0 016 0 016 0017 0,017

Содержание Ь в шлаке % 0 08 0 08 0 09 0 09

Темпера!ура стали "С 1628 161 1 1645 1631

Копиейфапмя загрязняющих веществ в отходящих газах мг/нч'

ЧСЬ ср/макс 25 7/56 8 23 2/40 0 3 79 3 8

СО ср/макс 1029/1733 1037/1762 712 5 714 5

Пыль ер 88 93 106 108

В седьмой главе исследован шламонакопитель ОАО «ЗСМК» как формирующееся техногенное месторождение, разработка которого способствует достижению цели управления отходами, обеспечивая сокращение потребления природных ресурсов и снижение негативного воздействия металлургической техноэкосистемы на природные экосистемы региона Суммарная масса складируемых в шламонакопителе отходов составляет около 2 млн т в год, в том числе 77% - отходы обогащения углей (порода отсадочных машин и хвосты флотации), 19% - золошлаковые отходы, 5% железосодержащие шламы доменного и сталеплавильного производств

На основании анализа данных о поступлении отходов в шламонакопитель и динамике развития основных производств комбината показано, что количество накопленных отходов составляет более 57 млн м\ или свыше 85 млн т Кроме этого, в дамбу уложено более 22 млнт конвертерного шлака Ежегодный прирост нагрузки на земную поверхность в районе шламонако-

пителя составляет около 3 млн т, или 1000 кг на I м2 поверхности, что в 200 раз превышает среднемировой уровень (4,92 кг твердых отходов на 1 м~ поверхности суши)

Установлено влияние шламонакопителя на загрязнение грунтовых и подземных вод марганцем (до 256 ПДК), кальцием (до 47 ПДК), нефтепродуктами (до б ПДК), железом (до 10 ПДК) Выявлено влияние шламонакопителя на загрязнение поверхностных вод аммонийным и нитритным азотом, фенолом, нефтепродуктами, железом

В результате исследований 85 проб отходов, отобранных с различных участков поверхности шламонакопителя и на глубине до 15 м, и корреляционного анализа выявлена зависимость крупности и химического состава частиц от расстояния от берега и глубины залегания На основании полученных результатов сделан вывод о том, что техногенное месторождение на территории шламонакопителя формируется под влиянием следующих факторов

- места расположения выпусков пульпопроводов,

- сегрегационное разделение частиц по крупности и плотности,

- гидравлический режим работы пруда первичного отстаивания

В результате комплексного воздействия перечисленных факторов на территории шламонакопителя происходит частичное саморазделение (сегрегация) и самообогащение складируемых отходов

Предложен следующий механизм формирования техногенного месторождения на территории шламонакопителя

1) Юго-западная часть Преобладающее влияние выпуска баггерной насосной станции, через который сливается смесь шламов газоочисток доменного и конвертерных цехов, золошлаковые отходы от сжигания углей на ПВС и шлам газоочистки электропечей литейного цеха В районе падения пульпы БНС на поверхности отлагаются крупные частицы шлаков ПВС с медианным размером от 3,2 до 8,4 мм По глубине происходит сегрегация частиц по плотности в следующей последовательности наиболее мелкие (менее 0,09 мм) и богатые железом (свыше 50%) частицы конвертерной пыли - более крупные (0,09-1,0 мм) и менее богатые железом (24-30%) частицы доменной пыли - еще более крупные частицы (более 1 мм) золоуноса ПВС с низким содержанием железа (2-8%)

2) Западная часть Преобладает влияние выпуска ЦОФ-1,2, через который сливаются отходы обогащения углей На поверхности отлагаются крупные частицы угольной породы с медианным размером до 8,4 мм На глубину оседают частицы породы обогащения несколько меньшего размера - медианный размер 5,8-6,8 мм Более мелкие частицы отходов обогащения с медианным размером 1,46-1,7 мм относятся течением в северную и восточную часть пруда первичного отстаивания, где оседают Наиболее мелкие и легкие частицы хвостов обогащения углей крупностью менее 1 мм с высоким содержанием органической части - более 40% - выносятся течением в пруд вторичного отстаивания, где оседают, образуя илисто-глинистую зону

3) Южная часть Преобладает влияние выпусков ТЭЦ и ЦОФ-1,2, через которые сливаются золошлаковые отходы ТЭЦ и отходы обогащения углей

На поверхности Ш и центрируются кругшые частииы шлака н породы с медианным размером частиц 7-10 мм. Далее в глубь шла мо накопите л я течением относятся более мелкие частицы ■ с медианным размером 3-5 им, ¡5 районе выпу0Ёов происходит оседание па глуби ну более мелких частиц с медианным paiMcpoM 2-4 Míi. вероятно, кхюшлаконых отходов ТЭ£С увеличением глубины возрастает зольность частиц и снижается солержапис.' в них органической части. Ьолее легкие углеродистые частицы относятся течением к центру ш лалго како г ( итспя,

4) Центральная, северная и восточная часть пруда первичного отстаивания. В тги районы выносятся частицы среднего и мелкого размера, представляющие собой отводы обогащении н сжигания углей u:¡ ТЭ1 ( ч I ПК" ( лом. более зольные частицы отходов среднею н мелкого размера оседают на дно пруда первичного отстаивания. Наиболее мелкие углеродистые отходы обогащения углей флотах воеты выносятся в j i пул вторичного отстанва* ния,

5) Пруд вторичного отстаивания. Выносимые из пруда первичного отстаивания мелкие углеродистые часты ([) л ото хвостов оседают на дно и заиливаются. Наиболее легкие частицы зол оу нос а с ТЭЦ н ПВС золосферы всплывают на поверхность пруда и образуют так называемую пену.

.—■"Л \

J llMlWJ Í." . " l^^ + .'lMIL'M Г l ■ .Wat, ! L',| ! |||ХЧ>Ы С С|1,Г,1|[ГЛ'.ЛII'.^M С ['i^ 'l.'i'.l -Ч',.'., С I'*.)

11|4'| l í' 11 ¡r_';W.¡. Vil..,-.,, | (ib.,j ¡Ip:H*'i- II ai.n'ir.KiniHtiM i 110-25*'.;. I ,■..... i 1(1-2^:^1

tllijüu с сили'ржаниЕм С 110-20%}. 1!е„-,ц {2(h-3D%). Пробы с шлержаппем С ( Т"ч,Л|1 i

I ',1|-.'1.| С i.V*'|ix;n<iit;W Г ( y 'jj ¡ I'..., .

Рис. 12 -- Карта - схема химического состава шламопакомнтеля ОАО <<ЗСМК»

На основании полученных результатов разработана карта-схема химического состава шламонакопителя (рис 12), на которую нанесены точки отбора проб, направления течений, обусловленные гидравлическим режимом работы шламонакопителя, и выделены перспективные для разработки и извлечения ценных видов техногенного сырья (железо, углерод) участки Установлено, что расчетные запасы железосодержащего сырья со средней концентрацией железа 54,27% составляют свыше 700 тыс т, ресурсы органического материала со средним содержанием горючей массы 45% (пруд вторичного отстаивания) составляют более 1,7 млн т, количество микросфер (пруд вторичного отстаивания) превышает 4 тыс т сухой массы Предложена схема переработки отходов

В восьмой главе консервация промышленных отвалов, заключающаяся в сохранении техногенного месторождения с созданием на его поверхности плодородного слоя и последующим озеленением, рассмотрена как одна из важнейших частей стратегии управления отходами в регионах с развитой металлургической промышленностью, позволяющая обеспечить сохранение техногенного месторождения для его переработки будущими поколениями без ущерба для окружающей среды и ныне живущих поколений Теоретически обоснована и экспериментально доказана целесообразность использования для консервации отвалов металлургических предприятий отходов от очистки сточных вод (ОСВ) очистных сооружений канализации, что позволяет одновременно решить две актуальные экологические проблемы - восстановить и обезвредить техногенные ландшафты и удалить и обезвредить отходы от очистки сточных вод

В результате комплекса проведенных исследований показано, что хранение ОСВ в концентрированном виде на территории илонакопителей г Новокузнецка представляет значительную экологическую опасность вследствие их химического и санитарного загрязнения Установлено, что концентрации в ОСВ ряда токсичных элементов могут существенно превышать их допустимые значения в почвах для мышьяка-до 5 ПДК, для меди - до 159 ПДК, для ртути - до 7 ПДК, для никеля - до 17 ЛДК, для свинца - до 4 ПДК, для цинка - до 94 ПДК Установлено, что ОСВ по микробиологически показателям и гельминтологической характеристике классифицируются как «чрезвычайно опасная» почва, что обуславливает необходимость их обеззараживания

В то же время показано, что ОСВ по содержанию элементов питания растений могут быть классифицированы как органоминеральное азотно-фосфорное удобрение, содержащее целый ряд необходимых для нормального роста растений микроэлементов Благодаря благоприятному гранулометрическому и структурному составу ОСВ способны улучшить неблагоприятные для развития фитоценоза свойства субстратов промышленных отвалов снизить плотность, повысить влагозапасы, уменьшить фитотоксичность

В результате лабораторных исследований и промышленных экспериментов установлена возможность эффективного обезвреживания и обеззараживания ОСВ Са- и Ре-содержащими отходами металлургического производства аспирационная пыль цеха обжига известняка, окалина блюминга,

содержания волраствори тых сослана mi) цинк л состой »л О .50 %, спиКШ %, мышьра ■ 73 %, марганца -■ 98 %, нефтепродуктов - 64 %, смол 68 %. СПАЙ - 98.5 %. формальдегида на 62 %, фтора ■ на 65% (рис. 13). Обработка известковыми отходами обеспечила эффективнее обеззараживание ОСЬ которые из категории «опасные» но загрязнению гельминтами и «чрезвычайно опасные» по микробиологическому загрязнению перешли в категорию «умеренно опасные».

Установлено обезвреживающее действие па ОСИ заскладнрованиых на .чвоетохрапнлище хвостов магнитной сепарации железной руды: снижение содержания водорастворимых меди составило 91 %, свинца - 85 %. лиги я 83 %, фенолов ■ 83 %, П1АВ ■ 95 %, формальде!идя 95 %, нитратов 98%. Показано, что при взаимодействии ОСИ с известью и хвостами обогащения железной руды обеспечивается снижение доли подвижных соединений свинца, цинка, марганца, меди и никеля от их валовых концентрации. Обеззараживающее действие ш ОСВ .хвостов магнитной сепарации л их смеси с известью усиливается с течением времени и обеспечивает перевод органам и игрального субстрата в категорию «чистый» но основным санитарным показателям.

Установлено, что в орпшомпиеральных субстратах на основе ОСВ и отходов металлурги'!! ее ко го производства (конвертерный шлак, порода углеобогащения) происходит значительное снижение концентрации ПДУ: лт ранена -- в 27 н 19 раз соответственно, аценафтсна более, чем в 500 раз, пире-па - в 5 раз. феиантрена в 16 и 17 раз, флуораптена -Ш 14 и 15 раз.

Рис. 14 ■ Шла Монако и итель ОАО «ЗСМК» до (А) и после (lj) размещения осадков

В результате промышленных экспериментов установлена высокая эффективность использования ОСВ для консервации отвалов металлургических предприятий: на территории опытных участков были сформированы оргйно-мпперальные субстраты (смеси ОСВ с размещенными на отвалах отходами), .характеризующиеся благоприятной структурой, оптимальной плотностью почвы в корпеобнтаемом слое, значительной водоудерживаюшей споеобно-

стыо, высокой концентрацией подвижных элементов питания, активной цел-люлозоразрушающей микрофлорой, способностью к самозарастанию, что обеспечило быстрое озеленение поверхности отвалов (рис 14)

На основании полученных результатов разработаны технология и рабочий проект рекультивации хвостохранилища № 1 Абагурской аглофабри-ки, получено положительное заключение Государственной экологической экспертизы проекта

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ II ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решен комплекс теоретических, прикладных и экспериментальных задач по развитию концепции управления отходами и разработке методов ее реализации на металлургическом предприятии, включая методы оптимизации доменного и конвертерного процессов в направлении снижения потребления природных ресурсов и образования отходов, технологии переработки отходов металлургического производства и смежных отраслей, способы обезвреживания и безопасного захоронения отходов

В процессе выполнения диссертационной работы получены новые теоретические и практические результаты

1 В результате развития теоретических положений В И Вернадского о биосфере и экосистемах введено и обосновано понятие «техноэкосистема» Сформулированы принципы организации техноэкосистем, обеспечивающие их устойчивое развитие

2 Разработана концепция управления отходами техноэкосистемы, заключающаяся в том, что по аналогии с природными экосистемами для обеспечения безопасного для биосферы развития техноэкосистем внутри них должна действовать саморегулирующаяся система управления отходами, осуществляющая управление материальными и энергетическими потоками путем информационного взаимодействия между компонентами техноэкосистемы и окружающей средой Дано определение системы управления отходами техноэкосистемы, определены ее объекты, задача, цель и способ достижения цели

3 Разработана схема управления отходами промышленного предприятия, позволяющая выполнить задачу системы управления отходами, и предложены принципы формирования информационных потоков, обеспечивающих его функционирование как саморегулирующейся техноэкосистемы

4 Схема управления отходами апробирована применительно к доменному и сталеплавильному производствам металлургического предприятия Предложены и внедрены методы количественной, материальной, экономической и энергетической оценки отходов, методы нормирования отходов и планирования действий с отходами, позволившие сформировать оперативные и инструктивные информационные потоки, обеспечивающие практическую реализацию системы управления отходами

5 Предложен новый подход к создаваемым в ходе эволюционного разви-

тия металлургических техноэкосистем технологическим решениям, в том числе разработанным в рамках данной работы, как к способам достижения цели системы управления отходами и реализации принципов устойчивого развития техноэкосистем

6 Изучены особенности процесса скоростного пиролиза углей в условиях их ввода в доменную печь - в пылевидном и кусковом виде, в конвертер - в период прогрева лома и по ходу продувки в жидкий металл Предложены новые показатели, определяющие эффективность использования углей в каждом варианте технологического процесса, разработаны и внедрены методы прогнозной оценки углей, оптимизирована угольная сырьевая база и технологические параметры указанных технологий Внедрение полученных результатов на крупных металлургических предприятиях позволило снизить расход материально-энергетических ресурсов (кокс, жидкий чугун) и уменьшить образование конвертерного шлака

Обоснован и экспериментально подтвержден новый подход к подбору углей для топок теплоэнергетических установок со слосвым способом сжигания с учетом состава и свойств летучих и твердых продуктов пиролиза, позволяющий снизить расход топлива и образование газообразных и твердых отходов

7 Разработаны новые виды брикетированного сырья для сталеплавильного и доменного процессов на основе мелкодисперсных отходов металлургического, ферросплавного, алюминиевого производств, углепереработки, а также технологии их получения с использованием неорганических (отходы производства извести) и органических (каменноугольная смола, отходы полимеров, отходы переработки нефти) связующих

Экспериментально установлено, что ввод в топливные брикеты Са-Ге-содержащих отходов способствует интенсификации процессов воспламенения и сгорания брикетов и улучшению их экологических свойств Теоретически и экспериментально обоснована возможность получения брикетов, самовосстанавливающихся в металлургических агрегатах, при вводе в их состав жидких, разжижающихся в процессе пиролиза или характеризующихся высоким выходом летучих веществ органических компонентов В результате лабораторных и промышленных экспериментов доказана более высокая эффективность топливных и минеральных брикетов по сравнению с традиционными сырьевыми компонентами (кокс, уголь, известь и др ) в сталеплавильных процессах

8 Предложен и теоретически и экспериментально обоснован способ обезвреживания токсичных фторуглеродистых отходов алюминиевого производства Разработаны способы получения кусковых и брикетированных синтетических флюсов для металлургии на основе отработанной углеродистой футеровки электролизеров и мелкодисперсных фторуглеродистых отходов Показано, что благодаря комплексу физико-химических свойств синтетические флюсы выполняют одновременно несколько технологических функций в металлургических агрегатах теплоносителя, разжижителя шлака, десульфуратора Выявлены особенности горения углерода фторуглеродистых

отходов, способствующие эффективной реализации указанных функций в доменном и сталеплавильном процессах Внедрение полученных синтетических флюсов на металлургических предприятиях позволило снизить расход материально-энергетических ресурсов при выплавке чугуна (кокс) и стали (жидкий чугун, известь, уголь, марганцевый агломерат) и уменьшить образование шлаков

9 Доказана возможность утилизации отработанных автомобильных покрышек термическим способом в теплоэнергетических и металлургических агрегатах Установлена возможность частичной замены энергетических углей шинным скрапом (13-50 мм) на угольных теплоэнергетических установках, оборудованных топками прямого хода Разработана и впервые в мировой практике внедрена технология выплавки стали в конвертере с использованием покрышек в качестве дополнительного теплоносителя Внедрение полученных результатов позволило решить проблему утилизации отработанных автомобильных покрышек в регионе

10 Выявлены закономерности и предложен механизм формирования техногенного месторождения па территории шламонакопителя ОАО «ЗСМК», разработана карта-схема химического состава, определены перспективные участки и расчетные запасы технологически ценного сырья

I I Разработаны и внедрены в условиях крупных объектов размещения отходов металлургических предприятий методы их консервации с использованием отходов от биохимической очистки сточных вод (ОСВ), позволяющие одновременно решить две актуальные проблемы - восстановить и обезвредить техногенные ландшафты и удалить и обезвредить ОСВ

В результате внедрения полученных результатов на крупных металлургических предприятиях (ОАО «ЗСМК», ОАО «НКМК») получен совокупный годовой экономический эффект в размере 189,0 млн руб

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях

1 Волынкина Е П Особенности пиролиза углей в условиях конвертерной ванны / Е П Волынкина, А С Михайленко, М Б Школлер и др // Черная металлургия Бюл НТИ -1988 - №2 - С 25-26

2 Михайленко А С Хроматографический анализ газов скоростного пиролиза углей /АС Михайленко, В Е Чистяков, Е П Волынкина // Кокс и химия - 1990 - № 5 -С 24-26

3 Волынкина Е П Установка высокотемпературного скоростного пиролиза угля Е П Волынкина, А С Михайленко, И В Фешкова//Кокс и химия -1990 -№ 12 - С 7-9

4 Волынкина Е П Особенности пиролиза кусковых углей в условиях металлургических процессов / Е П Волынкина, М Б Школлер, Я А Белихмаер // Кокс и химия -1991 - № 7 - С 2-5

5 Школлер М Б Комплексная оценка полукокса скоростного пиролиза бурых углей (БПК) в качестве пылевидного топлива для вдувания в горн доменной печи /МБ Школлер, Е П Волынкина // Кокс и химия - 1992 - № 5 - С 20-24

6 Волынкина Е П Кинетические исследования процесса скоростного пиролиза углей / Е П Волынкина, М Б Школлер, Я А Белихмаер // Кокс и химия -1992 - № 12 -С 2-6

7 Волынкина Е П Исследование структуры твердых продуктов скоростного пиролиза углей Ее взаимосвязь с реакционной способностью кокса / Е П Волынкина, М Б Школлер, Я А Белихмаер, В С Жданов // Кокс н химия

- 1993 -№13 -С 17-21

8 Volynkina Е Р Ecologial aspects of different types coal fuel use / E P Volyn-kina, M В Shkoller, S A Kudashkina//Proc Eighth Int Conf Coal Science Oviedo, Spain Vol II - Amsterdam-Lausanne-New York-Oxford-Tokio, 1995 -S 11-18

9 Дячок H Г К вопросу утилизации отходов алюминиевого производства в агломерации / Н Г Дячок, А А Пермяков, И К Борискин, Е П Волынкина и др//Известия вузов Черная металлургия -1996 -№6 -С 1-7

10 Волынкина Е П Получение и промышленные испытания в металлургических производствах карбонизированных продуктов с использованием антрацитов / Е П Волынкина, В М Страхов, О Г Унтербергер О Г и др // Сборник научных трудов «Антрациты Горловского бассейна» - Новоси-бириск - 1996 - С 95-102

11 Волынкина Е П Брикеты с использованием антрацитов для сталеплавильного производства / Е П Волынкина, М Б Школлер, В М Страхов и др // Антрациты Горловского бассейна сб научн тр - Новосибириск - 1996 -С 102- 107

12 Волынкина Е П Экологически чистое топливо на основе антрацита / Е П Волынкина, М Б Школлер // Антрациты Горловского бассейна сб научн тр - Новосибириск - 1996 - С 125-127

13 Волынкина ЕП Экологически чистые брикеты для черной металлургии на основе отходов алюминиевого производства / Е П Волынкина, С А Кудашкина, Е В Мандрыгина и др // Известия вузов Черная металлургия - 1997 -№12 -С 52-55

14 Волынкина Е П Программа «Чистый уголь» Проекта по природоохранной политике и технологии / Е П Волынкина, М Б Купчик, М М Квурт и др //Уголь -1997 - № 4 - С 65-66

15 Волынкина Е П Комплексная оценка углей как заменителей кокса в доменном производстве / Е П Волынкина, А С Михайленко, А Ф Авцинов и др //Известия вузов Черная металлургия -1998 -№8 - С 15-18

16 Волынкина ЕП Брикеты для сталеплавильного производства на основе антрацитов / Е П Волынкина, В М Страхов, Е М Литвин // Кокс и химия

- 1998 - № 9 - С 36-39

17Волынмша ЕП Получение комплексных углеродистых материалов на основе смеси неспекающихся углей / Е П Волынкина, В M Страхов, О Г Унтербергер и др //Кокс и химия -1998 -№9 - С 22-26

18 Волынкина Е П Влияние состава угольных брикетов на выбросы загрязняющих веществ при сжигании / Е П Волынкина, С А Кудашкина, В M Страхов//Кокс и химия -1998 - № 9 - С 42-44

19 Volynkma ЕР Antracite-Based Briquets for Steelmakmg / ЕР Volynkma, V M Strachov, E M Litvin // Coke and Chemistry - New York - 1998 - № 9 -S 62-67

20 Volynkma E P Effect of the Coal-Briquet Composition on Emissions of Harmful Substances during Combustion / E P Volynkma, S A Kudashkina, V M Strachov//Coke and Chemistry - New York - 1998 - №9 -S 72-76

21 Volynkma E P Production of Complex Carbonaceous Materials fiom a Mix of Noncakmg Coals / E P Volynkma, V M Strachov // Coke and Chemistry -New York-1998 -№9 -S 34-41

22 Волынкина E П Утилизация отработанных автомобильных покрышек / Е П Волынкина, С А Кудашкина, В Ф Охотников и др // Экология и промышленность России -1999 -№3 -С 16-19

23 Волынкина Е П Система управления отходами доменного производства / Е П Волынкина, С А Кудашкина, В П Долгополов и др // Экология и промышленность России -2000 - №3 - С 11-14

24 Базегский А Е О показателях качества кускового доменного топлива / А Е Базегский, Ю M Денисов, Е П Волынкина // Кокс и химия - 2000 -№ 11-12 - С 15-17

25 Волынкина Е П Использование отработанных автомобильных покрышек/ Е П Волынкина, С А Кудашкина, А В Незамаев // Экология п промышленность России -2001 - № 1 -С 40-44

26 Волынкина Е П Брикеты для выплавки стали из мелкодисперсных отходов металлургии / Е П Волынкина, С А Кудашкина, В M Машинский // Современная металлургия начала нового тысячелетия Сборник научных трудов всероссийск конф - Липецк -2001 -ч2 - С 68-72

27 Волынкина Е П Технология рекультивации шламохранилища ОАО «ЗСМК» / Е П Волынкина, С А Кудашкина, О А Серегин и др // Современная металлургия начала нового тысячелетия Сборник научных трудов всероссийск конф - Липецк -2001 -ч2 - С 71-74

28 Волынкина Е П Использование углеродсодержащей отработанной футеровки электролизеров в шихте доменных печей / Е П Волынкина, А А Столяр, В H Поляков, H С Поляков // Современная металлургия начала нового тысячелетия Сборник научных трудов всероссийск конф - Липецк -2001 - ч 2 - С 87-88

29 Волынкина Е П Снижение выбросов загрязняющих веществ на угольных котельных со слоевой системой сжигания / Е П Волынкина, Е В Пряничников//Теплоэнерегетика -2002 - №2 - С 33-41

30 Столяр А А Использование отработанной углеродсодержащей футеровки электролизеров в доменной шихте / А А Столяр, В H Поляков, Е П Во-лынкина//Сталь -2002 - № 2 - С 11-12

31 Волынкина Е П Исследование процессов термического разложения и горения пылеугольного топлива для доменных печей / Е П Волынкина, В M Страхов// Кокс и химия -2003 -№9 - С 30-35

32 Volynkina Е Р Thermal Decomposition and Combustion of Coal-Dust Fuel foi Blast Furnaces / E P Volynkina, V M Strachov // Coke and Chemistry - New York - 2003 - № 9 - P 30-35

33 Волынкина E П Утилизация, переработка и захоронение бытовых отходов Принципы и методы комплексного управления бытовыми отходами учебное пособие - Новокузнецк НФИ КемГУ -2003 -7,41 пл

34 Мокринский А В Переработка отработанных автомобильных покрышек в кислородно-конвертерном процессе / А В Мокринский, А H Лаврик, В В Соколов, Е П Волынкина и др //Черная металлургия Бюл БНТИ -2004 - № 6 -С 39-40

35 Волынкина Е П Значение правильного выбора топлива для котельных со слоевой системой сжигания / Е П Волынкина, Е В Пряничников // «Вестник ТЭК Кузбасса» -2004 - № 7 - С 88-96

36 Протопопов Е В Газоочистные устройства сталеплавильных агрегатов и утилизация промышленных отходов /ЕВ Протопопов, Ю И Дерин, Е П Волынкина, С Г Короткое учебное пособие - Новокузнецк СнбГИУ -2005 -6,5 п л

37 Волынкина Е П Прогнозная оценка эффективности использования углей в конвертере / Е П Волынкина, Ю А Селезнев // Известия вузов Черная металлургия -2005 - №4 - С 72-77

38 Волынкина Е П Отходы металлургического предприятия от анализа потерь к управлению / Е П Волынкина, Е В Протопопов // Известия вузов Черная металлургия -2005 - №6 - С 35-44

39 Волынкина Е П Практический опыт использования ОСВ для рекультивации промышленных отвалов в г Новокузнецке / Е П Волынкина // 4 Межд конгресс по управлению отходами ВЭИСТТЭК сб докл - Москва, 2005 - С 367

40 Волынкина Е П Перспективные технологии выплавки стали с использованием альтернативных источников энергии / Е П Волынкина, А В Мокринский, А H Лаврик, Е В Протопопов и др // Межд научно-практическая конф «Металлургия России на рубеже XXI века» сб научн тр - Новокузнецк - Том 1 -2005 - С 132-139

41 Волынкина ЕП Брикеты из отходов производства для технологии выплавки стали / Е П Волынкина, Е В Протопопов, В M Машинский и др //

Межд научно-практическая конф «Металлургия России на рубеже XXI века» сб научи тр - Новокузнецк - Том 2 -2005 - С 297-301

42 Волынкина Е П Синтетические легкоплавкие флюсы для черной металлургии на основе фторуглеродистых отходов алюминиевой промышленности / Е П Волынкина, Е В Протопопов, В В Макарчук // XI межд конф «Алюминий Сибири 2005» сб докл - Красноярск, 2005 - С 289296

43 Волынкина Е П Синтетические легкоплавкие флюсы для черной металлургии па основе фторуглеродистых отходов производства алюминия / Е П Волынкина, Е В Протопопов, В В Макарчук и др // 1 Межд научно-практическая конф «Управление отходами - основа восстановления экологического равновесия в Кузбассе» сб докл - Новокузнецк, 2005 - С 168-174

44 Волынкина Е П Использование отходов от очистки городских сточных вод для рекультивации промышленных отвалов горно-металлургического региона / Е П Волынкина, И Г Атапина, В П Долгополов и др // 1 Межд научно-практическая конф «Управление отходами - основа восстановления экологического равновесия в Кузбассе» сб докл - Новокузнецк, 2005 -С 181-184

45 Волынкина Е П Управление отходами металлургического предприятия, анализ проблем и пути решения / Е П Волынкина, Е В Протопопов // I Межд научно-практическая конф «Управление отходами - основа восстановления экологического равновесия в Кузбассе» сб докл - Новокузнецк, 2005 -С 35-44

46 Volynkina Е Р Thermal aspects of metallurgy evaluating coal foi conveiter steel production / E P Volynki na, Y A Seleznev // Steel in Translation — 2005 - Vol 35 - No 4 - P 72-78

47 Волынкина E П Конвертерная плавка с использованием твердых бытовых отходов в качестве альтернативных источников энергии / Е П Волынкина, А В Мокринский, Е В Протопопов и др //Сталь -2006 - №5 -С 44

48 Волынкина Е П Комплексная система управления отходами металлургического предприятия / Е П Волынкина//Вестник РАЕН -2006 -Том 6 -№3 - С 94-105

49 Волынкина Е П Исследование закономерностей формирования техногенного месторождения на территории шламонакопителя ОАО «ЗСМК» / ЕП Волынкина//Вестник РАЕН -2006 - Том 6 -№3 - С 86-93

50 А с 1749237 СССР, МКИ С21С 5/28 Способ выплавки стали в конвертере / Волынкина Е П , Школлер M Б , Калиногорская Л А , Волович M И , Ай-

затулов Р С , Гальперин Г С , Михайленко А С , Протопопов Е В , Герасименко И П -№4710835/02, заявл 27 Об 89, опубл 23 07 92 Бюл №27

51 А с 1430406 СССР, МКИ С21С 5/28 Способ подачи порошкообразною углеродсодержащеего материала в жидкий металл / Динельт В М , Школ-лер М Б , Волынкина Е П , Матвеев Н Г, Чевалков А В - № 3993997/2302, заявл 23 12 85, опубл 15 10 88 Бюл №38

52 Патент № 2215045 Россия, МКИ С21С 5/28 Способ переработки отработанных автомобильных покрышек в конвертере / Соколов В В , Лаврик АН, Амелин А В, Волынкина ЕП и др - № 2002111917/02, заявл 06 05 2002, опубл 27 10 2003 Бюл №30

53 Патент № 2287018 Россия, МКИ С21С 5/28 Способ выплавки стали в конвертере / Мокринский А В , Лаврик А Н , Соколов В В , Протопопов ЕВ, Буймов ВА, Волынкина ЕП и др - № 2005100234, заявз 1101 2005, опубл 10 11 2006 Бюл № 31

54 Патент № 2287111 Россия, МКИ С21С 5/28 Способ переработки твердых бытовых отходов в кислородном конвертере / Мокринский А В , Лаврик А Н , Протопопов Е В , Волынкина Е П и др - № 2005102545/02, заявл 02 02 2005, опубл 10 II 2006 Бюл №31

Отпечатано в ОАО Новокузнецкий полиграфкомбинат \ 654005, ул Орджоникидзе, 11

Сдано в печать 02 05 07 Печать офсетная Формат 60x84 1/16 2,43 п л Заказ 4421 Тираж 100

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ОТХОДОВ В МЕТАЛЛУРГИИ.

1.1 Характеристика положения с отходами на металлургических предприятиях России и за рубежом.

1.2 Проблемы в области обращения с отходами на металлургическом предприятии на примере ОАО «ЗСМК».

1.3 Состояние проблемы управления отходами за рубежом и в России.

1.4 Обоснование выбора направления и постановка задач исследования.

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ОТХОДАМИ И МЕХАНИЗМА ЕЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ НА

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ ПРЕДПРИЯТИИ.

2.1 Система управления отходами как часть системы управления техноэкосистемой.

2.2 Схема управления отходами промышленного предприятия и механизм ее практической реализации.

2.3 Разработка системы управления отходами доменного и сталеплавильного производств металлургического предприятия.

2.3.1 Доменное производство.

2.3.1.1 Количественная оценка отходов и материально-сырьевой баланс технологического процесса.

2.3.1.2 Материальная оценка отходов.

2.3.1.3 Экономическая оценка отходов.

2.3.1.4 Энергетическая оценка отходов.

2.3.2 Сталеплавильное (конвертерное) производство.

2.3.2.1 Количественная оценка отходов и материально-сырьевой баланс технологического процесса.

2.3.2.2 Материальная оценка отходов.

2.3.2.3 Экономическая оценка отходов.

2.3.3 Использование материально-сырьевых балансов металлургических процессов для расчета нормативов образования отходов.

2.4 Планирование деятельности в области управления отходами.

2.5 Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ И ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ С

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УГЛЕЙ.

3.1 Доменное производство.

3.1.1 Доменный процесс с использованием пылеугольного топлива.

3.1.1.1 Исследования процессов скоростного пиролиза и горения угольных частиц в условиях фурменной зоны доменной печи.

3.1.1.2 Исследование влияния различных факторов на степень термического разложения и горения угольных пылей в условиях фурменной зоны доменной печи.

3.1.1.3 Исследования скорости тепловыделения при сгорании углей и угольных смесей.

3.1.1.4 Практическое использование полученных результатов на ОАО «ЗСМК» и «НТМК».

3.1.2 Технология доменного процесса с использованием кусковых углей.

3.1.2.1 Принципы и критерии выбора углей для использования в доменном процессе в кусковом виде.

3.1.2.2 Метод комплексной оценки углей как заменителей кокса в доменном производстве.

3.1.2.3 Ряд приоритетности энергетических углей Кузбасса для доменного производства.

3.1.2.4 Практическое использование полученных результатов в доменном производстве ОАО «ЗСМК» и «НКМК».

3.2 Процессы конвертерного производства стали с использованием углей.

3.2.1 Принципы оценки углей для конвертерного производства стали.

3.2.1.1 Исследования пиролиза углей в условиях конвертерных процессов.

3.2.1.2 Критерии прогнозной оценки углей для конвертерного процесса.

3.2.2 Оптимизация конвертерного процесса с использованием углей на ОАО «ЗСМК».

3.3 Обоснование выбора топлива и оптимизация процесса его сжигания в слоевых топках теплоэнергетических установок.

3.3.1 Теплотехническая и экологическая оценка углей на стендовой котельной установке.

3.3.2 Результаты промышленных испытаний углей на котельных установках г.Новокузнецка.

3.3.3 Практическое использование результатов на котельных Кемеровской области.

3.4 Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА НОВЫХ ВИДОВ БРИКЕТИРОВАННОГО СЫРЬЯ И ТОПЛИВА НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ И МЕТОДОВ ВЕДЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ С ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ.

4.1 Разработка новых видов брикетированного сырья для металлургических процессов на основе мелкодисперсных отходов черной металлургии и смежных отраслей.

4.1.1 Характеристика исследуемых мелкодисперсных отходов.

4.1.2 Разработка режимов брикетирования и исследования качественных характеристик и технологических свойств брикетов.

4.1.2.1 Брикетирование без связующих веществ.

4.1.2.2 Брикетирование с использованием неорганических связующих.

4.1.2.3 Брикетирование с использованием органических связующих.

4.1.3 Исследования процессов горения и термического разложения брикетов в условиях конвертерной ванны.

4.1.4 Результаты исследований восстановления железа в брикетах, содержащих органические восстановители.

4.2 Технологические процессы с использованием брикетированных отходов.

4.2.1 Технологические процессы выплавки стали с использованием железосодержащих, фторуглеродистых и известковых брикетов.

4.2.2 Технологические процессы выплавки стали в конвертере с использованием топливных брикетов.

4.3 Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ФТОРУГЛЕРОДИСТЫХ ОТХОДОВ АЛЮМИНИЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.

5.1 Анализ известных способов обезвреживания и утилизации фторуглеродистых отходов.

5.2 Исследования фторуглеродистых отходов.

5.2.1 Химический состав.

5.2.2 Минералогический состав.

5.2.3 Физико-химические свойства.

5.2.4 Исследование динамики горения углерода.

5.2.5 Исследование токсичных свойств.

5.3 Разработка способов обезвреживания фторуглеродистых отходов.

5.3.1 Обезвреживание мелкодисперсных отходов в процессе получения брикетированных синтетических флюсов.

5.3.2 Обезвреживание отработанной углеродистой футеровки электролизеров в процессе получения кусковых синтетических флюсов.

5.3.3 Металлургические процессы с использованием синтетических флюсов на основе отходов алюминиевой промышленности.

5.3.3.1 Технологии выплавки стали в конвертере с использованием кусковых синтетических флюсов.

5.3.3.2 Технология выплавки чугуна с использованием кусковых синтетических флюсов.

5.4 Выводы по главе 5.

ГЛАВА 6 РАЗРАБОТКА ТЕРМИЧЕСКИХ СПОСОБОВ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ПОКРЫШЕК.

6.1 Исследования состава и токсичных свойств отработанных автомобильных покрышек.

6.2 Исследования возможности и разработка способов сжигания отработанных автомобильных покрышек на угольных котельных установках.

6.2.1 Условия промышленных экспериментов.

6.2.2 Влияние покрышек на качество топлива.

6.2.3 Влияние покрышек на экологические показатели.

6.2.4 Влияние покрышек на теплотехнические показатели.

6.2.5 Рекомендации по эксплуатации котлов при сжигании смеси угля с отработанными автомобильными покрышками.

6.3 Разработка технологии переработки отработанных автопокрышек в конвертерном производстве стали.

6.3.1 Прогнозная оценка отработанных автопокрышек как альтернативного топлива для конвертерного процесса.

6.3.2 Результаты промышленных испытаний отработанных автомобильных покрышек в конвертерах ОАО «ЗСМК».

6.3.2.1 Оценка влияния покрышек на технологические показатели конвертерного процесса.

6.3.2.2 Оценка промышленной и экологической безопасности технологии конвертерной плавки с использованием отработанных автопокрышек.

6.3.3 Массовая переработка отработанных автопокрышек на ОАО «ЗСМК».

6.4 Выводы по главе 6.

ГЛАВА 7 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕХНОГЕННОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ ШЛАМОНАКОПИТЕЛЯ ОАО «ЗСМК».

7.1 Характеристика шламонакопителя ОАО «ЗСМК».

7.2 Анализ влияния шламонакопителя на подземные воды.

7.3 Влияние шламонакопителя на загрязнение поверхностных вод.

7.4 Результаты исследований шламонакопителя. Карта химического состава.

7.4.1 Характеристика отобранных проб.

7.4.2 Результаты исследований гранулометрического и химического составов заскладированного материала.

7.4.3 Закономерности формирования техногенного месторождения на территории шламонакопителя.

7.4.4 Карта-схема химического состава шламонакопителя.

7.5 Выводы по главе 7.

ГЛАВА 8 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КОНСЕРВАЦИИ ОТВАЛОВ ГОРНОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОТХОДОВ ОТ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД.

8.1 Исследования ОСВ очистных сооружений г. Новокузнецка и оценка целесообразности их использования для рекультивации.

8.1.1 Оценка агрохимических свойств ОСВ.

8.1.2 Оценка химического загрязнения ОСВ токсичными соединениями.

8.1.3 Санитарная оценка ОСВ.

8.2 Разработка способов обезвреживания ОСВ.

8.3 Исследования выделения токсичных газов при хранении и обезвреживании ОСВ.

8.4 Промышленные эксперименты по рекультивации хвостохранилища Абагурской обогатительно-агломерационной фабрики.

8.4.1 Характеристика Абагурского хвостохранилища.

8.4.2 Описание экспериментальной площадки.

8.4.3 Результаты промышленных экспериментов по обезвреживанию и обеззараживанию ОСВ.

8.4.4 Формирование и исследование растительности на опытных площадках.

8.4.5 Внедрение полученных результатов.

8.5 Промышленные эксперименты по рекультивации шламонакопителя ОАО «ЗСМК».

8.5.1 Характеристика шламонакопителя ОАО «ЗСМК» как объекта для рекультивации.

8.5.2 Исследования экологической безопасности размещения ОСВ на породах шламонакопителя ОАО «ЗСМК».

8.5.2.1 Результаты химических исследований субстратов опытных площадок.

8.5.2.2 Санитарно-гигиеническая оценка субстратов опытных площадок.

8.5.2.3 Результаты исследований биомассы растений.

8.5.2.4 Агрохимическая оценка результатов экспериментов.

8.6 Выводы по главе 8.

К концу XX века человечество осознало необходимость дальнейшего развития в гармонии с окружающей природной средой. В 1992г. в Рио-де-Жанейро на Второй конференции ООН по окружающей среде и развитию с участием 179 государств впервые в истории мировой цивилизации была принята стратегия развития на XXI век, получившая название «концепция устойчивого развития» [1]. В соответствии с этой концепцией в XXI веке мировая экономика должна развиваться, не нарушая устойчивого равновесия биосферы - природной среды, в границах которой это развитие происходит.

В глобальном программном документе развития человечества «Повестка дня на XXI век» проблема отходов определена как препятствующая устойчивому развитию мировой экономики, а на Международной конференции по устойчивому развитию в Йоханнесбурге в 2002г. признана главной проблемой в области охраны окружающей среды [2]. Образование отходов делает антропогенный круговорот ресурсов незамкнутым и ведет к нарушению устойчивости биосферы вследствие истощения природных ресурсов и негативного воздействия на природные экосистемы.

Ежегодно в атмосферу выбрасывается около 1 млрд.т газообразных отходов (170 кг на 1 чел.), в гидросферу - около 15 млрд.т жидких отходов (2,5 т на 1 чел.), на землю попадает примерно 85 млрд.т твердых отходов (14 т на 1 чел., или 567 т на 1 км2) [3]. Ежегодное образование только твердых отходов в России оценивается в 2 млрд. т, что составляет около 14 т на 1 жителя, в то время как в странах Евросоюза - около 1 млрд. т, или 2 т на 1 жителя [4].

Образование отходов на единицу продукции возрастает по мере приближения к началу производственной цепочки, что обуславливает наибольшую нагрузку на экосистемы в регионах с преобладающим развитием отраслей, осуществляющих добычу и первичную переработку природных ресурсов, и, прежде всего, горнодобывающей и металлургической. Так, в Кемеровской области удельные выбросы в атмосферу газообразных отходов в расчете на 1 чел. составляют 515 кг, а в его металлургическом центре г. о

Новокузнецке - 900 кг; сбросы сточных вод на 1 чел. составляют 260 м по л области и 500 м по Новокузнецку [5-7]. На территории Кемеровской области образуется 1,3 млрд. т твердых отходов [8], что составляет около половины всех образующихся на территории РФ отходов, при этом на 1 чел. приходится более 400 т. Нагрузка складируемых твердых отходов на единицу площади

-у составляет в Кемеровской области в среднем 13 600 т на 1 км , в Новокузнецке - 20 700 т на 1 км2.

Выброс в окружающую среду колоссальной массы твердых, жидких и газообразных отходов привел к разрушению природных экосистем в Кузбассе. На территории свыше 100 тыс. га полностью разрушен естественный ландшафт, уничтожен растительный и почвенный покров [6]. Исчезли леса на территории площадью 500 тыс.га [5]. В высокогорной зоне Кузнецкого Алатау и Горной Шории на территории 400 тыс.га наблюдается усыхание и деградация пихтовых деревьев вследствие интенсификации хвои и почвы. Безвозвратно уничтожено около 300 малых рек, а главная река региона Томь является самой загрязненной рекой Сибири [6]. Утрачена значительная часть биологического разнообразия: 124 вида животных занесены в красную книгу и являются исчезающими или исчезнувшими [5]. Заболеваемость и смертность населения в Кемеровской области в 1,5-3 раза выше, чем в среднем по стране [9-10]. В г. Новокузнецке общая смертность населения за 5 лет (1998-2003гг.) возросла на 23%, онкозаболеваемость за 10 лет (1993-2003гг.) увеличилась на 87%, а смертность от злокачественных опухолей - на 80% [7]. Происходит снижение репродуктивной способности женщин и продолжительности предстоящей жизни, то есть жизни новых поколений: детям, родившимся в Новокузнецке в 2002г., предстоит прожить на 1 год и 18 дней меньше, чем родившимся в 2000г., что по заключению медиков свидетельствует о вымирании населения

7].

При самых совершенных технологиях предотвратить возникновение отходов невозможно. Однако высокий уровень их образования является 8 следствием неэффективного использования в производственной деятельности природных ресурсов. Опыт развитых государств показал, что человечество может успешно развиваться, значительно сократив потребление природных ресурсов на единицу продукции. Известно [3, 11-12, 17], что ресурсо- и энергоемкость единицы ВВП в США в 2 раза, а в Западной Европе и Японии в 3-4 раза ниже, чем в России. Это означает, что для производства 1 т продукции в этих странах вовлекается в 2-4 раза меньше природных ресурсов, чем в России, при соответствующем снижении образования отходов. Количество накопленных отходов в России составляет около 120 млрд.т, а годовой экономический ущерб от загрязнения отходами окружающей среды оценивается на уровне 10% валового внутреннего продукта [13].

В последние годы в мировой практике формируются фундаментальные представления о направлениях ресурсо-экологической политики, важнейшей частью которой является управление образующимися отходами [14]. В настоящее время управление отходами реализуется на уровне предприятий, отдельных регионов, государств. В соответствии с директивными документами Службы экологической безопасности Земли ООН производственные предприятия, в которых не решены вопросы управления отходами, подлежат закрытию. В то же время до сих пор отсутствует научное обоснование и не разработана методология управления отходами, что препятствует его широкому распространению в различных отраслях промышленности.

Для российской металлургии проблема отходов имеет особую актуальность вследствие высокого уровня их удельного образования на единицу металлопродукции - в 1,5-3 раза выше, чем в развитых странах. Это обуславливает высокую ресурсо- и энергоемкость отечественных металлургических предприятий и загрязнение окружающей среды в регионах их размещения. Накопления отходов металлургической и связанной с ней горнодобывающей отрасли на территории Урала и Кузбасса превышают 50 млрд. т, а общая площадь занятых под их складирование и нарушенных вследствие этого экосистем составляет более 60 тыс. га [5, 23-24]. С другой стороны, развитие черной металлургии во второй половине XX века показало, что металлургические предприятия обладают широкими возможностями по переработке различных видов производимых человечеством отходов: от автомобильного металлолома до бытовых отходов [3, 12, 18]. Эффективно организованное управление отходами позволит оптимизировать материально-энергетические потоки между производственными процессами металлургического предприятия и окружающей средой, увеличить количество и спектр перерабатываемых в металлургических агрегатах отходов и обеспечить устойчивое развитие не только самого металлургического предприятия, но и региона, на территории которого оно размещается.

Поэтому разработка теоретических положений управления отходами и методов их практической реализации в условиях металлургических предприятий является актуальной задачей сегодняшнего дня.

Основной объем проведенных научно-исследовательских работ был выполнен по планам научно-исследовательских работ ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» в соответствии с заданиями Государственного плана экономического и социального развития СССР и ГКНТ № 113/233 от 30.06.1986; всесоюзными межвузовскими программами «Метал» и «Энерго- и ресурсосберегающие технологии в металлургии»; конкурсом грантов Министерства общего и профессионального образования РФ по фундаментальным исследованиям в области металлургии № 98-26-2.1-22 «Разработка теоретических основ и технологических положений конвертирования металла с элементами жидкофазного восстановления при переработке отходов», 1998-2000гг.; Программой Министерства образования «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (подпрограмма 201 «Производственные технологии», 13.01.17, «Разработка комплекса ресурсосберегающих технологий выплавки стали в конвертерах с использованием местного сырья и отходов горнометаллургического производства, 2004г.); Федеральной целевой программой «Интеграция образования и фундаментальной науки на 1997-2000 годы» проект № К1122).

Цель работы. Разработка научного обоснования управления отходами, методологии реализации принципов управления отходами на металлургическом предприятии, технологических решений, обеспечивающих оптимизацию материально-энергетических потоков между производственными процессами металлургического предприятия и окружающей средой.

Научная новизна.

1. Введено и обосновано понятие «техноэкосистема». Сформулированы принципы организации техноэкосистем, обеспечивающие их устойчивое развитие.

2. Разработана концепция управления отходами техноэкосистемы и предложены принципы формирования информационных потоков, обеспечивающих функционирование системы управления отходами промышленного предприятия.

3. Получена новая информация об особенностях скоростного пиролиза энергетических углей в условиях доменного и конвертерного процессов, позволившая разработать и теоретически обосновать способы оптимизации их энергетической функции. Установлена связь реакционной способности углерода твердых продуктов пиролиза углей с параметрами кристаллической структуры.

4. Экспериментально доказано, что процесс скоростного пиролиза угольных частиц протекает преимущественно в неизотермических условиях при определяющей роли внешнего теплообмена для высокометаморфизованных углей и внутреннего теплопереноса для малометаморфизованных углей.

5. Теоретически обоснованы способы интенсификации реализации энергетического потенциала углей, вдуваемых в фурменную зону доменной печи.

6. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования отходов полимеров в смеси с пластификаторами отработанное масло, каменноугольная смола) в качестве связующих для брикетирования мелкодисперсных железосодержащих отходов металлургического производства.

7. Получены новые данные об участии газообразных продуктов пиролиза органических компонентов в восстановлении железа внутри брикетов, позволившие расширить спектр используемых в металлургии восстановителей и теоретически обосновать возможность получения самовосстанавливающихся в металлургических агрегатах брикетов.

8. Получены новые данные о каталитическом влиянии кальций- и железосодержащих отходов металлургического производства на процессы окисления газообразных и твердых продуктов пиролиза углей, позволившие обосновать целесообразность их ввода в состав топливных брикетов. Впервые установлено, что кальций- и железосодержащие отходы металлургического производства оказывают комплексное обезвреживающее и обеззараживающее действие на токсичные органические отходы (фторуглеродистые отходы алюминиевой промышленности, отходы от очистки сточных вод), обеспечивая, наряду с переводом в нерастворимую форму токсичных неорганических соединений, интенсификацию разложения органических загрязнителей, включая ПАУ, и подавление жизнедеятельности патогенных микроорганизмов.

9. Получены новые данные об особенностях горения углерода отработанной углеродистой футеровки электролизеров алюминиевого производства, позволившие теоретически обосновать целесообразность ее использования в доменном и сталеплавильном процессах.

10. На основании результатов исследований шламонакопителя металлургического предприятия выявлены закономерности сегрегации частиц отходов по его поверхности и глубине, на основании которых предложен механизм формирования техногенного месторождения на территории шламонакопителя.

Практическая значимость.

Полученная в работе совокупность теоретических положений, методов и экспериментальных данных является инструментом для практической реализации системы управления отходами на металлургических предприятиях и обеспечения их устойчивого развития. Полученные результаты внедрены в условиях ряда металлургических (ОАО «ЗСМК», ОАО «НКМК») и теплоэнергетических (МКП «Теплоэнергия», г. Новокузнецк) предприятий.

1. Предложены и внедрены методы количественной, материальной, экономической и энергетической оценки отходов, методы нормирования отходов и планирования действий с отходами, позволившие сформировать информационные потоки, обеспечивающие функционирование системы управления отходами.

2. Разработан и внедрен комплекс методов прогнозной оценки углей, позволивший сформировать угольную сырьевую базу для доменной технологии с использованием углей в пылевидном и кусковом виде и кислородно-конвертерного процесса с вводом углей в период прогрева лома и по ходу продувки в жидкий металл.

3. Разработаны и внедрены методы оптимизации доменного процесса с использованием кусковых углей и кислородно-конвертерного процесса с вводом углей в период прогрева лома, обеспечивающие снижение потребления кокса, жидкого чугуна и образования конвертерного шлака.

4. Разработаны и внедрены на котельных установках рекомендации по подбору и использованию углей в топках теплоэнергетических установок со слоевой системой сжигания, обеспечивающие снижение расхода топлива и образование отходов.

5. Разработаны новые виды брикетированного сырья для металлургии на основе мелкодисперсных отходов металлургического, ферросплавного, алюминиевого производства, углепереработки, разработаны и внедрены технологии получения и использования брикетов в конвертерных процессах.

6. Разработаны и внедрены способы получения синтетических флюсов для металлургии на основе фторуглеродистых отходов алюминиевого производства. Синтетические флюсы и технологии с их использованием внедрены в доменном и конвертерном производствах, обеспечив снижение потребления материально-энергетических ресурсов при выплавке чугуна (кокс) и стали (жидкий чугун, известь и др.), уменьшение образования шлаков и обезвреживание отходов алюминиевого производства.

7. Разработана и внедрена технология выплавки стали в конвертере с использованием отработанных автомобильных покрышек в период прогрева лома для частичной замены угля. Экспериментально доказана возможность использования отработанных автомобильных покрышек в качестве альтернативного топлива на угольных теплоэнергетических установках с топками прямого хода.

8. Разработана карта-схема химического состава шламонакопителя ОАО «ЗСМК», определены перспективные участки для извлечения железосодержащего и органического сырья.

9. Разработаны и внедрены в условиях хвостохранилища Абагурской ОАФ и шламонакопителя ОАО «ЗСМК» методы консервации отвалов металлургических предприятий с использованием отходов от очистки городских сточных вод (ОСВ), позволяющие одновременно решить две актуальные проблемы - восстановить и обезвредить техногенные ландшафты и удалить и обезвредить отходы от очистки сточных вод.

Полученные научные результаты используются в учебном процессе в ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» при подготовке студентов по специальности 150109 «Металлургия техногенных и вторичных ресурсов». С использованием научных разработок опубликован ряд методических указаний, три учебных пособия «Газоочистные устройства сталеплавильных агрегатов и утилизация промышленных отходов» (с грифом УМО), «Экологические проблемы горно-металлургического региона: Кузбасс», «Утилизация, переработка и захоронение бытовых отходов. Принципы и методы комплексного управления бытовыми отходами», внедрена в учебный процесс лаборатория техногенных и вторичных ресурсов.

Апробация работы. Основные результаты докладывались на следующих конференциях, симпозиумах, семинарах:

Всесоюзная конференция «Исследование углей, процессов и продуктов их переработки» Свердловск, 1985; VII Всесоюзная конференция «Теория и практика кислородно-конвертерных процессов», Днепропетровск, 1987; Всесоюзная конференция «Пути повышения эффективности исследования углей, процессов и продуктов их переработки», Свердловск, 1988; «I Всесоюзная школа-семинар по применению физико-химических методов исследований и анализа углей и их производных», Свердловск, 1989; Всесоюзный симпозиум «Проблемы катализа в углехимии», Донецк, 1990; Всесоюзная конференция «Технологическое обеспечение технологических процессов черной металлургии», Днепропетровск, 1990; Всесоюзная конференция «Создание и освоение экологически чистых, ресурсосберегающих технологий в черной металлургии», Донецк, 1991; конференция с международным участием «Углеродные материалы из нефтяного и каменноугольного сырья», Новокузнецк, 1994; Международная конференция «Ргос. Eighth. Int. Conf. Coal Science», Oviedo, Испания, 1995; Международная конференция «Эксплуатация систем водоснабжения и водоотведения», Красноярск, 1996; IV Международная конференция «Перспективы развития горнодобывающей промышленности», 1997; Международная конференция «Эксплуатация систем водоснабжения и водоотведения», Красноярск, 1997; Международная конференция «Проблемы экополиса», Барселона, 1998; Международная конференция «Водоснабжение и водоотведение; качество и эффективность», Красноярск, 1998; Всероссийская конференция «Современная металлургия начала нового тысячелетия», Липецк, 2001; Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов», Харьков, 2004; Международный конгресс по управлению отходами «ВЭИСТТЭК», Москва, 2005; Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов», Харьков, 2005; Международная конференция «Металлургия России на рубеже XXI века», Новокузнецк, 2005; XI Международная конференция «Алюминий Сибири», Красноярск, 2005; Международная конференция «Управление отходами - основа восстановления экологического равновесия в Кузбассе», Новокузнецк, 2005; Международная конференция «Современные технологии и оборудование для внепечной обработки и непрерывной разливки стали», Москва, 2006; Международная конференция «Новые тенденции и проблемы экологии и рационального использования вторичных ресурсов», Москва, 2006.

Публикации. По результатам выполненной диссертационной работы опубликовано 112 работ, в том числе 49 статей в научных журналах и сборниках, из которых 25 - в рецензируемых научных журналах, 5 авторских свидетельств на изобретения СССР и патентов РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 404 страницах машинописного текста, состоит из введения, 8 глав и заключения, содержит 47 таблиц, 72 рисунка, 185 страниц приложений и список литературы из 366 наименований.

8.6 Выводы по главе 8

1. Разработан способ консервации объектов размещения отходов металлургических техноэкосистем с использованием отходов от биохимической очистки сточных вод (ОСВ), позволяющий одновременно решить две актуальные проблемы - восстановить и обезвредить техногенные ландшафты и удалить и обезвредить отходы от очистки сточных вод при сохранении техногенных месторождений для будущих поколений.

2. В результате лабораторных исследований и промышленных экспериментов на территории двух крупнейших объектов размещения отходов - хвостохранилища Абагурской обогатительно-агломерационной фабрики (400 га) и шламонакопителя ОАО «ЗСМК» (300 га) - установлена высокая эффективность ОСВ в формировании органоминеральных субстратов, обеспечивающих создание устойчивого фитоценоза и развитие почвообразования на поверхности рекультивируемых отвалов вследствие высокой водоудерживающей способности, высокого содержания биогенных веществ (углерод, азот, фосфор), формирования активной почвенной целлюлозоразрушающей микрофлоры, способности к самозарастанию.

3. В результате проведенных исследований установлена необходимость обезвреживания ОСВ вследствие высокого уровня химического загрязнения токсичными веществами в водорастворимой форме (цинк, свинец фтор, медь) и обеззараживания вследствие повышенного бактериального и гельминтологического загрязнения.

4. В результате лабораторных исследований установлена и в ходе промышленных экспериментов подтверждена высокая эффективность обезвреживания и обеззараживания ОСВ Са- и Fe-содержащими отходами металлургического производства (аспирационная пыль цеха обжига известняка, окалина блюминга, хвосты магнитной сепарации железной руды, конвертерный шлак), обеспечивающая снижение содержания водорастворимых и подвижных форм ряда тяжелых металлов (цинк, свинец, медь, марганец, никель и др.), органических (нефтепродукты, смолы, СПАВ, формальдегид, фенол, ПАУ и др.) и неорганических (мышьяк, фтор, литий и др.) загрязнителей, а также значительное снижение микробиологического и гельминтологического загрязнения вследствие подавления жизнедеятельности микроорганизмов.

5. На основании полученных результатов разработаны технология и рабочий проект рекультивации хвостохранилища № 1 Абагурской аглофабрики, получено положительное заключение Государственной экологической экспертизы проекта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решен комплекс теоретических, прикладных и экспериментальных задач по развитию теории управления отходами и разработке методов ее реализации на металлургическом предприятии, включая методы оптимизации доменного и конвертерного процессов в направлении снижения потребления природных ресурсов и образования отходов, технологии переработки отходов металлургического производства и смежных отраслей, способы обезвреживания и безопасного захоронения отходов.

В процессе выполнения диссертационной работы получены новые теоретические и практические результаты:

1. В результате развития теоретических положений В.И. Вернадского о биосфере и экосистемах введено и обосновано понятие «техноэкосистема». Сформулированы принципы организации техноэкосистем, обеспечивающие их устойчивое развитие.

2. Разработана концепция управления отходами техноэкосистемы, заключающаяся в том, что система управления отходами рассмотрена как часть системы управления техноэкосистемой, осуществляющая управление материальными и энергетическими потоками путем информационных взаимодействий между ее компонентами и окружающей средой, обеспечивающая самоорганизацию техноэкосистемы аналогично природным экосистемам, снижение транспортируемых потоков между техноэкосистемой и окружающей средой и устойчивое развитие техноэкосистемы без нарушения биосферы. Дано определение системы управления отходами техноэкосистемы, определены ее объекты, задача, цель и способ достижения цели.

3. Разработана схема управления отходами промышленного предприятия, позволяющая выполнить задачу системы управления отходами, и предложены принципы формирования информационных потоков, обеспечивающих его функционирование как саморегулирующейся техноэкосистемы.

4. Схема управления отходами апробирована применительно к доменному и сталеплавильному производствам металлургического предприятия. Предложены и внедрены методы количественной, материальной, экономической и энергетической оценки отходов, методы нормирования отходов и планирования действий с отходами, позволившие сформировать оперативные и инструктивные информационные потоки, обеспечивающие практическую реализацию системы управления отходами.

5. Предложен новый подход к создаваемым в ходе эволюционного развития металлургических техноэкосистем технологическим решениям, в том числе разработанным в рамках данной работы, как к способам достижения цели системы управления отходами и реализации принципов устойчивого развития техноэкосистем. Показано, что: 1) доменный и конвертерный процессы с использованием энергетических углей являются способами оптимизации энергетических потоков между техноэкосистемой и окружающей средой; 2) брикетирование мелкодисперсных отходов и их переработка в металлургических агрегатах обеспечивает повышение степени замкнутости металлургической техноэкосистемы; 3) переработка в металлургии отходов соседних технокосистем способствует их вовлечению в материальный и энергетический круговорот в биосфере; 4) обезвреживание токсичных отходов с использованием возможностей металлургии является эффективным способом перевода ксенобиотиков в привычную для природных экосистем форму; 5) консервация объектов размещения отходов металлургических техноэкосистем обеспечивает восстановление динамического равновесия природных экосистем.

6. Изучены особенности процесса скоростного пиролиза углей в условиях их ввода в доменную печь - в пылевидном и кусковом виде, в конвертер - в период прогрева лома и по ходу продувки в жидкий металл. Предложены новые показатели, определяющие эффективность использования углей в каждом варианте технологического процесса, разработаны и внедрены методы прогнозной оценки углей, оптимизирована угольная сырьевая база и технологические параметры указанных технологий. Внедрение полученных результатов на крупных металлургических предприятиях позволило снизить расход материально-энергетических ресурсов (кокс, жидкий чугун) и уменьшить образование конвертерного шлака.

Обоснован и экспериментально подтвержден новый подход к подбору углей для топок теплоэнергетических установок со слоевым способом сжигания с учетом состава и свойств летучих и твердых продуктов пиролиза, позволяющий снизить расход топлива и образование газообразных и твердых отходов.

7. Разработаны новые виды брикетированного сырья для сталеплавильного и доменного процессов на основе мелкодисперсных отходов металлургического, ферросплавного, алюминиевого производств, углепереработки, а также технологии их получения с использованием неорганических (отходы производства извести) и органических (каменноугольная смола, отходы полимеров, отходы переработки нефти) связующих.

Экспериментально установлено, что ввод в топливные брикеты Ca-Fe-содержащих отходов способствует интенсификации процессов воспламенения и сгорания брикетов и улучшению их экологических свойств. Теоретически и экспериментально обоснована возможность получения брикетов, самовосстанавливающихся в металлургических агрегатах, при вводе в их состав жидких, разжижающихся в процессе пиролиза или характеризующихся высоким выходом летучих веществ органических компонентов. В результате лабораторных и промышленных экспериментов доказана более высокая эффективность топливных и минеральных брикетов по сравнению с традиционными сырьевыми компонентами (кокс, уголь, известь и др.) в сталеплавильных процессах.

8. Предложен и теоретически и экспериментально обоснован способ обезвреживания токсичных фторуглеродистых отходов алюминиевого производства, осуществляемый в две стадии: 1 стадия - частичное обезвреживание отходов путем специальной обработки известьсодержащими реагентами; 2 стадия - глубокое обезвреживание в высокотемпературных металлургических агрегатах.

9. Разработаны способы получения кусковых и брикетированных синтетических флюсов для металлургии на основе отработанной углеродистой футеровки электролизеров и мелкодисперсных фторуглеродистых отходов. Показано, что благодаря комплексу физико-химических свойств синтетические флюсы выполняют одновременно несколько технологических функций в металлургических агрегатах: теплоносителя, разжижителя шлака, десульфуратора. Выявлены особенности горения углерода фторуглеродистых отходов, способствующие эффективной реализации указанных функций в доменном и сталеплавильном процессах. Внедрение полученных синтетических флюсов на металлургических предприятиях позволило снизить расход материально-энергетических ресурсов при выплавке чугуна (кокс) и стали (жидкий чугун, известь, уголь, марганцевый агломерат) и уменьшить образование шлаков.

10. Показана экологическая опасность складирования отработанных автомобильных покрышек на свалках и методов их утилизации, предполагающих размещение в воде или на почве. Доказана возможность утилизации отработанных автомобильных покрышек термическим способом в теплоэнергетических и металлургических агрегатах. Установлена возможность частичной замены энергетических углей шинным скрапом (13-50 мм) на угольных котельных, оборудованных топками прямого хода. Разработана и впервые в мировой практике внедрена технология выплавки стали в конвертере с использованием покрышек в качестве дополнительного теплоносителя. Внедрение полученных результатов позволило решить проблему утилизации отработанных автомобильных покрышек в регионе.

11. Выявлены закономерности и предложен механизм формирования техногенного месторождения на территории шламонакопителя ОАО «ЗСМК», разработана карта-схема химического состава, определены перспективные участки и расчетные запасы технологически ценного сырья.

12.Разработаны и внедрены в условиях крупных объектов размещения отходов металлургических предприятий методы их консервации с использованием отходов от биохимической очистки сточных вод (ОСВ), позволяющие одновременно решить две актуальные проблемы - восстановить и обезвредить техногенные ландшафты и удалить и обезвредить ОСВ.

В результате внедрения полученных результатов на крупных металлургических предприятиях (ОАО «ЗСМК», ОАО «НКМК») получен совокупный годовой экономический эффект в размере 189,0 млн. руб.

1. Наше общее будущее: Доклад Международной комиссии по окружающей среде и развитию (МКОСР) Текст. : пер. с англ. / под ред. С.А.Евтеева, Р.А.Перелета- М.: Прогресс, 1989. 372 с.

2. Йоханнесбургский саммит 2002. 26 августа 4 сентября 2002 г. (по материалам ООН) Электронный ресурс. : Режим доступа : http://www.ruscp.ru/sammit2002.htm.

3. Юсфин Ю.С. Промышленность и окружающая среда Текст. / Ю.С. Юсфин, Л.И. Леонтьев, П.И. Черноусов. М.: ИКЦ Академкнига, 2002. - 469 с.

4. Stanners D. Waste production and management. European Environment Agency Текст. / D. Stanners., P. Bourdeau // The Dobris Assaesment. Copenhagen. 1995. -C. 576-583.

5. О состоянии окружающей среды Кемеровской области в 2002 году : Государственный доклад Текст. // Эко-бюллетень ИНЭКа. 2003. - № 9. -С. 2-5.

6. Фокин С.А. «.Реализацию конституционных прав граждан на благоприятную окружающую среду» Текст. // Вторичные ресурсы. -2005. № 2.-С. 2-4.

7. Среда обитания. Состояние здоровья населения г. Новокузнецка в 20002002 гг. Текст. / под ред. Г.И. Чеченина. Новокузнецк : МОУ ДПО ИПК, 2003. - 152 с.

8. О состоянии и охране окружающей среды Российской Федерации : Государственный доклад РФ / Министерство природных ресурсов РФ. М., 2003 Электронный ресурс. : Режим доступа http://www.mnr.gov.ru=63@pid=l 53.

9. Вдовенко З.В. Экологическая безопасность Кемеровской области как факторе ее устойчивого развития Текст. // Вестник Кузбасского гос. техн. унта.-2004.-№ 6. С. 112-177.

10. Хорошилова JI.С. Экологическая ситуация в Кузбассе и ее влияние на демографию и заболеваемость населения Текст. Кемерово : Кузбассвузиздат, КемГУ, 2005. - 286 с.

11. Сталь на рубеже столетий Текст. / под ред. Ю.С. Карабасова. М. : МИСИС, 2001.-536 с.

12. Кудрин В.А. Теория и технология производства стали Текст. М. : Мир, 2003. - 528 с.

13. Превратить отходы в доходы Текст. // Оборудование: рынок, предложение, цены.-2005.-№ 1.-С. 112-114.

14. Лисин B.C. Ресурсо-экологические проблемы XXI века и металлургия Текст. / B.C. Лисин, Ю.С. Юсфин. М.: Высшая школа, 1998. - 447с.

15. Казакова Т.И. Направления снижения энергоемкости производства черных металлов Текст. / Т.И. Казакова, А.П. Кольцова // Сталь. 2000. - № 2. - С. 79 -81.

16. Шульц Л.А. Энерго-экологические проблемы современного металлургического комбината Текст. / Л.А. Шульц // Изв. вузов. Чер. металлургия. 2002. - № 11. - С. 65 - 70.

17. Бобович Б.Б. Переработка отходов производства и потребления : справочное издание Текст. / Б.Б. Бобович, В.В. Девяткин; под ред. Б.Б. Бобовича. М.: Интермет инжиниринг, 2000. - 496 с.

18. Проблемы экологии и утилизации техногенного сырья в металлургическом производстве Текст. / Ю.С. Карабасов [и др.]. М. : Металлург, 2004. - С. 27 -33.

19. Ниллс Р. Новые тенденции в развитии металлургической технологии Текст./ Р. Ниллс // Черные металлы. 2004. - № 10. - С. 19 - 25.

20. Методические рекомендации по оформлению проекта нормативов образования и лимитов размещения отходов Текст. Госкомэкологии. М., 1999.

21. Песл Дж. Обращение отходов в прибыль Текст. / Дж. Песл, Ф. Соерт // Новости черной металлургии за рубежом. 2002. - № 2 - С.3-6.

22. Сорокина М.К. Анализ конкурентоспособности продукции черной металлургии в ценах мирового рынка Текст. / М.К. Сорокина // Бюллетень «Черная металлургия». 2005. №7. - С. 51-53.

23. Антоненко JI.K. Проблемы переработки и захоронения отходов горнометаллургического производства Текст. / JI.K. Антоненко, В.Г. Зотеев // Горный журнал. 1999.- № 2. - С. 70-72.

24. Огородникова Е.Н. Особенности распространения и состав техногенных грунтов отходов черной металлургии Текст. / Е.Н Огородникова, С.К. Николаева, И.Д. Черняева // Геоэкол. Инж. геология. Гидрогеол. Геокриол. -2000.-№1.-С. 53-58.

25. Анализ затрат материалов и технологического топлива при производстве чугуна, стали и проката на предприятиях черной металлургии за 1 квартал 2006 года Текст. // ООО «Корпорация ЧЕРМЕТ».- М., 2006 май.

26. Казанцева JI.K. Современная экологическая ситуация в России Текст. / Л.К. Казанцева, Т.О. Тагаева // ЭКО. 2005. - № 9. - С. 30-44.

27. Производство, экономика и маркетинг в черной металлургии. Информационно-аналитический обзор Текст. / ООО «Корпорация производителей черных металлов».- Вып. 3 (169). М., 2006. - март.

28. Технико-экономические показатели работы печей и агрегатов предприятий черной металлургии России в 2000 году Текст. / Корпорация «Чермет».- М., 2000.

29. Энциклопедия Запсиба Текст. Новокузнецк, 2004.- 258 с.

30. Юрьев А.Б. Основные аспекты природоохранной деятельности ОАО «Западно-Сибирский металлургический комбинат» Текст.: материалы конф. «Формы и методы решения проблем в области охраны окружающей городской среды». Новокузнецк, 2004.

31. Панищев Н.В. Методика контроля потерь железа с неулавливаемыми продуктами доменной плавки / Н.В. Панищев, Р.С. Тахаутдинов, М.Ф. Гибадулин // Металлург. 2002. - № 1. - С. 46 - 47.

32. Commission communication on a strategy for sustainable development Текст. // Surface Coat. Int. 2001. 84. - № 8. - C. 319.

33. Информационно-консультационный центр по Шестой Рамочной программе ЕС Электронный ресурс.: Режим доступа :http://www.fp6.cawater-info.net/.

34. Бухгалтер Э.Б. Обращение с отходами как важнейшее направление устойчивого развития в странах Европейского Союза Текст. / Э.Б. Бухгалтер, Б.О. Будников, О.А. Будникова // Экология производства. 2004. - № 10. - С. 45 -57.

35. Lyko Н. Trennanlagen zur fortgeschrittenen Abfallablagerungs- Verordnung gerustet Текст. // F. Und S: Filter und Separ. 2004. - 18. - № 2. - C. 76 - 80.

36. Об опыте Германии в обращении с промышленными и бытовыми отходами Текст. // труды I Междунар. семинара «Экология и устойчивое развитие», Дубна, 28 июня 11 июля, 2004: сборник инф.-аналитич. мат. - Дубна, 2004. -С. 160- 170.

37. Бухгалтер Э.Б. Организация систем рециклинга и утилизация отходов упаковки в малых странах Восточной Европы Текст. / Э.Б. Бухгалтер, Б.О. Будников, О.А. Будникова // Экология промышленного производства. 2005. -Вып. 4.-С. 14.

38. Минкин J1.M. Управление отходами в Нидерландах Текст. / J1.M. Минкин, А.Г. Юдин // Науч. и техн. аспекты охраны окружающей среды: обзор информ / ВИНИТИ. 2002. - № 4. - С. 24 - 77.

39. Вайсман Я.И. Управление отходами. Захоронение твердых бытовых отходов : учебное пособие / Я.И. Вайсман, В.Н. Коротаев, В.Ю. Петров. -Пермь, 2001.- 133 с.

40. Масленников А.В. Управление твердыми бытовыми отходами за рубежом Текст. / А.В. Масленников // Твердые бытовые отходы. 2005. - № 1. - С. 11.

41. Ogaki Y. Recycling Technology of JFE Group for recycle Onented Society Текст. / Y. Ogaki, Y. Yamada, M. Nomura // JFE Giho. 2004. - № 6. - C. 37 - 43.

42. Putz H.-J. Final fate of residues from the German recovered paper processing industry Текст. / H.-J. Putz, U. Hamm, S. Schabel // 7 Research Forum on Recycling, Quebec City, Sept. 27-29.2004. PARTAC. - 2004. - C. 239 - 244.

43. Brook D. Waste management in USA Текст. / D. Brook // Amer. J. Of economics a. Sociology. 1998. - Vol. 57. - № 1. - C. 105 -113.

44. Филипп Ю.А. Современное состояние и развитие охраны окружающей среды черной металлургии Текст. / Ю.А. Филипп // Черные металлы. 2000. -№4.-С. 26-35.

45. Кесселер К. Шахтная печь: отсутствие отходов у компании Thyssenkrupp Stahl Текст. / К. Кесселер // Черные металлы. 2005. - № 7 - 8. - С. 34 - 36.

46. Филипп Т. Первый опыт работы по принципам устойчивого развития Текст. / Т. Филлип // Черные металлы. 2001. - № 8. - С. 90 - 92.

47. Nanaka М. Управление промышленными отходами в Японии. Современное состояние и проблемы Текст. / М. Nanaka, Т. Ikeguchi // Koshu eisei kenkyu. Bull. Inst. Publick Health. 1997. - T. 46. - № 4. - C. 302 - 309.

48. Нисидзава С. Подход к защите окружающей среды в черной металлургии Японии Текст. / С. Нисидзава // Сталь. 2003. -№4.- С. 71-75.

49. Переработка пластмассовых отходов в коксовых печах Текст. // Новости черной металлургии за рубежом. 2003. - № 2. - С. 31-32.

50. Рыженков А.Н. ОАО «Донецкий металлургический завод» на пути устойчивого развития Текст. / А.Н. Рыженков // Металл и литье Украины. -2002. № 5-6. - С. 3 - 5.

51. Совершенствование системы управления отходами на Донецком металлургическом заводе Электронный ресурс. : Режим доступа: http ://www. i cfeko.ru/rus/eco management.htm.

52. Международное сотрудничество в области управления отходами как инструмент реального эколого-экономического оздоровления Волгоградской области (1996) Электронный ресурс. : ICF/EKO. Режим доступа: http .-//www, i cfeko.ru/rus/eco management.htm.

53. Ощепкова А.З. Основы учета и принятие управленческих решений при обращении с отходми Текст. / А.З. Ощепкова // Экология производства. 2006.- № 2. С. 32 - 45.

54. Назаренко А.В. Некоторые аспекты совершенствования системы управления отходами Текст. / А.В. Назаренко // Вестник Оренбургского гос. ун-та. 2003. - № 6. - С. 106 -110.

55. Олейник С.П. Единая система управления строительными отходами Текст. / С.П. Олейник // Промышленное и гражданское строительство. 2006. - № 3. -С. 43 -45.

56. Падалко О.В. От управления отходами к управлению ресурсами : 2 пути Текст. / О.В. Падалко // Проблемы региональной экологии. - 2004. - № 4. - С. 51-53.

57. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера Текст. М.: Айрекс-Пресс, 2003. -576 с.

58. Вернадский В.И. Биосфера / Избр.соч. Т.5. М.: Изд-во АН СССР, 1960. -540 с.

59. Стадницкий Г.В. Экология : учеб. пособ. / Г.В. Стадницкий, В.И. Родионов.- М.: Высшая школа, 1988.-272 с.

60. Поздняков А.В. Концептуальные основы решения проблемы устойчивого развития Текст. Томск: ТНЦ СО РАН, 1995. - 150 с.

61. Зилов В.Г. Элементы информационной биологии и медицины Текст. / В.Г. Зилов, К.В. Судаков, О.И. Эпштейн. М.: МГУЛ, 2001. - 36 с.

62. Маргалеф Р. Облик биосферы Текст. М,: Наука, 1992. - 215 с.

63. Будников Б.О. Немецкий опыт и российская реальность Текст. / Б.О. Будников, О.А. Будникова // Packing international / Пакет. 2005. - № 10. - С. 68.

64. Костенко Г.Н. Термодинамически объективная оценк эффективности процессов Текст. / Г.Н. Костенко // Промышленная энергетик. 1983. - Том 5.- № 4.-С. 70-75.

65. Grosspietsch K.-H. BAT on the blast furnace stock - tacking of current environmental protection technology at blast furnaces Текст. / K.-H. Grosspietsch, H.B. Lungen, W. Theobald // Ironmaking Conference Proceedings, - 2001. - C. 115127.

66. Флейшандерл А. Обращение отходов в прибыль Текст. / А. Флейшандерл, Дж. Песл, Ф. Соерт // Новости черной металлургии за рубежом. 2002. - № 2. -С.З - 6.

67. Майер Г. Переработка пыли и шлама из газоочисток доменных и конвертерных цехов во вращающейся печи Текст. / Г. Майер, К.-Г. Фопель, В. Янссен // Черные металлы. 1990. - № 5. - С. 3 - 7.

68. Юзов О.В. Эффективность охраны атмосферы от выбросов сталеплавильного производства Текст. / О.В. Юзов, Н.А. Харитонова, В.С Гурьев.- М.: Металлургия, 1987.-101 с.

69. Вторичные материальные ресурсы черной металлургии : справочник. М.: Экономика, 1986. - 344 с.

70. Утилизация пылей и шламов в черной металлургии Текст. / Толочко А.И. [и др.].- М.: Металлургия, 1990.-143 с.

71. Защита атмосферы от промышленных загрязнений Текст.: справочник. Ч. 2 / под ред. С. И. Калверта, Г.М. Ингленда. М.: Металлургия, 1988. - 760 с.

72. Данилов Е.В. Современная технология утилизации сталеплавильных шлаков Текст. / Е.В. Данилов // Металлург. 2003. - № 6. - С. 38 - 39.

73. Jorgensen S.E. Explanation of ecological rules and observation by application of ecosystem theory and ecological models Текст. / S.E. Jorgensen // Ecol. Modelling. -2002.-Vol. 158.-C. 241-248.

74. Jorgensen S. E. Fundamentals of Ecological Modelling Текст. / S. E. Jorgensen, G. Bendoricchio. 3d ed. - Amsterdam: Elsevier, 2001. - 530 p.

75. Зилов E.A. Модельные экосистемы и модели экосистем в гидробиологии Текст. /Е.А. Зилов, Д.И. Стом. Иркутск: Иркутск, гос. ун-т, 1992. - 72 с.

76. Mejer H.F. Energy and ecological buffer capacity Текст. / H.F. Mejer, S.E. Jorgensen, ed. S.E. Jorgensen // State of the Art in Ecological Modelling. -Copenhagen: International Society for Ecological Modelling, 1979. P. 829 - 846.

77. Jorgensen S. E. Review and comparison of goal functions in system ecology // Vie Milieu. 1994. - Vol. 44. - P. 11 - 20.

78. Степанов B.C. Анализ энергетического совершенствования технологических процессов Текст. / B.C. Степанов. Новосибирск : Наука. СО РАН. - 1984.

79. Зилов Е.А. Использование эксергии для оценки здоровья водных экологических систем Текст. Иркутск : Иркутск, гос. ун-т., 2004. - 14 с.

80. Юрьев А.Б. Энергетический паспорт как инструмент комплексного исследования энергопотребления и разработки программы энергосбережения Текст. / А.Б. Юрьев, В.А. Гуськов, Б.И Сельский // Сталь.- 2004.- № 5. С. 116 -118.

81. Металлургия чугуна / Е.Ф Вегман и др..- М.: Академкнига.- 2004. -744 с.

82. Система управления отходами. Доменное производство. Этап 1. Информационно-аналитическое обеспечение : отчет о НИР / ОАО «ЗСМК» ; рук. Е.П. Волынкина. Новокузнецк, 1997.

83. Система управления отходами. Конвертерное производство. Этап 1. Информационно-аналитическое обеспечение : отчет о НИР / ОАО «ЗСМК» ; рук. Е.П. Волынкина. Новокузнецк, 2000.

84. Система управления отходами. Доменное и конвертерное производство. Этап 2. Материальная и стоимостная оценка. Мероприятия по снижению образования и утилизации : отчет о НИР / ОАО «ЗСМК» ; рук. Е.П. Волынкина. Новокузнецк, 2001.

85. Методические рекомендации по оформлению проекта нормативов образования и лимитов размещения отходов. Госкомэкологии. М., 1999.

86. Сборник удельных показателей образования отходов производства и потребления. Госкомэкологии.- М., 1999.

87. Баптизманский В.И. Металлолом в шихте кислородных конвертеров Текст. / В.И. Баптизманский, Б.М. Бойченко, Е.В. Третьяков. М.: Металлургия, 1982 - 136 с.

88. Андроханов В.А. Техноземы : свойства, режимы, функционирование / В.А. Андроханов, С.В. Овсянникова, В.М. Курачев. Новосибирск : Наука, 2000. -198 с.

89. Анализ затрат материалов и технологического топлива при производстве чугуна, стали и проката на предприятиях черной металлургии в 2002 году Текст. / ООО «Корпорация ЧЕРМЕТ».- М., 2003. Февраль.

90. Казакова Т.Н. Направления снижения энергоемкости производства черных металлов Текст. / Т.И. Казакова, А.П. Кольцова, Н.В Степанова // Сталь. -2000.-№2.-С. 79-81.

91. Лучшие имеющиеся технические средства в черной металлургии (по материалам справочника, представленного TACIS). Приложение № 5 к Бюллетеню «Черная металлургия», 2001.

92. Эксплуатация доменной печи завода Фукуяма, работающей при большом расходе ПУТ Текст. / Мори И. [и др.]// Дзайре то пуросэсу. 1995.- Т. 8, № 1.-С. 319.

93. Yang Yang-Yi. Изучение кинетики горения угольной пыли в доменной печи Текст. / Yang Yang-Yi, Yang Yen-Hui, Yang Nai-Fe. // Rev. met.-1985. V. 23, № 11.-C. 501 -513.

94. Шнееров А.Я. Пути снижения энергоемкости сталеплавильных процессов Текст. / А.Я. Шнееров, Р.В. Старов // Сталь. 1985. - № 5. - С. 19 - 22.

95. Затраты первичной энергии на получение стали различными способами Текст. / В.И. Баптизманский [и др.] // Изв. вузов. Чер. металлургия. 1984. - № 8.-С. 47- 55.

96. Пинаев В.Е. Опыт экономически развитых стран в использовании промышленных твердых отходов Электронный ресурс.: Исследовано в России : Электронный журнал. Режим доступа: http://zhurnal.ape.relarn.ru. С.143-1452.

97. Дроздник И.Д. Использование пылеугольного топлива при выплавке чугуна и стали в доменном и недоменном процессах Текст. / И.Д. Дроздник, Ю.С. Кафтан, Ю.Б. Должанская // Кокс и химия. 2002. - № 2. - С. 32-39.

98. Вдувание пылеугольного топлива на пороге нового столетия Текст. / пер. с англ. // Новости черной металлургии за рубежом. 2001. - № 2 - С. 46 - 47.

99. Шмеле П. Доменное производство с экологической точки зрения Текст. // П. Шмеле, X. Люнген. Черные металлы. - 2004. - № 11. - С. 40 - 46.

100. Симидзу М. Процессы в доменной печи при вдувании пылеугольного топлива с большим расходом и управление ими Текст. / М. Симидзу, У. Ито, Т. Кудая // Дзайре то нуросэсу. 1995. - Т. 8. - № 1. - С. 6 - 9.

101. Цикарев Д.А. Инжекция пылевидного угля в доменные печи Текст. / Д.А. Цикарев // Кокс и химия. 1993. -№ 7. с. 52.

102. Андронов В.Н. Горение угольной пыли в горне доменной печи Текст. / В.Н. Андронов, З.Ш. Плоткин // Сталь. 1974. - № 7. - С. 58 - 59.

103. Гуденау Х.В. Вдувание угольной пыли в доменную печь Текст. / Х.В. Гуденау // Черные металлы. 1985. - № 4. - С. 26 - 36.

104. Jotako О. Особенности сжигания угля в фурменной зоне доменной печи и техника интенсивного вдувания угля Текст. / О. Jotako // Дзаире то пуросэсу. Curr. adv. mater and proc.- 1991. Т. 4, № 1. - С. 80-83.

105. Letzel D. Moglichkeiten zum Einblasen von ost- und westelbischen Braunkohlen in den Hochofen Текст. Duss. Freiberg, 2001.

106. Iamaguchi K. e.a. Test on High-rate Pulverized Coal Injection Operation Текст. / К. Iamaguchi, H. Uveno, S. Matsunda // ISII International. 1995. - V.35. -№ 2. - C. 148-155.

107. Kumada Т. Изменение состояния печи при вдувании 120 кг/т порошкообразного угля Текст. / Т. Kumada // Тэцу то хаганэ.- 1987.- V. 73, № 12.-С. 738.

108. Волынкина Е.П. Комплексная система управления отходами металлургического предприятия Текст. / Е.П. Волынкина // Вестник РАЕН. -2006.-Т. 6, № 3. С. 94-105

109. Oxy-coal injection to out coke consumption by half Текст. // Steel Times. -1990.-218,№2.-P. 83.

110. Ухмылова P.C. Стратегия металлургического завода в Торонто фирмы «Илва» по использованию угля и кокса в доменном производстве Текст. / Р.С. Ухмылова // Кокс и химия. 1994. - № 7. - С. 18 - 20.

111. Волынкина Е.П. Пиролиз углей в условиях металлургических агрегатов Текст. : дис. на соиск. ученой степени канд. техн. наук / Е.П Волынкина. -Екатеринбург, 1992.

112. Волынкина Е.П. Установка для исследования высокотемпературного скоростного пиролиза углей Текст. / Е.П. Волынкина, А.С Михайленко, И.В. Фешкова// Кокс и химия.- 1990. № 12.- С. 7 - 9.

113. Михайленко А.С. Хроматографический анализ газов скоростного пиролиза углей Текст. / А.С. Михайленко., В.Е Чистяков, Е.П. Волынкина // Кокс и химия. 1990. - № 5. - С. 24 - 25.

114. Разработка сырьевой базы приготовления пылеугольного топлива для вдувания в горн доменных печей ЗСМК Текст.: отчет о НИР / КузбассФИАР ; рук. Е.П. Волынкина Новокузнецк, 1993.

115. Разработка сырьевой базы и технологических рекомендаций (TJIP) по получению пылеугольного топлива (ПУТ) для доменных печей Нижнетагильского металлургического комбината Текст.: отчет о НИР / КузбассФИАР ; рук. Е.П.- Волынкина Новокузнецк, 1994.

116. Совершенствование технологии доменной плавки титаномагнезитовых руд в условиях Чусовского металлургического завода Текст. : отчет по НИР / ВУХИН.- Свердловск, 1984.

117. Опыт доменной плавки с частичной заменой кокса каменный углем Текст. / И.В. Котельников [и др] // Сталь. 1994.- № 8. - С. 15 - 20.

118. ГОСТ 7714-75. Угли каменные и антрациты. Метод определения термической стойкости. Введ. 01.01.77 до 01.01.82.- М. : Изд-во стандартов, 1975.

119. Исследование процесса коксообразования и установления количественных связей между свойствами угольных шихт, условиями их подготовки и коксования и качеством кокса : отчет о НИР. Т. 1 / КФ ВУХИНа.-Новокузнецк, 1985.

120. Волынкина Е.П. Особенности пиролиза кусковых углей в условиях металлургических процессов Текст. / Е.П. Волынкина, М.Б Школлер, Я.А Белихмаер // Кокс и химия. -1991.- № 7. -С. 2 5.

121. Формирование и развитие сырьевой базы кусковых углей для доменного производства Текст.: отчет о НИР / ОАО «ЗСМК» ; рук. Е.П. Волынкина. -Новокузнецк, 1997.

122. Курирование технологии применения в доменном производстве углей и углеродистых отходов Текст.: отчет о НИР / рук. Е.П. Волынкина. -Новокузнецк, 1998.

123. Разработка мероприятий по обеспечению углями доменного производства и результаты входного контроля углей Текст. : отчет о НИР / ОАО «ЗСМК» ; рук. Е.П. Волынкина. Новокузнецк, 1999.

124. Мероприятия по обеспечению доменного производства качественными кусковыми углями Текст.: отчет о НИР / ОАО «ЗСМК»; рук. Е.П. Волынкина -Новокузнецк, 2000.

125. Айзатулов Р.С. Выплавка стали в 350-тонных конвертерах с применением углеродсодержащих материалов Текст. / Р.С. Айзатулов // Сталь. 1989. - № 2. -С. 29-30.

126. Эффективность использования порошкообразных материалов качестве теплоносителей в кислородном конвертере с верхней продувкой Текст. / В.В. Смоктий [и др.] // Экспресс-информация. Сталеплавильное производство. -1985.-№10.-С. 19-27.

127. Баптизманский В.И. Тепловая работа кислородных конвертеров / В.И. Баптизманский, Б.М. Бойченко, В.П. Черевко. М.: Металлургия, 1988.-176 с.

128. Баптизманский В.И. Теория и практика кислородно-конвертерного процесса и основные направления его совершенствования Текст. / В.И. Баптизманский, Я.А. Шнееров, Б.М. Бойченко // Сталь. 1982. - № 5. - С. 26 -28.

129. Оренбах М.С. Реакционная поверхность при гетерогенном горении Текст. Новосибирск : Наука, 1973. - 215 с.

130. Pavel F. Coal reactivity / F. Pavel, S. Pavel // Fuel. 1987. - V. 66. - № 9. - C. 1281 - 1288.

131. Яворский И.Я. О взаимосвязи строения и скорости горения углей и углеродных материалов Текст. / И.Я. Яворский // Горение органического топлива : сб. Новосибирск.: Наука, 1989. - С. 33- 44.

132. Исследования структуры твердых продуктов скоростного пиролиза углей. Ее взаимосвязь с реакционной способностью кокса Текст. / Е.П Волынкина [и др.] // Кокс и химия. 1993.- № 13. - С. 17-20.

133. Островский B.C. Искусственный графит Текст. / B.C. Островский [и др.]. М.: Металлургия, 1986. - 272 с.

134. Koros P.I. Snerease in melting and control of thermal in put to the BOF Текст./ Koros P.I., Rote F.E // Proc. 68 the Steelmaking Conf. V. 68. Detroit. Mart -April. 14-17. 1985. Warrendate., 1985.

135. Кондратьев Г.М. Регулярный тепловой режим Текст. / Г.М. Кондратьев. М.: Гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1954. - 408 с.

136. Теоретические и экспериментальные исследования макрокинетики термической деструкции угля при высокоскоростном нагреве Текст. : отчет о НИР. М.: ИВТАН СССР, 1984.

137. Хейфец Л.И. Многофазные процессы в пористых средах Текст. / Л.И. Хейфец, А.В. Неймарк. М.: Химия, 1982.

138. Russel W.B. A model for Shorf Resisfance Time Hydropyrolysis of Single Coal PartiderTeKCT. / W.B Russel, D.A Saville. // AIChE Journal. 1979.- V.25, № l.-P. 65-80.

139. Некрасов Б.В. Основы общей химии Текст. 4.1. / Б.В. Некрасов. - М.: Химия, 1973.-532 с.

140. Исследование выбросов загрязняющих веществ котельными установками и бытовыми печами г. Новокузнецка и разработка предложений по их снижению: отчет о НИР Текст. / КФ ВУХИНа ; рук. Е.Б. Ушаков, Е.П. Волынкина. Новокузнецк, 1993.

141. Волынкина Е.П. Уголь для наших котельных должен быть экологически чистым Текст. / Е.П. Волынкина, Ю.И. Дударев // Эко-бюллетень. 2000. - № 6. - С. 8 -11.

142. Бабий В.И. Горение угольной пыли и расчет пылеугольного факела Текст. / В.И. Бабий, Ю.Ф. Куваев. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 208 с.

143. Нечаев Е.В. Механические топки Текст. / Е.В. Нечаев, А.Ф. Лубнин. Л.: Энергия, 1968.-311 с.

144. Теплотехника Текст. / под ред. А.П. Баскакова.- М.: Энергоатомиздат, 1991.-223 с.

145. Сорокин Ю.В. Переработка и использование техногенных отходов на предприятиях горно-металлургической отрасли Текст. / Ю.В. Сорокин, Л.А. Смирнов, Л.А. Шубина // Сталь. 2005. - № 6. - С. 148 - 150.

146. Черепанов К.А. Утилизация вторичных материальных ресурсов в металлургии Текст. / К.А. Черепанов, Г.И. Черныш, В.М. Динельт М.: Металлургия, 1994. - 224 с.

147. Савицкая Л.И. Интенсификация агломерационного производства путем улучшения методов подготовки шихты Текст. : обзорн. инф. / ин-т Черметинформация. М., 1985.

148. Савицкая Л.И. Использование железосодержащих отходов при окусковании руд Текст.: обзорн. инф. / ин-т Черметинформация. М., 1984.

149. Мищенко М.И. Агломерация шихт с высоким содержанием шламов на фабриках Украины Текст. / М.И Мищенко., Н.С. Хлопонин // Черная металлургия, бюл. НТИ. 1998. - Вып. 11-12.- С. 16 - 19.

150. Корж А.Т. Организация подготовки железосодержащих отходов и использование их в производстве агломерата Текст./ А.Т Корж, Ю.Г. Гердий // Металл и литье Украины. 1996. - № 9-10. - С. 38 - 41.

151. Дембицкий Ю.В. Технология использования в аглошихте частично подготовленных шламов металлургического производства Текст. / Ю.В. Дембицкий, Н.Т. Демура, В.П Падалка // Металл и литье Украины. 1997. - № 6-7.-С. 9- 13.

152. Ю.С. Юсфин. Техногенные отходы и рециклинг Текст. / Ю.С. Юсфин // Рынок вторичных металлов. 2002. - № 3. - С. 34 - 35.

153. Производство и использование металлургических брикетов ОАО «Тулачермет» Текст. / Котенев В.И [и др.] // Металлург. 2005. - № 6. - С.

154. Перспективная шихта для металлургических переделов Текст. / В.И. Котенев [и др] // Металлург. 2004. - № 5. - С. 25 - 29.

155. Технология производства чугуна с применением металлизованных брикетов Текст. / Л.П. Брусов [и др.] // Металл и литье Украины. 2004. - № 4. -С. 213-216.

156. Опыт использования в шихте доменной печи брикетов из железоцинкосодержащих шламов Текст. / И.Ф. Курунов [и др.] // Металлург. -2003.-№10.-С. 36-38.

157. Технологическое задание на проектирование установки по производству брикетов для сталеплавильного производства на основе отходов мелкой фракции комбината Текст. / ОАО «ЗСМК» ; рук. Е.П. Волынкина -Новокузнецк, 1998.

158. Технические руководящие принципы идентификации и экологически обоснованного регулирования пластмассовых отходов и их удаления: программа ООН по окружающей среде Текст. UNEP/CHW. 6/21. 23 August 2002.

159. Инженерная защита окружающей среды Текст. / под ред. Ю.А. Бирмана, Н.Г. Вурдовой. М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2002. - 269 с.

160. Regeneration News Текст. // Polym. and Rubber Asia. 1993. - 79, № 44. -С. 14-15.

161. Литвин E.M. Исследование и выбор связующего для технологии частичного брикетирования шихты Текст. / Е.М. Литвин, А.Я. Еремин // Кокс и химия. 1989. - № 6. - С. 23 - 27.

162. Елишевич А.Т. Брикетирование полезных ископаемых Текст. / А.Т Елишевич.-М.: Недра, 1990.- 216 с.

163. Тайц Б.М. Методы анализа и испытания углей Текст. / Б.М Тайц, И.А Андреева. М.: Недра, 1983. - 301 с.

164. Исследования по применению углеродистых материалов в металлургических процессах и разработка технологического процесса производства карбонизатора в брикетах Текст.: отчет о НИР / ВУХИН; рук. Е.П. Волынкина. Новокузнецк ; Свердловск, 1991.

165. Исследование процесса коксообразования и установление количественных связей между свойствами угольных шихт, условиями их подготовки и качеством кокса Текст. : отчет о НИР / КФ ВУХИН.-Новокузнецк, 1985.

166. Разработка составов и технологической схемы производства брикетов для сталеплавильного и доменного производств на основе промышленных отходов мелкой фракции Текст. : отчет о НИР / ОАО «ЗСМК» ; рук. Е.П. Волынкина. -Новокузнецк, 1996.

167. Сборник методик по определению концентраций загрязняющих веществ в промышленных выбросах Текст.- JI.: Метеоиздат, 1987. 270 с .

168. Исследования по применению углеродистых материалов в металлургических процессах и разработка технологического процесса производства карбонизатора в брикетах Текст. : отчет о НИР / ВУХИН ; рук. Е.П. Волынкина Новокузнецк ; Свердловск, 1991.

169. Экологические аспекты производства алюминия электролизом Текст. / Аншиц А.Г. [и др.]. Новосибирск : Изд-во ГПНТБ СО АН СССР, 1991. - 92 с.

170. Reynolds closes loop to solve SPL environmental challenge Текст. // Light Metal Age. 1995. - 53, № 7-8. - C. 40 - 43.

171. Шламы системы газоочистки производства алюминия Текст. / А.Р. Суздорф [и др.] // Химия в интересах устойчивого развития. 1996. - № 1. - С. 55 - 60.

172. Углеродные футеровочные материалы для алюминиевых электролизеров Текст.: обзорн. инф. / ГОСНИЭП. Челябинск, 1988.

173. Современное состояние и пути повышения экологической безопасности производства алюминия Текст. / B.C. Буркат [и др.] // Цветные металлы. -2001. -№12. -С. 89-94.

174. Pyrohydrolyse von Ruckstanden aus der AluminiUmelektrolyse Текст. / N.H Bings [u a] // Erzmetall. 1984. -Vol. 37, № 9. - P. 435 - 441.

175. Reynolds closes loop to solve SPL environmental challenge Текст. // Light Metal Age. 1995. - 53, № 7 - 8. - C. 40 - 43.

176. The Comtor process for spent potlining detoxification Текст. // Light Metals. -1992. C. 977 - 982.

177. Применение вторичных углеродсодержащих материалов при выплавке стали Текст.: проспект ВДНХ / Ин-т Черметинформация. М., 1987.

178. Использование шлакообразующих материалов при выплавке стали в конвертерах Текст. / Р.С Айзатулов [ и др.]. Сталь. - 1995. - № 1. - С. 20 - 23.

179. Выплавка стали монопроцессом в конвертерном цехе НТМК с применением отработанной футеровки электролизеров Братского алюминиевого завода Текст. : отчет о НИР / ОАО «Уральский институт металлов». Екатеринбург, 1997.

180. Использование в конвертерной плавке углеродистого материала, содержащего щелочные металлы и алюминий Текст. / К.Н. Демидов [ и др.] // Комплексная металлургическая переработка железных руд. Сверловск : труды УралНИИЧМ. 1984. - С. 82 - 90.

181. Галевский Г.В. Экология и утилизация отходов в производстве алюминия Текст. / Г.В. Галевский, Н.М. Кулагин, М.Я Минцис. Новосибирск : Наука, 1997.- 159 с.

182. К вопросу утилизации отходов алюминиевого производства в агломерации Текст. / Дячок Н.Г. [и др.] // Известия вузов. Чер. металлургия. -1996.-№6.-С. 1-7.

183. Белицкус Д.Л. Лабораторные испытания повторного использования отработанной футеровки электролитической ванны в катодных блоках Текст. / Д.Л. Белицкус // Цветные металлы. 1995. - № 8.- С. 40 - 45.

184. Разработка способов использования углеродистых отходов алюминиевого производства и коммунально-бытовых отопительных установок в доменном и сталеплавильном производствах АО «ЗСМК» Текст. : отчет по НИР / рук. Е.П. Волынкина Новокузнецк, 1996.

185. Некрасов В.Г. Изношенные автомобильные шины как вторичный энергоресурс Текст. / В.Г. Некрасов // Промышленная энергетика. 1992. - № 7.-С. 42-45.

186. Потапов И.И. Утилизация автомобильных шин Текст. / И.И. Потапов, А.И. Кононеко, И.А. Щетинина // Ресурсосберегающие технологии : экспресс-информация / ВИНИТИ. 2002. - № 6. - С. 10 - 28.

187. Weaver В. Scrap tires. TAB special report Текст. / В. Weaver // TAB.- 1989. 2, № 1.

188. Ramag Sarah. TDF is fasted growing waste tire product Текст. / Ramag Sarah // World Wastes. 1992. - 35, № 3.

189. Carperter J.R. New Jersey tire recycling: the policy report Текст. / J.R Carperter, T.A. Hemphill. // Resour. Recycl. 1990. - № 2.

190. Von der Strase in die Strase Текст. // Baust. Recycl. Deponietechn. 2003.19.- №6. C. 20-21.

191. Survey binds TDF best scrap tire use Текст. // Elastomerics. 1991. - 123, № 12.

192. Tire derived fuel, co-firing with cial Текст. / Stopek D.J [и др.] // Proc. Amer. Power Conf.: 54th Annu. Meet. Amer. Power Conf., Chicago, III. April. 1992. 54. -Chicago, 1992

193. Powell J. Hot uses for scrap tires Текст. / J.Powell // Resour. Recycl.- 1993. -12, № 7.

194. Collins S. Experience base grows for co-firing waste fuels Текст. / S. Collins //Power. 1993.- 137, № ю.

195. Monsato using scrap rubber as fuel Текст. // Chem. and Eng. News. 1991. -69, № 36.

196. Dagrall S. Wastes can produce power Текст. / S. Dagrall // Energy News Report. -1990. -224, № 19.

197. Illinois power burnes shredden tires in best at coal station Текст. // Electrical Utilization Week.-1990.-№ 29.

198. Disposing of tires as a fuel source in the EAF Текст. // Steel Times. 2001. -March. - C. 93.

199. Методические рекомендации по исследованию выбросов канцерогенных углеводородов в атмосферу от парогенераторов тепловых электростанций Текст. / Министерство здравоохранения УССР.- Киев, 1982.

200. Сборник методик по определению концентраций загрязняющих веществ в промышленных выбросах Текст. JL: Гидрометеоиздат, 1987. - 270 с.

201. Антоненко Л.К. Проблемы переработки и захоронения отходов горнометаллургического производства Текст. / JI.K. Антоненко, В.Г. Зотеев // Горный журнал. 1999. - № 2.- С. 70 - 72.

202. Фоменко А.И. Золошламонакопители предприятий черной металлургии: технологические и геоэкологические аспекты Текст. / А.И. Фоменко // Изв. вузов. Черная металлургия 2005. - № 7. - С. 61 - 64.

203. Трубецкой К.Н. Научное обоснование экологической доктрины России Текст. / К.Н. Трубецкой, Ю.П. Галченко, Л.И. Бурцев // Горный журнал. 2005. - № 4. - С. 5 - 8.

204. Техническое заключение по оказанию технической помощи в определении объемов угольных хвостов и эффективности работы хвостохранилища гидроотвального хозяйства ЗСМК Текст. / НПЦ «Кедр». -Новокузнецк, 1990. 29 с.

205. ГН 2.1.5.1315-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

206. Перечень предельно-допустимых концентраций и ориентировочно безопасных уровней воздействия вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов. -М., 1995.

207. Талалай А.Г. Техногенные месторождения Урала, методы их исследования и перспективы переработки Текст. / А.Г. Талалай, А.Б. Макаров, Б.Б. Зобнин // Горный журнал 1997. - № 11 - 12. -С. 20 - 36.

208. Чуянов Г.Г. Хвостовое хозяйство обогатительных фабрик Текст. / Г.Г. Чуянов //Горный журнал. 1997. - № 11 - 12. -С. 130 - 173.

209. Обработка и удаление осадков сточных вод : в 2-х томах Текст. : пер. с англ. М.: Стройиздат, 1985. - 237 с.

210. Гюнтер Л.И. Обезвреживание осадков сточных вод Текст. / Л.И. Гюнтер, И.В. Беляева // Изв. жил-коммунальной Академии. Городское хозяйство и экология .- 1997. № 2. - С. 38 - 48.

211. Paulsrud Bjarne. Strategu for land ahhlication of sewage sludge in Norway Текст. / Paulsrud Bjarne, Nedland Kjell Terje // Water Sci. and Technolol.- 1997. -36, № 11. -C. 283 -290.

212. Технологический регламент очистных сооружений канализации г. Новокузнецка Текст. / Разраб. Ермаковой Л.Д., ЗАО «Водоканал».-Новокузнецк, 2002.

213. Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами Текст. № 4266-87. 1987.

214. ГН 2.1.7.2041-06. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве Текст. : утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 19 января 2006 г.

215. СанПиН 2.1.7.573-96. Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения Текст.

216. СП 2.6.1.758-99. Нормы радиационной безопасности Текст. НРБ-99.-М.: Минстрой России, ГУП ЦПП., 1999.

217. Небера В.П. Сорбционно-биосорбционные и другие методы извлечения металлов из сбросных растворов и очистки растворов Текст. / В.П. Небера // Ресурсосберегающие технологии : экспресс-информация / ВИНИТИ 2002. - № 13.-С. 13-27.

218. СанПиН 2.1.7.1287-03. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы Текст. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. Утв. 16 апреля 2003 .

219. Предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочно допустимые количества (ОДК) химических веществ в почве Текст. Госкомприрода СССР. N6229-91 (ч.1), 1991.

220. Разработка способов обезвреживания и утилизации отходов ГОС Текст.: Отчет о НИР / НПП «Экоуголь» ; рук. Е.П. Волынкина Е.П. -Новокузнецк, 1997.

221. Рекультивация хвостохранилища № 1 : отчет о предпроектных исследованиях Текст. Т. 1 / НПП «Экоуголь»; рук. Е.П. Волынкина. -Новокузнецк, 2000.

222. Экологически безопасное размещение и эффективное использование осадков сточных вод на техногенных ландшафтах Кузбасса Текст. : Сводный отчет за 2000 год по проекту № К1122 Федеральной Целевой Программы

223. Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1197-2000 гг.» / НГПИ. Новокузнецк, 2000.

224. Экология и рекультивация техногенных ландшафтов Текст. -Новосибирск : Наука, 1992. 306 с.

225. Экология и рекультивация техногенных ландшафтов Текст. / И.М Гаджиев [и др.].- Новосибирск. Наука, СО РАН, 1992. - 304 с.

226. Базилевич Н.И. Классификация почв по химизму и степени засоления Текст. / Н.И. Базилевич, Е.И Панкова // Почвы содового засоления и их мелиорация. Ереван. - 1971.-С.589-611.

227. Курачев В.М. Сингенетичность растительности и почв техногенных ландшафтов: экологические аспекты, классификация Текст. / В.М Курачев, Е.Р. Кандрашин., Ф.К. Рагимзаде // Сибирский экологический журнал. 1994. -№3.- С. 205 -213.

228. Наместников В.В. Перспективная технология утилизации осадков городских сточных вод Текст. / В.В. Наместников, И.В Кривенко, С.Э. Межерицкий // Водоснабжение и санитарная техника. 2001. - № 8. - С. 12 -14.

229. Решение эколого-экономических задач обработки осадков городских сточных вод Текст. / Губанов Л.И. [и др.] // Вода и экология. 2002. - № 3.- С 36-41.

230. Хансен Б. Использование осадка в качестве источника сырья и энергии Текст. / Б. Хансен, JI. Пииртола // Водоснабжение и санитарная техника. -2002.-№ 12,4.1.

231. Организация работ по использованию осадков сточных вод в качестве удобрения Текст. / Беляева С.Д. [и др.] // Водоснабжение и санитарная техника. 2002. - № 12, Ч. 1- С. 30 - 33.

232. Беляева С.Д. Комплексные подходы к решению проблемы обработки и размещения осадков сточных вод Текст. / С.Д. Беляева, Л.И Гюнтер, Р.Я Аграноник // Водоснабжение и санитарная техника. 2002. - № 2.- С. 33 - 36.

233. Накадзима Р. Развитие технологии производства чугуна за последнее десятилетие Текст. / Р. Накадзима // Тэцу то хаганэ. 1995.- Т.81, № 4. - С. 8 -12.

234. Жак P.M. Черная металлургия капиталистических и развивающихся стран Текст. / P.M. Жак // Чер. металлургия. Бюл. НТИ. 1990. - № 12. - С. 18 - 25.

235. Leonard D.C. Oxy-coal demonstration project final trial at scuntnorpe and project overview Текст. / D.C. Leonard., D.A Campbell., B.K Hartley // La Revue de Metallurgie CIT. - 1995. - № 7/8. - P. 953 - 962.

236. Hur H.S. Reduction of Coke Rate to 310 kg/THM under the High Productivity at the Kwangyang № 4 Blast Furnace Текст. / H.S. Hur., B.R . Cho., H.D. Kim // ISTI: Ironmaking Conference Procttdings. 1998. - C. 373 - 377.

237. Опыт доменной плавки с частичной заменой кокса каменный углем Текст. / И.В. Котельников [ и др.] // Сталь. 1994. - № 8. - С. 15 - 20.

238. Агроскин А.А. Теплофизика твердого топлива / А.А. Агроскин, В.Б. Глейбман. М.: Недра, 1980. - 256 с.

239. ГН 2.1.5.1338-03. Предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ в воде объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования Текст. М., 2003.

240. Разработка оптимальных составов окускованных шлакообразующих и легирующих материалов для внедрения технологии производства стали с использованием отходов Текст.: отчет о НИР / ОАО «ЗСМК»; рук. Е.П. Волынкина, В.М. Машинский. Новокузнецк, 1997.

241. Разработка технологии получения фторуглеродистых брикетов для сталеплавильного производства из шламов ОАО «НКАЗ» Текст. / ОАО «ЗСМК»; рук. Е.П. Волынкина Новокузнецк, 1996.

242. Технологическое задание на проектирование установки по производству брикетов для сталеплавильного производства на основе отходов мелкой фракции комбината (на базе участка шлакоблоков) Текст. / ОАО «ЗСМК» ; рук. Е.П. Волынкина Новокузнецк, 1998.

243. Разработка технологии процесса производства из углей окускованных материалов для бытового и технологического использования Текст.: Отчет о НИР./ НПО ВУХИН, Кузнецкий филиал; рук. Е.П. Волынкина Новокузнецк, 1993.

244. Разработка сырьевой базы приготовления пылеугольного топлива для вдувания в горн доменных печей ЗСМК Текст.: отчет о НИР / КузбассФИАР ; рук. Е.П. Волынкина Новокузнецк, 1993.

245. Разработка и освоение технологии конвертерной плавки с повышенным расходом лома за счет вдувания порошкообразных углей Текст.: отчет о НИР / КФ ВУХИНа; рук. Е.П. Волынкина Новокузнецк, 1983.

246. Протопопов Е.В. Газоочистные устройства сталеплавильных агрегатов и утилизация промышленных отходов Текст. : учеб. пособ. / Е.В. Протопопов [и др.]. Новокузнецк : СибГИУ, 2005. - 6,5 п.л.

247. Волынкина Е.П. Утилизация, переработка и захоронение бытовых отходов. Принципы и методы комплексного управления бытовыми отходами Текст.: уч. пособ. Новокузнецк: НФИ КемГУ, 2003. - 7,41 п.л.

248. Волынкина Е.П. Экологические проблемы горно-металлургического региона: Кузбасс Текст. : учеб. пособ / Е.П. Волынкина, Л.Б. Павлович, И.Г. Атапина. Новокузнецк : НФИ КемГУ, 2006 .

249. Особенности пиролиза углей в условиях конвертерной ванны Текст. / Е.П. Волынкина [и др.] // Чер. металлургия. Бюл. НТИ. 1988. - № 2. - С. 25 -26.

250. Михайленко А.С. Хроматографический анализ газов скоростного пиролиза углей Текст. / А.С. Михайленко, В.Е. Чистяков, Е.П. Волынкина // Кокс и химия. 1990. - № 5. - С. 24 - 26.

251. Влияние каталитических добавок на свойства топлива для металлургических процессов Текст. // Е.П. Волынкина [и др.] // Проблемы катализа в углехимии: тез. докл. Всесоюзн. симпозиума. Донецк, 1990. - С. 58 -59.

252. Волынкина Е.П. Установка высокотемпературного скоростного пиролиза угля Текст. / Е.П. Волынкина, А.С. Михайленко, И.В. Фешкова // Кокс и химия.- 1990.-№ 12.-С. 7-9.

253. Волынкина Е.П. Особенности пиролиза кусковых углей в условиях металлургических процессов Текст. / Е.П. Волынкина, М.Б. Школлер, Я.А. Белихмаер // Кокс и химия. 1991. - № 7. - С. 2 - 5.

254. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализы и обработки наблюдений Текст. М.: Наука, 1968. - С. 149 - 155.

255. Венецкий И.Г. Основы теории вероятности и математической статистики Текст. / И.Г. Венецкий, Г.С. Кильдышев // Статистика М., 1968. - С. 296300.

256. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. М.: Наука, 1971-с. 372.

257. Ахназарова С.А. Оптимизация экспериментов в химии и химической технологии. М.: Высшая школа, 1978. - С. 41 - 42.

258. Школлер М.Б. Комплексная оценка полукокса скоростного пиролиза бурых углей (БПК) в качестве пылевидного топлива для вдувания в горн доменной печи Текст. / М.Б. Школлер, Е.П. Волынкина // Кокс и химия. -1992.-№5.-С. 20-24.

259. Волынкина Е.П. Кинетические исследования процесса скоростного пиролиза углей Текст. / Е.П. Волынкина, М.Б. Школлер, Я.А. Белихмаер // Кокс и химия. 1992. - № 12. - С. 2 - 6.

260. Исследование структуры твердых продуктов скоростного пиролиза углей. Ее взаимосвязь с реакционной способностью кокса Текст. / Е.П. Волынкина [и др.]//Кокс и химия. 1993.-№ 13.-С. 17-21.

261. Волынкина Е.П. Подготовка угольного топлива с целью снижения выделения вредных выбросов при его сжигании Текст. / Е.П. Волынкина, М.Б.

262. Школлер, С.А. Кудашкина // Углеродные материалы из нефтяного и каменноугольного сырья: тез. докл. конф. с межд. участием. Новокузнецк, 1994.-С. 38 -39.

263. Volynkina Е.Р. Ecologial aspects of different types coal fuel use Текст. / E.P. Volynkina, M.B. Shkoller, S.A. Kudashkina // Proc. Eighth. Int. Conf. Coal Science. Oviedo, Spain. Vol.11. Amsterdam-Lausanne-New York-Oxford-Tokio, 1995. - C. 11 - 18.

264. Получение и промышленные испытания в металлургических производствах карбонизированных продуктов с использованием антрацитов Текст. / Е.П. Волынкина [и др.] // Антрациты Горловского бассейна : сб. научн. тр. Новосибирск, 1996. - С. 95 - 102.

265. Брикеты с использованием антрацитов для сталеплавильного производства Текст. / Е.П. Волынкина // Антрациты Горловского бассейна: сб. научн. тр. Новосибириск, 1996. - С. 102 - 107.

266. Волынкина Е.П. Экологически чистое топливо на основе антрацита Текст. / Е.П. Волынкина, М.Б. Школлер // Антрациты Горловского бассейна: сб. научн. тр.-Новосибириск, 1996. С. 125 - 127.

267. Волынкина Е.П. Экологические аспекты, утилизации осадков сточных вод Текст. / Е.П. Волынкина, С.А. Кудашкина / Эксплуатация систем водоснабжения и водоотведения : тез. докл. межд. конф. Красноярск, 1996. -С. 67 - 69.

268. Волынкина Е.П. Исследование возможности использования исходных и обезвреженных ОСВ для рекультивации Текст. / Е.П. Волынкина, С.А. Кудашкина // Эксплуатация систем водоснабжения и водоотведения: тез. докл. межд. конф. Красноярск, 1997. - С. 36 - 38.

269. Экологически чистые брикеты для черной металлургии на основе отходов алюминиевого производства Текст. / Е.П. Волынкина // Изв. вузов. Чер. металлургия. 1997. - № 12. - С. 52 - 55.

270. Программа «Чистый уголь» Проекта по природоохранной политике и технологии Текст. / Е.П. Волынкина [и др.] // Уголь. 1997. - № 4. - С. 65 - 66.

271. Комплексная оценка углей как заменителей кокса в доменном производстве Текст. / Е.П. Волынкина [и др.] // Изв. вузов. Чер. металлургия. -1998.-№8.-С. 15 -18.

272. Волынкина Е.П. Брикеты для сталеплавильного производства на основе антрацитов Текст. / Е.П. Волынкина, В.М. Страхов, Е.М. Литвин // Кокс и химия. 1998. - № 9. - С. 36 - 39.

273. Получение комплексных углеродистых материалов на основе смеси неспекающихся углей Текст. / Е.П. Волынкина [и др.] // Кокс и химия. 1998. -№ 9. - С. 22 - 26.

274. Волынкина Е.П. Влияние состава угольных брикетов на выбросы загрязняющих веществ при сжигании Текст. / Е.П. Волынкина, С.А. Кудашкина, В.М. Страхов // Кокс и химия. 1998. - № 9. - С. 42 - 44.

275. Волынкина Е.П. Медико-биологические исследования углей Кузбасса Текст. / Е.П. Волынкина, В.М. Страхов, К.Г. Громов // Кокс и химия. 1998. -№11-12.-С. 30-33.

276. Волынкина Е.П. Схема эффективного использования отработанных автопокрышек Текст. / Волынкина Е.П., С.А. Кудашкина, В.Ф. Охотников // Проблемы экополиса : тез. докл. межд. конф. Барселона, 1998. - С. 113.

277. Волынкина Е.П. Технологические брикеты для черной металлургии на основе отходов производства алюминия Текст. / Е.П. Волынкина, Ю.И.

278. Дударев, С.А. Кудашкина // Проблемы экополиса: тез. докл. межд. конф. -Барселона, 1998.-С. 114.

279. Контролируемое размещение осадков сточных вод на техногенных ландшафтах Текст. / Е.П. Волынкина [и др.] // Водоснабжение и водоотведение: качество и эффективность: тез. докл. межд. конф. Красноярск, 1998.-С. 47-48.

280. Утилизация отработанных автомобильных покрышек Текст. / Е.П. Волынкина [и др.] // Экология и промышленность России. 1999. - № 3. - С. 16 -19.

281. Волынкина Е.П. Сжигание отработанных автомобильных покрышек как способ их утилизации Текст. / Е.П. Волынкина, С.А. Кудашкина, Е.В.

282. Пряничников // Опыт предприятий, по утилизации промышленных и бытовых отходов: тез. докл. гор. конф. Новокузнецк, 1999. - С. 47 - 49.

283. Участок по подготовке железосодержащих отходов к использованию в агломерации Текст. / Е.П. Волынкина [и др.] // Опыт предприятий по утилизации промышленных и бытовых отходов : тез. докл. городской конф. -Новокузнецк, 1999. С. 36 - 38.

284. Система управления отходами доменного производства Текст. / Е.П. Волынкина [и др.] // Экология и промышленность России. 2000. - № 3. - С. 11-14.

285. Volynkina Е.Р. Antracite-Based Briquets for Steelmaking Текст. / E.P. Volynkina, V.M. Strachov, E.M. Litvin // Coke and Chemistry. New York.- 1998. -№ 9. - C. 62 - 67.

286. Volynkina E.P. Effect of the Coal-Briquet Composition on Emissions of Harmful Substances during Combustion Текст. / E.P. Volynkina, S.A. Kudashkina, V.M. Strachov // Coke and Chemistry. New York.- 1998. - № 9. - C. 72 - 76.

287. Volynkina E.P. Production of Complex Carbonaceous Materials from a Mix of Noncaking Coals Текст. / E.P. Volynkina, V.M. Strachov // Coke and Chemistry. -New York.- 1998. № 9. - C. 34-41.

288. Базегский А.Е. О показателях качества кускового доменного топлива Текст. / А.Е. Базегский, Ю.М. Денисов, Е.П. Волынкина // Кокс и химия. -2000.-№ 11-12.-С. 15-17.

289. Демонстрационный проект рекультивации шламохранилища ОАО «ЗСМК» Текст. / Е.П. Волынкина [и др.] // Опыт работы муниципалитетов и предприятий по утилизации промышленных и бытовых отходов: тез. докл. городской конф. Новокузнецк, 2000. - С. 23 -26.

290. Управление отходами на ОАО «ЗСМК» Текст. / Е.П. Волынкина [и др.] // Опыт работы муниципалитетов и предприятий по утилизации промышленных и бытовых отходов: тез. докл. городской конф. Новокузнецк, 2000. - С. 34 - 37.

291. Волынкина Е.П. Использование отработанных автомобильных покрышек Текст. / Е.П. Волынкина, С.А. Кудашкина, А.В. Незамаев // Экология и промышленность России. 2001. - № 1. - С. 40 - 44.

292. Волынкина Е.П. Снижение выбросов загрязняющих веществ на угольных котельных со слоевой системой сжигания Текст. / Е.П. Волынкина, Е.В. Пряничников // Теплоэнерегетика. 2002. - № 2. - С. 33 - 41.

293. Волынкина Е.П. Брикеты для выплавки стали из мелкодисперсных отходов металлургии Текст. / Е.П. Волынкина, С.А. Кудашкина, В.М.

294. Машинский // Современная металлургия начала нового тысячелетия: сборник научн. трудов всероссийск. конф. Липецк, 2001. - 4.2. - С. 68 - 72.

295. Технология рекультивации шламохранилища ОАО «ЗСМК» Текст. / Е.П. Волынкина [и др.] // Современная металлургия начала нового тысячелетия : сборник научных трудов всероссийск. конф. Липецк, 2001. - Ч. 2. - С. 71 - 74.

296. К вопросу утилизации отходов алюминиевого производства в агломерации Текст. / Н.Г. Дячок [и др.] // Изв. вузов. Чер. металлургия. 1996. - № 6. - С. 1-7.

297. Столяр А.А. Использование отработанной углеродсодержащей футеровки электролизеров в доменной шихте Текст. / А.А. Столяр, В.Н. Поляков, Е.П. Волынкина // Сталь. 2002. - № 2. - С. 11 -12.

298. Волынкина Е.П. Исследование процессов термического разложения и горения пылеугольного топлива для доменных печей Текст. / Е.П. Волынкина, В.М. Страхов // Кокс и химия. 2003. - № 9. - С. 30 - 35.

299. Volynkina E.P. Thermal Decomposition and Combustion of Coal-Dust Fuel for Blast Furnaces Текст. / E.P. Volynkina, V.M. Strachov // Coke and Chemistry. -New York. 2003. - № 9. - P. 30 - 35.

300. Волынкина Е.П. Технология рекльтивации шламохранилища Текст. / Е.П. Волынкина, С.А. Кудашкина, О.А. Серегин // Экологический вестник Западно-Сибирского металлургического комбината : тез. докл. заводской конф.- Новокузнецк, 2004. С. 61 - 62.

301. Волынкина Е.П. Теплотехнические свойства отходов от очистки сточных вод Текст. / Е.П. Волынкина, С.А. Кудашкина // Экологический вестник Западно-Сибирского металлургического комбината : тез. докл. заводской конф. Новокузнецк, 2004. - С. 75 - 76.

302. Волынкина Е.П. Значение правильного выбора топлива для котельных со слоевой системой сжигания Текст. / Е.П. Волынкина, Е.В. Пряничников // Вестник ТЭК Кузбасса. 2004. - № 7. - С. 88 - 96.

303. Переработка отработанных автомобильных покрышек в кислородно-конвертерном процессе Текст. / А.В. Мокринский [и др.] // Черная металлургия. Бюл. БНТИ. 2004. - № 6. - С. 39 - 40.

304. Волынкина Е.П. Значение подготовки специалистов в области техногенных и вторичных ресурсов для промышленно развитых регионов России Текст. / Е.П. Волынкина, С.Г. Коротков // Изв. вузов. Чер. металлургия. 2004. - №12. - С. 75 - 78.

305. Волынкина Е.П. Практический опыт использования ОСВ для рекультивации промышленных отвалов в г. Новокузнецке Текст. / Е.П. Волынкина // 4 Межд. конгресс по управлению отходами ВЭЙСТТЭК: сб. докл. -Москва, 2005.-С. 367.

306. Использование теплотехнического потенциала бытовых отходов в металлургии Текст. / Е.П. Волынкина [и др.] // 4 Межд. конгресс по управлению отходами ВЭЙСТТЭК : сб. докл. Москва, 2005. - С. 278.

307. Волынкина Е.П. Использование остатка от сортировки бытовых отходов в черной металлургии Текст. / Е.П. Волынкина, Е.В. Протопопов / 4 Межд. конгресс по управлению отходами ВЭЙСТТЭК : сб. докл. Москва, 2005. - С. 250-253.

308. Разработка технологии извлечения и утилизации биогаза свалки твердых бытовых отходов г. Новокузнецка Текст. / Е.П. Волынкина [и др.] // Сотрудничество для решения проблемы отходов: тез. докл. межд. конф. -Харьков, 2005. С. 265 - 269.

309. Брикеты из отходов производства для технологии выплавки стали Текст. / Е.П. Волынкина [и др.] // Межд. научно-практическая конф. «Металлургия России на рубеже XXI века»: сб. научн. тр. Новокузнецк. - Том 2. - 2005. - С. 297-301.

310. Волынкина Е.П. Исследование свойств микросфер золы ЗападноСибирской ТЭЦ Текст. / Е.П. Волынкина, И.В. Гладких // Металлургия России на рубеже XXI века : сб. научн. трудов Межд. научно-практической конф. -Новокузнецк, Том 2. 2005. - С. 318 - 322.

311. Волынкина Е.П. Прогнозная оценка эффективности использования углей в конвертере Текст. / Е.П. Волынкина, Ю.А. Селезнев // Изв. вузов. Чер. металлургия. 2005. - № 4. - С. 72 - 77.

312. Волынкина Е.П. Отходы металлургического предприятия: от анализа потерь к управлению Текст. / Е.П. Волынкина, Е.В. Протопопов // Известия вузов. Чер. металлургия. 2005. - № 6. - С. 35-44.

313. Volynkina E.P. Thermal aspects of metallurgy evaluating coal for converter steel production Текст. / E.P. Volynkina, Y.A. Seleznev // Steel in Translation. -2005. Vol.35.-No.4.-P. 72-78.

314. Конвертерная плавка с использованием твердых бытовых отходов в качестве альтернативных источников энергии Текст. / Е.П. Волынкина [и др.] // Сталь. 2006. - № 5. с. 44.

315. Волынкина Е.П. Исследование закономерностей формирования техногенного месторождения на территории шламонакопителя ОАО «ЗСМК» Текст. / Е.П. Волынкина // Вестник РАЕН. 2006. - Том 6. - № 3. - С. 86- 93.

316. Пат. № 2215045 Россия, МКИ С21С 5/28. Способ переработки отработанных автомобильных покрышек в конвертере / В.В. Соколов, А.Н. Лаврик, А.В. Амелин, Е.П. Волынкина и др. (РФ) № 2002111917/02; заявл. 06.05.2002; опубл. 27.10.2003. Бюл. № 30316.

317. Пат. № 2287018 Россия, МКИ С21С 5/28. Способ выплавки стали в конвертере / Мокринский А.В., Лаврик А.Н., Соколов В.В., Протопопов Е.В.,

318. Буймов В.А., Волынкина Е.П. и др. (РФ) № 2005100234; заявл. 11.01.2005; опубл. 10.11.2006. Бюл. № 31.

319. Волынкина Екатерина Петровна

320. РАЗВИТИЕ КОНЦЕПЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ОТХОДАМИ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ ЕЕ РЕАЛИЗАЦИИ НА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ ПРЕДПРИЯТИИ