Клондайк під пресом

Дніпродзержинські інженери-новатори пропонують формувати майже всі види сировини для промислового виробництва у вигляді брикетів, що дозволить зробити фактично безвідхідною переробку бідних корисних копалин і техногенних родовищ.

Сьогодні, мабуть, важко уявити металургійні підприємства таких масштабів, як Дніпровський меткомбінат ім. Дзержинського, Маріупольський меткомбінат ім. Ілліча, без агломераційного або доменного виробництва. Але в майбутньому це стане звичайним явищем, прогнозують у інноваційній компанії «Екоенергія» (м.Дніпродзержинськ). Аглофабрики й доменні печі, образно кажучи, переїдуть на гірничо-збагачувальні комбінати, які візьмуть на себе не властиві їм поки завдання з підготовки компонентів для сталеливарного виробництва.

Підставою для впровадження нових техпроцесів стануть сучасні технології брикетування вугле- і залізо­­вмісних корисних копалин, а також вторинної сировини з техногенних родовищ.

Про можливості й перспективи застосування брикетування в українській промисловості розповідає технічний директор інноваційної компанії «Екоенергія» Віталій Мушинський.

— Віталію Олександровичу, методи брикетування «працюють» у багатьох країнах із дев’ятнадцятого століття, тож про «відкриття Америки» годі й казати.

— Так, багато технологій із брикетування давно апробовані, насамперед — у вугільному й рудно-металургійному секторах. Особливо в Німеччині, де перша буровугільна брикетна фабрика почала працювати ще в 1858 році. У той же час є безліч видів корисних копалин і відходів, брикетуванням яких поки ніхто не займався. Та й у технічних підходах до вирішення однакових завдань може бути чимало принципових відмінностей. Тож поле діяльності компаній, аналогічних нашій, надзвичайно широке. В Україні — особливо, оскільки технології брикетування застосовуються дуже рідко, на окремих підприємствах. Брикетні фабрики, побудовані за часів СРСР у місцях видобутку вугілля, не в змозі задовольнити потреби навіть населення у вугільних брикетах. Що вже казати про потреби промисловості. Для порівняння: у США тільки для металургії сировину брикетують холодним і гарячим методами понад 60 промислових установок; фірма «Крупп» (Німеччина) за згодою з «Хеккет інжиніринг» (США) випускає на рік 400 тисяч тонн брикетів з відходів, переробляючи від дрібняку котунів рудного виробництва до вологих шламів мокрого газоочищення.

— Що матиме із введенням нових технологій український ГМК?

— Почнемо з того, що в порівнянні з агломератом або котунами з випалом собівартість брикетів, застосовуваних у стале­плавильному виробництві, на 20—28% менше. Але це не єдина перевага. Ми провели на підприємствах Дніпропетровської області кілька десятків дослідних плавок, замінивши брикетами деякі традиційні матеріали, і одержали набагато вищі економічні показники, ніж за стандартних технологій. Відзначається істотне скорочення витрати самих матеріалів та енергоносіїв, особливо газу. А терморудні процеси відбуваються набагато краще, ніж за використання, зокрема, звичайного металобрухту. Невипадково кілька сталеплавильних підприємств поставили перед нами завдання дібрати такий склад брикетів, щоб можна було замінити ними до 20% металобрухту й одночасно поліпшити технологічні показники.

Брикетами можна також замінити (цілком або частково) шлакоутворювальні матеріали, розкиснювальні й легувальні домішки. 

Холодний метод виготовлення дозволяє одержувати високо­­­­якісні брикети титанових руд і концентратів, окислених нікелевих руд і мідно-нікелевих концентратів, хромистих і мідних піритних руд, обпаленого цинкового концентрату тощо. Не менш значний перелік рудних залізовмісних брикетів дрібнодисперсних матеріалів. Серед них — брикети феросиліцію, феромарганцю, силікокальцію, силікомарганцю, без оплавлення й підготовлені під розплав, залізо­­­­­вугільні, з флюсувальною домішкою й без неї.

До речі, за досвідом багатьох металургійних компаній світу, процеси брикетування, агломерації та грануляції з випалом не конкурують між собою, а економічно вигідно доповнюють один одного. Тож українським металургам і гірникам є про що подумати, вибираючи шляхи розвит­ку, намічаючи модернізацію діючих або будівництво нових виробничих потужностей.

— Якщо взяти за вихідну базу виробничі відходи, то яким із них брикетування допоможе відкрити «друге дихання»?

— Майже всім видам. Наприклад, доменні й конвертерні шлами, замаслену окалину, колошниковий, вапняний і коксовий пил, відходи очищення газів рудно-термічних печей можна перетворити на високоякісні аглобрикети. Це цінна технологічна сировина, затребувана в доменному, сталеливарному та феросплавному виробництвах. Стружка й ошурки кольорових металів, які ніде неможливо застосувати, після брикетування готові до переплавлення.

Брикетування ошурок, лігніну, лігносульфонатів допоможе очистити від відходів лісопереробні підприємства й одержати коштовні види сировини для будіндустрії, хімічних виробництв, сільського господарства. Вугільні шлами та продукти очищення стічних вод (накопичуються у вигляді опадів) підійдуть для виробництва паливних брикетів, які можуть замінити дешеве сортове паливо (дрібне вугілля), що вже стало дефіцитним, на комунальних підприємствах (тих же котелень) і в побуті.

Перераховувати можна й далі, але в цьому немає потреби. Головне, що перетворити на брикети можна сотні видів різних речовин і матеріалів.

Будь-яке звалище (промислове або побутове) на території України — це справжній клондайк, треба тільки грамотно підійти до його розроблення. Насамперед у таких містах, як Дніпродзержинськ, Дніпропетровськ, Кривий Ріг, Донецьк, Луганськ…

Компанія «Екоенергія» роз­робляє технології брикетування з 1999 року. Перші кроки в цьому напрямку вона зробила в Дніпродзержинську, де сконцентровано понад 50 діючих підприємств металургії, хімії та будіндустрії, а також нагромадилися мільйони тонн відходів із різними характеристиками. Практичний досвід і невпинний пошук більш досконалих технічних рішень допомогли дніпродзержинським інженерам значно розширити географію застосування нових технологій. Наприклад, брикетування вугільного, коксового дрібняку й пилу, вугільних шламів за їхньою методикою освоїли в ТОВ «Антрацит» у Донецькій області й ВАТ «Хорезм шакар» у м. Хазарасп (Узбекистан).

Ми не тільки пропонуємо до застосування вже освоєні технології, а й працюємо на прохання підприємств із новими матеріалами. Виготовляємо із сировини замовника дослідні зразки продукції й всебічно аналізуємо їх технологічні, споживчі та екологічні властивості. Потім готуємо передпроектні пропозиції, розробляємо режими й параметри виробництва, комплектуємо технологічні лінії необхідним обладнанням. Заключний етап — шефмонтаж і налагодження установок.

Головна ланка в технологічному ланцюжку — брикетувальні преси нового покоління. Перший із них «Екоенергія» виготовила кілька років тому для переробки вугільного дрібняку, фактично пилу, на одній із шахт міста Сніжне Донецької області. Висока міцність брикетів дозволяла транспортувати їх вагонними нормами, без шкоди для якості. Вони постачалися як товарне вугілля на підприємства, а також мали добрий попит як побутове паливо в населення й у комунальному господарстві.

— Преси для брикетування проектують не тільки дніпродзержинські розробники. У цьому ж напрямку працює, зокрема, Інститут чорної металургії ім. Некрасова НАН України (Дніпропетровськ).

— Але в нас принципово різні підходи до конструкційних рішень і можливостей пресів, — уточнює Віталій Олександрович. — На наш погляд, сучасний прес — не тільки міцне залізо, а найперше розумна машина, яка управляє багатьма важливими процесами за допомогою комп’ютерних технологій. Це дозволяє тримати під постійним контролем хімічний склад, рівень вологості, міцності, стирання брикетів і регулювати інші параметри.

Групі інженерів під керівництвом В. Мушинського вдалося створити універсальну модель преса з брикетування різних матеріалів — від м’якого вугілля до залізовмісних відходів. Щоб перейти на випуск того або іншого виду продукції, досить провести невелике переналагодження обладнання. Особливо це вигідно для малих підприємств. Вони можуть фактично миттєво реагувати на ринкові коливання й випускати ту продукцію, яка затребувана у цьому регіоні саме зараз. Ще одна дуже важлива особливість — запропонована технологія пресування екологічно чиста, вона виключає викиди шкідливих речовин у навколишнє природне середовище.

— Віталію Олександровичу, чому, незважаючи на переваги, технології брикетування не популярні на українських підприємствах?

— Важко дійти однозначного висновку. Почасти через відсутність загальної стратегії розвит­ку української промисловості. Можливо, через старі стереотипи, яких досі дотримуються керівники під­приємств: якщо не  пере­­­­­­йшли на такі технології масово в 80-х — 90-х, отже, вони не виправдають себе й сьогодні. А для більшості основних стримувальних факторів — відсутність високопродуктивних пресів, складнощі, пов’язані із механізацією складання сирих брикетів і їхнім сушінням, а також ціна обладнання.

— Ви готові до вирішення проблем?

— Ми це вже робимо. Універсальна модель преса високої продуктивності створена й перевірена на практиці. Виготовлення технологічного обладнання в цілому теж не проблема. Ми розміщаємо замовлення на декількох українських машинобудівних підприємствах, а основне складання й випробування проводимо на верстатобудівному заводі в Мукачевому. По-перше, це набагато вигідніше, ніж купівля готових закордонних аналогів. По-друге, є можливість прив’язки обладнання до конкретних об’єктів і умов експлуатації. До речі, установка безпосередньо в зоні переробки сировини або відходів підвищує рентабельність виробництва брикетів до 200%.

Факти і цифри

Брикет — матеріал, скомпонований у вигляді невеликих міцних шматків певних розмірів, форми й ваги.

Під час спалювання вугільних брикетів ККД топкових пристроїв, у порівнянні з використанням рядового вугілля, підвищується на 25—35%, викиди сірчистого газу й кількість недопалених пальних компонентів скорочуються на 15—20%.

У Німеччині 75% побутового твердого палива припадає на буровугільні брикети. У Франції виробництво побутового бездимного палива у вигляді брикетів з кам’яного вугілля оцінюється в 3,3 млн т на рік. У Польщі виробляють 1,5 млн т брикетів різного типу на рік.

Потреби України в побутових вугільних брикетах становлять, за деякими оцінками, до 2 млн т на рік. Обсяги експорту в країни Європи, Балтії та Кавказького регіону можуть орієнтовно становити близько 2—3 млн т на рік.

Для промислових котелень в Україні, обладнаних топками киплячого шару (ТКШ), щорічно потрібно до 1 млн т високозольних брикетів.