Выброшенный капитал

В Украине ежегодно образуется почти 1 млрд тонн техногенных отходов, из которых лишь 10-15% используются как вторичные ресурсы, а остальные поступают в отвалы, хранилища, отстойники, накопители, ухудшая экологию и занимая все бльшие территории в металлургических регионах. Доходит до абсурда: Полтавский ГОК добывает руду с содержанием железа 37-40%, а металлургические предприятия вывозят в отвалы отходы производства с содержанием железа 47-55%.

"Сегодня мы ходим по сырью, которое не надо добывать, — говорит Максим Степанов, заведующий группой агломерационного отдела ГП "Укргипромез". — Конечно, в составе отходов металлургического производ-ства, которое я называю сырьем, есть нежелательные для плавки элементы — сера, цинк, кремний, щелочи… Но если их убрать, то получится пригодный для использования в доменном процессе продукт, утилизировать можно более 60% отходов — железо, известь, углерод, алюминий, магний".

Специалисты Государ-ственного предприятия "Украинский институт по проектированию металлургических заводов" (ГП "Укргипромез") разработали и запатентовали комплекс изобретений, способных вернуть в производство отходы из отвалов. Это позволяет не только сберечь ресурсы, удешевить продукцию без ущерба для качества, а также улучшить экологическую ситуацию. Применение данной технологии позволит переработать отходы шламоотвалов в течение нескольких лет, не накапливая новые и перерабатывая текущие.

Подножное сырье

Один из авторов изобретения, Максим Степанов, рассказывает, что в основе изобретения лежит опыт целого ряда предприятий и институтов, сведенный в одну технологическую линию. Также пришлось модернизировать существующее в Украине оборудование, зато в результате удалось создать железосодержащие брикеты, применение которых при плавке стали и чугуна позволит снизить объемы использования таких дорогих компонентов, как кокс, утиль черных металлов, окатыши, известняк. Исследователи подсчитали, что внедрение комплекса изобретений на металлургическом комбинате "Запорожсталь" позволит получать ежегодно 88 млн грн. чистой прибыли.

Брикеты полностью не заменяют необходимые компоненты, а служат технологической добавкой, которая не влияет на качество конечной продукции. Сегодня шламы и пыль, используемые в аглопроизвод-стве, не очищают от вредных для металлургического процесса элементов, что неминуемо повышает расходы на плавку. Например, из-за содержания двуокиси кремния увеличивается расход кокса в процессе плавки, наличие цинка приводит к большему расходу кислорода, щелочи разрушают футеровку (специальную отделку поверхностей — прим. "ВД") плавильных агрегатов.

Выделять из металлургических отходов нежелательные элементы при производстве брикетов и призвана технология, разработанная специалистами ГП "Укргипромез". В ре-зультате эффективность выплавки стали и чугуна увеличивается более чем в два раза.

Плюс новой технологии — в ее быстрой окупаемости и дешевизне по сравнению с зарубежными аналогами. Стоимость линии для изготовления железосодержащих брикетов зависит от ее мощности, целей и задач, физических свойств используемых отходов и составляет 5-30 млн грн. Для предприятий, работающих на привозном сырье, данная технология тем более ценна.

Стоимость железа, производимого с использованием данной технологии, в 2-2,5 раза дешевле, чем при переработке отходов на аглофабрике. Такая линия окупается в минимальные сроки — 6-12 месяцев.

Безотходное производство

"Наша задача — сначала обеспечить переработку отходов текущего производства, чтобы прекратить их наращивание, для чего мощность применяемой установки на 10-15% превышает объем отходов текущего производства, — говорит Максим Степанов. — Таким образом за несколько лет можно обеспечить переработку заскладированных в отвалах железосодержащих отходов".

Создавать более мощную установку, по мнению специалистов, экономически невыгодно. В данном случае до полной переработки отвалов мощности установки будут частично изношены и в дальнейшем уменьшены для переработки только те-кущих отходов.

Ученые нашли решение еще одной проблемы — возвращения в производство замасленной прокатной окалины (шламы вторичных отстойников прокатных цехов). Сколько ее хранится в отвалах в Украине, не знает ни-кто. Крупные металлургические заводы каждый год складируют по 35-40 тыс. т замасленной окалины. К примеру, в Челябинске объемы заскладированной окалины составляют около 1 млн т, а это означает неиспользование около 800 тыс. т железа и около 150 тыс. т масла.

"Чтобы вернуть в производ-ство железо, которое находится в окалине, разработана технология ее обезмасливания с возможностью повторного использования масла в малозагруженных механизмах в качестве добавки к используемым смазкам на тех же предприятиях, либо в виде топлива для ТЭС", — говорит Сергей Бычков, главный инженер ГП "Укргипромез". Эта технология уже защищена российским патентом до 2025 г. Украинский патент изобретатели хотят оформить на похожее изо-бретение, которое вот-вот начнут применять — брикетирование улавливаемой электрофильтрами сухой мелкодисперсной пыли, в которой содержится 45-52% железа. Ее особенность в том, что применять подобную технологию можно лишь на современных доменных печах.

Но эта технология уже защищена патентом Российской Федерации до 2025 г. Подобные установки вызвали интерес у ОАО "Arcelor Mittal-Кривой Рог" и будут установлены на доменных печах.

Штрафной стимул

Хотя технологии днепропетровских ученых выиграли прошлогодний конкурс изобретений, проводимый Департаментом интеллектуальной собственности, и были отмечены как необходимые в украинских условиях, особой заинтересованности у отечественных металлургов они не вызвали. А все потому, что вывоз одной тонны шлаков обходится предприятию в 4-5 грн., отчего города обрастают шлаковыми свалками.

В Европе такого нет, в той же Польше вывозом промышленных шлаков занимаются специализированные организации, которым предприятия платят $25-50/т.

"Потому поляки и заинтересовались нашей технологией, — говорит Юрий Кривченко, директор ГП "Укргипромез", академик Академии инженерных наук Украины. — Ее вообще за рубежом принимают быстрее. Три года работает линия по переработке отходов на Молдавском металлургическом заводе, в России строится уже третий цех по переработке промышленных отходов по нашей технологии. Начали мы сотрудничество с Пакистаном и Казахстаном".

Увы, в Украине нет законодательного стимула внедрять технологии по переработке шлаков, директора заводов неохотно идут на модернизацию производства. А к предложенной технологии переработки отходов чаще относятся с прохладцей, не считая увеличение объемов отвалов глобальной проблемой. Кроме того, металлурги довольно консервативны, и убедить их в эффективности новой технологии при помощи расчетов и чертежей сложно, им нужно увидеть работающее оборудование воочию. Создать линию за собственные средства у ГП "Укргипромез" возможности не было. С разрешения Антимонопольного комитета Украины в этом году была создана корпорация переработчиков отходов промышленных производств Украины "Укрпромпере-работка". В ее состав вошли проектировщики, строители, машиностроители, производственники, финансисты. Такое объединение усилий дало возможность строить линии по обогащению и брикетированию железоуглеродосодержащих отходов "под ключ", с учетом потребностей и специфики конкретного предприятия.

Сейчас в Украине строится цех по переработке промышленных отходов в Донецке на ОАО "Брикет", которое входит в состав корпорации "Укрпром-переработка", и на ОАО "Arcelor Mittal-Кривой Рог" ("Криворож-сталь"). Ведутся проектные работы по организации строительства установок по обогащению и переработке железоуглеродсодержащих отходов для ЗАО "Донецксталь-металлурги-ческий завод", г. Донецк, ОАО "Енакиевский металлургический завод", г. Енакиево.

Но большинство украинских заводов работают по старой технологии, не желая вкладывать деньги в новые цеха. Им проще увеличивать площади отвалов, занимая все больше сельхозугодий под хранение отходов, продолжать платить копеечные штрафы за загрязнение окружающей среды, а не вкладывать средства в установки по переработке отходов.

"Штрафы производители все равно закладывают в конечную стоимость продукции, так что в накладе они не остаются, — говорит Юрий Кривченко. — Надо ужесточить законодательную базу, увеличить штрафы за вывоз отходов в отвалы, что отрицательно влияет на экологическую обстановку в регионе и приводит к потере полезных для металлургии компонентов. Другого пути нет".

Уже 23 предприятия из разных стран в той или иной мере проявили интерес к предложенной украинцами технологии. После запуска нескольких проектов, на которых затем можно будет демонстрировать эффективность технологии, украин-ские изобретатели ожидают лавинообразного всплеска интереса к их ноу-хау. Впрочем, это произойдет, как только у нас будут внедрены европейские ограничения на хранение отходов, и вместо нынешнего закапывания шлаков будут созданы полигоны для их временного хранения. Создание таких полигонов обойдется в сумму, равную стоимости предприятия по переработке отходов.

АНАТОЛИЙ КЕКУХ . Менеджер по технической подготовке производства — начальник технического управления ОАО "Arcelor Mittal-Кривой Рог"

— На нашем предприятии сейчас выполняется капитальный ремонт и модернизация доменной печи №8. В комплекс ремонта входит создание установки по брикетированию уловленной электрофильтрами пыли, которую разработало ГП "Укргипромез". Вообще подобная технология считается общепринятой в мировой практике, но для Украины в целом и для нашего предприятия в частности она новая. Это шаг вперед. Это хорошее техническое решение, которое не меняет коренным образом технологии, оно не влияет на рентабельность, это больше мероприятие экологическое.

Брикетирование пыли возможно только там, где есть сухая очист-ка. На всех доменных печах предыдущего поколения эта пыль мокрая, она собирается в виде шламов. В современных доменных печах, подобным той, которая будет у нас, пыль сухая. Она улавливается электрофильтрами, поэтому буквально напрашивается брикетирование сухой пыли. На других доменных печах, где мы будем производить модернизацию, также планируется создание таких установок.

АЛЕКСАНДР ФЕДЧУК . Директор Молдавского металлургического завода, г. Рыбница

— Самая большая беда для электросталеплавильного производства — это пыль электрофильтров, для складирования которой необходимы специальные бункера. Наш завод выпускает 1 млн тонн стали в год, и такой пыли у нас получается около 17-20 тыс. тонн. Складирование этих отходов обходилось бы заводу в сумму свыше $2 млн в год.

Совместно с "Укргипромезом" мы создали на заводе всю необходимую технологическую цепочку, выбрав наилучший для нашего предприятия вариант утилизации этих мелкодисперсных отходов сталеплавильного производства. В результате у нас получился замкнутый цикл. Сейчас мы делаем специальную композиционную шихту, в которую добавляются все отходы передела, затем они брикетируются и возвращаются обратно в процесс выплавки.

Кроме экономической выгоды, эта технология решает и экологическую проблему, актуальную для всех регионов, где есть электросталеплавильные производства. Лучше пустить отходы на утилизацию, чем платить потом огромные штрафы за их складирование.

Для изготовления брикетов используются железомаслосодержащие шламы отстойников прокатных цехов, которые смешиваются с моющим раствором, промывают полученную смесь, отделяя окалину от жидкой составляющей смеси (суспензии). Затем промытую окалину обезвоживают до заданного состояния влажности и смешивают со связующими добавками. Формование брикета из смеси происходит одновременно с воздействием на брикет вибрации в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Суспензию очищают от посторонних примесей и ее обезмасленную составляющую подают для смешивания с выходным шламом.

Линия позволяет перерабатывать шламы отстойников прокатных цехов с окалиной размером до 0,002 мм и содержанием масла до 15-17 %.