тематический и синхронный. На эпизодическом уровш ИКТ используются учителем от

№2 2010  г.
Третья - хранение и систематизация учебной и учебно-методической информации. 
Это осуществляется через комплектование и создание фоно - и видеотек, на сохранение 
и передачу информации с помощью современных информационных технологий.
Четвертая - научно-исследовательская функция, связана с преобразованием полу­
чаемой с помощью ИКТ информации учащимися с исследовательской целью и поиском 
вариантов использования технических средств обучения и воспитания педагогом,  мо­
делированием содержания и форм подачи информации.
ИКТ повышает продуктивность обучения только в том случае, если учитель хорошо 
себе представляет и понимает основы их применения.
К.Д.Ушинский писал:  «Педагог, желающий что-нибудь прочно запечатлеть в де­
тской памяти, должен заботиться о том, чтобы как можно больше органов чувств— глаз, 
уха, голос, чувство мускульных движений и даже, если это возможно^ обоняние и вкус, 
принимали участие в акте запоминания.» Чем больше органов наших чувств принимает 
участие  в  восприятии какого-либо  впечатжния,  или группы впечатлений,  тем прочнее 
ложатся эти впечатжния в нашу механическую,  нервную  память,  верше сохраняются 
ею и легче, потом вспоминаются.  Использование ИКТ на уроках позволяет повысить 
продуктивность урока.
37

Е.Ю. Лихолобов 
УДК 669.712.002.8
АО  «Алюминий Казахстана»
П.О. Быков
Павлодарский государственный университет 
им.  С.  Торайгырова
ПЕРЕРАБОТКА ШЛАМОВ 
ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА 
АО «АК»
НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
Авторлар ңазіргі замангы металлургияда аса унемді әдістері 
ретінде сазды жер өндірісінде  шламдарды өндірісін усынады.
Authors offer the slam processing o f the aluminous production as 
the most economic means o f the modern metallurgy.
Непрерывный  рост  объемов  металлургического  производства  влечет увеличшие 
техногшного  воздействия  на  окружающую  среду  в  виде  накапливающихся  отходов 
производства.  Это делает актуальной проблему утилизации отходов путем их перера­
ботки с доизвжчением содержащихся полезных компонентов.
В  Павлодарском регионг  одним из видов таких  отходов являются шламы глино­
земного производства.
Помимо проблемы храгения (пылзобразование, воздействие на грунтовые воды) сущес­
твующих отходов актуальней является пробжма подготовки новых отстойников шламов (а 
это, как правило, пригодные для сельскохозяйственнсй деятельности земли).
Предварительный анализ химического состава шламов позволяет сделать предпо­
ложение о цежсообразности их переработки с извжчением содержащегося в них в виде 
оксидов жежза.
Обзор научно-технической литературы показал, что  в настоящее время предлага­
ются различные способы переработки и использования красных шламов глиноземного 
производства.  Это  использование  красного  шлама  как:  добавки  при  агломерации, 
окомковании, доменной плавки жежзных руд,  сырья для получения жежза,  шлакооб­
разующего агента для рафинирования чугуна и стали, частичного заменителя глин при 
изготовжнии литейных форм, добавки при производстве цемента и керамики, добавки 
при  производстве  строительного  кирпича и  огн^тторов,  как  основа для  мингральных 
удобрений [1].
Для получения чугуна и стали предлагаются такие способы как: восстановительная 
плавка в доменных печах и эжктрических печах, во вращающихся и шахтных печах.
К сожалению, эти способы экономически нг цежсообразны, поэтому широко и нг 
внгдрены в производства

№2 2010  г.
Для  обоснования  экономически  привлекательных  способов  переработки  шламов 
были проанализированы существующие способы получения жежза из руд применительно 
к различным шламам глиноземного производства [2].
В XX веке основным способом получения жежза, или, точнге его сплавов -  чугуна 
и стали, являлись двухстадийные процессы.  Сырьем в данном случае является желез­
ная руда или его  производные -  агломерат,  жежзорудные  окатыши.  Перерабатывать 
этим  способом  шламы  металлургических  производств  нг  представляется  возможным 
по ряду причин
В то же время со второй половины XX века активно ведутся работы по разработке 
внгдоменных способов  получения железа и в  настоящее время в этом направлении до­
стигнуты определенные результаты.
Первоначально  потребность  в  разработке  внедоменных  способов  производства 
жежза была вызвана желанием металлургов снизить или полностью исключить расход 
кокса, который в условиях доменного производства является основным источником тепла 
и  восстановитежм.  При  поиске  новых  способов  восстановжния  жежза  желательным 
было исключение или значительное сокращение операций предварительной подготовки 
жежзнсй руды. В результате основная масса разработанных процессов получения жежза 
позволяет в качестве сырья использовать пыжвидную руду.
Проведенный анализ показал,  что наибоже привжкательными являются способы 
вждоменного  получения  жежза,  в  которых  шламы  алюминиевой  промышленности 
являются сырьем.
Переработка шламов алюминиевсй промышленности с получением жежза в насто­
ящее время может быть осуществляю сждующими способами:
1) восстановжнии жежза из твердых жежзорудных материалов взаимодействием 
с твердыми или газообразными восстановителями по реакциям:
Ғе20 3 + (С, СО, Н2, СН4)—>Ғе + (СО, С 0 2, Н20);
2) восстановжние жежза в кипящем жежзистом шлаке (жидкофазное восстановж­
ние) по реакциям:
ҒеО + (С, СО)-» ҒеО + С 0 2;
По  первому  способу  в  настоящее  время  работает  нгсколько  десятков  установок 
(общей мощностью около 30 млн.т./год).
По второму -  две промышжнных и несколько полупромышленных установок.
Классификация существующих технологических схем вждоменного производства 
жежза представжна на рисунке  1.
Наибольший интерес для нас представляют жидкофазные способы восстановжния 
жежза. Рассмотрим их боже подробна
Многостадийные процессы включают стадии нагрева и восстановжния жежзоруд­
ных материалов, плавжния и рафинирования получаемого металла.
Раздежнность во времени и пространстве стадий восстановления и плавжния ж еж ­
зорудных материалов позволяет повысить стойкость огкупорной футеровки. Многоста- 
дийность процесса позволяет также эффективно использовать тепловую и химическую 
энгргию отходящих газов.  Отдельные стадии и процесс в целом поддаются регулиро­
ванию и управжнию. Все это является преимуществами процесса.
39

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
Недостатками процесса являются взаимозависимость работы отдельных агрегатов, 
низкие  температуры  на  стадии  предварительного  восстановжния,  что  ограничивает 
скорость протекания процессов.
К многостадийным относятся процессы Согех, Dios, Hismelt, CCF, IRON DYNAM­
ICS, FASTMELT и др.
Одностадийные процессы осуществляются в одном агрегате, в котором совмещаются 
стадии нагрева, восстановжния, плавжния и рафинирования металла.
Преимущества этого процесса заключаются в отсутствии ограничений температур 
восстановжния железорудных материалов, что положительно влияет на кингтические 
параметры процесса и производительность агрегата.
Недостатком  процесса  является  невозможность  разделения  во  времени  и  про­
странстве  процессов  восстановления  и  плавления  железорудных  материалов  и, 
как  следствие,  наличие  жидких  расплавов,  богатых  окислами  жежза,  агрессивно 
воздействующих на футеровку.  Получение металла заданного химического состава 
также является пробжматичным.
Одностадийными являются процессы Ромелт, DECU, Ausrion и др.
В настоящий момент промышленные или демонстрационные установки действуют 
по процессам Согех, Ромелт, Dios, Hismelt. Рассмотрим подробнее эти процессы.
Процесс  Согех  [2].  Разработан  фирмами  «Korf Engineering  GmbH»,  Германия,  и 
«Voest Alpine  Industrieanlagenbau AG»  (VAI),  Австрия.  Первые  опыты  по  реализации 
процесса провели на заводе Badische Stahlwerke AG, Германия, в  1977 году. Детальнее 
освоение технологии прошло в период  1981-1987 годов га пилотной установке мощнос­
тью 70 тыс.т чугуна в год в г.Кеж, Германия. К настоящему времени процессом Согех 
произведено боже 6 млнт чугуна. Действующие компании Согех: ЮАР, - 0,65 млнт/год; 
Индия, - 0,8 млн.т/год; Ю.Корея, - 0,8 млнт/год.
Восстановитежм  и  источником  тепла  является  уголь.  Имеется  два  реактора: 
нижний  плавильный  реактор,  который  является  также  регенератором  восстанови­
тельного  газа,  и  верхний  восстановительный  реактор  -   шахтная  печь,  в  которой 
получают губчатое ж еж за
Продуктом является чугун  еждующего  состава:  до  4  %  С,  0,4 -  2,5  %  Si,  0,02
-   0,10  %  S.  Содержание  фосфора  зависит  от  состава угля  и  жежзорудного  сырья. 
Температура жидкого чугуна и шлака  1450  -1550  °С.  Удельная потребность в кис­
лороде и угж  составляет соответственно  500 -600 м3/т и 950 -   1050 кг/т чугуна.
Избыточный газ посж шахтной печи с теплотворной способностью 6,7 -  8,0 МДж/нм3 
может использоваться для собственных нужд завода. Существуют концептуальные схемы 
использования модуля Согех в комбинации с тепловой эжктростанцией, работающей 
на отходящем газе шахтного реактора  и в комбинации с модужм Midrex. Количество 
вырабатываемой эжктроэнгргии превышает потребность в ней процесса Согех.
Помимо  недостатков,  присущих  всем  многостадийным  процессам,  недостатком 
технологии Согех является также необходимость окускования жежзорудного сырья, и, 
как еждетвие, невозможность перерабатывать пыжвидные металлургические отходы.
Процесс Dios  [2].  Процесс Dios разработан в Японии Федерацией чугуна и стали 
и Центром использования угля при поддержке Министерства внешней торговли и про- 
мышжнности.  Предварительные  иссждования  (1988  -   1991  гг.)  вели  на  100-тонном 
реакторе жидкофазного восстановления  на заводе фирмы Nippon Steel Corp.  Впервые 
был реализован на полупромышленной установке с номинальной мощностью  180 тыс.т 
чугуна в год в  1993 году на заводе Кэйхин фирмы «NKK» (Япония).
40

№2 2010  г.
Процесс трехстадийный.  Смесь мелкой руды (<8 мм) и возврата пыли подогрева­
ется до  600  °С  в реакторе  псевдосжиженного  слоя,  даже поступает в реактор предва­
рительного восстановжния (степень восстановжния 27 - 30 % при температуре 780 °С). 
Окончательное восстановжние осуществляется в реакторе жидкофазного восстановления 
под давжнием 2 1 05 Па.
В шлаковой ванш выделяют две зоны: вспененного шлака в верхнгй части ванны и 
плотного шлака над ванной металла.
В период испытаний распредежние температуры по зонам было сждующим: в ванш 
металла и слое «плотного» шлака около  1500  °С, во вспензшом шлаке  1600 -  1650  °С, 
в надслсевом пространстве  1700 -  1900 °С.
Продуктом является чугун сждующего состава:  3,0 -  3,5  %С, < 0,05  %  Si,  0,05 
- 0 ,1 0  % Мп, < 0,05  %  S,  0,05 -  0,10 % Р.
Расход угля зависит от производительности и составляет 800 -  1800 кг/т.
По  данным  разработчиков  капитальные  затраты  на  строительство  завода  Dios 
производительностью  6000  т  чугуна  в  сутки  на  35  %  меньше  капитальных  затрат  на 
строительство доменного цеха аналогичной производительности. Себестоимость чугуна 
Dios на  19 % меньше себестоимости доменного чугуна, потребжние эшргии ниже на 4 
%,выбросы С 02 на 5 %, чем при доменном производстве.
Процесс Hismelt [2]. В процессе Hismelt (Австралия) восстановжние жежза осущест­
вляется преимущественно угжродом, растворенным в чугуне. Сложности заключаются 
в обеспечении опережающего наугжраживания чугуна и стсйкости футеровки.
Процесс может быть осуществжн по одно- или двухстадийной схеме.
В  зависимости  от вида использ)емых материалов производительность опытного  аг­
регата составляет 50000-100000 т/год. За период работы пилотной установки Hismelt было 
выплавляю 22100 т чугуна при использовании угля с содержанием угжрода от 50 до 73,2 
%, золы от 4,8 до  12,0 % и жгучих от 9,8 до 38,5 %, а также коксовой мелочи. В качестве 
желгзорудных материалов использовали: мелкую руду с содержанием жежза 61 % и мелкую 
фосфористую руду с содержанием 62,4 % Fe и 0,12 % Р, стажплавильные шламы (53,3 % 
Fe,  10 %С) и губчатое жежзо (90,5 % Fe, 84,2 % - степень металлизации). Типичный состав 
получаемого чугуна, %: 4,1 -  4,5 С; 0,02 -  0,06 Мп; 0,02 -  0,04 Р; 0,05 -  0,15 S. Температура 
чугуна  1400 -   1500  °С.  Производительность агрегата можно варьировать в пределах  100
-  450 %, изменяя долю меташшзованнсй шихты и степень обогащения дутья кислородом.
Процесс  Ромелт.  Разработан  в  Московском  государственном  институте  стажй  и 
сплавов (МИСиС) под руководством профессора В.А.  Роменца  [2, 3].
Од ностадийный процесс жидкофазного восстановішия шподготошганых жежзооодержа- 
щих материалов с использованием в качестве восстановителя эшргетических угжй. осуществля­
ется в плавильно-восстановительной печи прямоугольного сечшия, работающей с шболыпим 
разрежешем в рабочем пространстве, исключающим выбросы газов в атмосферу.
Процесс  отрабатывался  на  пилотной  установке  с  площадью  пода  20  м2.  За 
период  с  1985  по  1998  год  было  проведено  бож е  40  кампаний,  во  время  которых 
выплавлено бож е 40000т чугуна. Использовали различные природные и техногенные 
жежзорудные  материалы,  в  качестве  топлива -  различные  энергетические  угли  с 
широким диапазоном жтучих и золы.  Получаемый чугун по содержанию угжрода 
и серы аналогичен доменному, но практически не содержит кремния и других труд­
новосстановимых эжментов.
Плавки на пилотной установке показали широкие  возможности процесса Ромелт 
по утилизации металлургических и других отходов.
41

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
Выводы:
- достигнутый уровень науки и техники делает возможным создание технологии и 
оборудования для переработки шламов  алюминиевой промышленности с  получением 
готового продукта в  виде чугуна или стали на основе  способов жидкофазного восста­
новжния жежза;
- попутное обогащение ишаков по содержанию А120 3 позволит повторно использо­
вать их в глиноземном производстве или и в строительной отрасли.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Иванов А.И., Кожевников Г.Н., Ситдиков Ф.Г., Иванова Л.П. Компжксна пере­
работка бокситов. -  Екатеринбург : Ур) РАН, 2003. -  180 с.
2.) Юсфин Ю.С.,  Пашков Н.Ф.  Металлургия жежза.  -  М.:  ИКЦ «Академкнига», 
20 0 7 .-4 6 4 .
3. Роменгц В.А Процесс Ромелт. -  М.: МИСИС, Издательский дом «Руда и Метал­
лы», 2005, - 400 с.
42

№ 2
 
2 0 1 0
 
г.
С.К.  Ельмуратов,  Ю.В.  Рудольф
Павлодарский государственный университет 
им.  С.  Торайгырова
АНАЛИЗ  И  ИНТЕГРАЦИЯ 
КОНЦЕПЦИЙ  ПОСТРОЕНИЯ 
ЭКОЛОГИЧНЫХ И 
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ЗДАНИЙ
УДК 624
Осы  бап  цүрыльіс  мамандықтарының  студенттері  үшін 
арналган. Материал мәлімет жаңа багыттардың архитектурасында
туралы мәліметтің ортақ шолуын үсынады және мүндай табиги 
цорлардың  сацтаудың  адамдарыныц  денсаулыгының  гимарат 
өміршең  гимараттарының  экологиялъщ  қауіпсіздік  өте  маңызды 
мәселелердің шешім ңолайлы қүрылыстар екенін түсіндіреді.
Dieser Artikel istfar Studenten der Bau Spezialitdten bestimmt. Dieses 
Material bietet einen Bberblick ъЬег die Informationen ъЪег neue Wege in der 
ArchitekturundBauwesen, entworfen, umdiesekritischzuwichtigen Themen 
wie die Sicherheit der  Umwelt-Adresse des Gebdudes,  die Gesundheit der 
Menschen in den Bau, die Erhaltung der natbrliehen Ressourcen.
Современное проектирование жилых и гражданских зданий должно базироваться 
на  следующих  принципах:  анализе  жизненного  цикла,  инженерной  и  экологической 
безопасности,  энгргоэффективности,  комфортности,  использовании информационных 
систем, компьютерных и интеллгктуальных технологий. Объединить все эти принципы 
в одном здании,  обеспечить совокупный эффект от их применения -  задача нгпростая, 
и в настоящее время она решается лишь фрагментарно
Понятие экологической безопасности включает в себя нг только внутреннюю здоро­
вую атмосферу помещения, но и гармонию здания с окружающей средой, что способствует 
сохранению  природы,  городского  пространства,  среды  жизнедеятельности  человека  и 
в то же время использования природных возобновляемых ресурсов (солнгчный свет и 
чистый воздух, атмосферное тепло и дождевая вода, ландшафт и ветер).
Эти здания отвечают самым совремшным и востребованным направлениям в сфере 
повышения уровня экологической безопасности урбанизированных территорий.
К категории таких зданий могут быть оттссены 
cie
дующие концепции энгргетически 
эффективных и экологически чистых технологий:
- биоклиматическая архитектура;
-«здоровое здание»;
-энгргоэффективнсе здание
43

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
-интеллектуальное / «умное» здание.
Биоклиматическая архитектура -  направление архитектуры в стиле хай-тек с ярко 
выраженным  использованием  остекжнных  пространств.  Главный  принцип  состоит  в 
гармонии с  окружающей  средой здания,  оболочка которого  приспосабливается к из­
менениям  параметров  наружного  климата  в  течении  дня,  сезона,  года.  Ограждающие 
конструкции должны регулировать поступление в помещение тепла, света, воздуха либо 
уменьшение тепла так, чтобы внутри здания обеспечивались оптимальные параметры 
микроклимата при малых затратах эжргии. Все это способствует снижению потребления 
эжргии  в  здании  и  повышению  качества  внутренжй  среды.  Оболочка такого  здания 
решается в виде двойного светопрозрачного вентилируемого фасада. Его конструкция 
основана на принципе многослойное™ -  создания жскольких оболочек и использовании 
определенных физических и эстетических свойств отдельных его слоев.
Здоровое здание -  здание,  в котором преимущественно имеют решения,  одновре­
менно  способствующие улучшению  микроклимата помещений  и защите  окружающей 
среды. При этом наряду с применением эжргосберегающих технологий и альтернатив­
ных источников эжргии используются экологически чистые природные строительные 
материалы. К ним, в частности, относятся смеси из земли и глины, камень, песок, дерева 
Кроме тощ технологи здорового дома учитывают достижения в области очистки воздуха 
от вредных испарений, уменьшение выделений вредных газов, радиоактивных веществ, 
мелкочастичнсй пыли, грязи,  формальдегидов,  бактерий,  подавления жгативных вол­
новых излучений от компьютеров и сотовой сети.
Эжргоэффективнсе здание. Сегодня важно при эксплуатации зданий соблюдать ми­
нимальный  расход первичней эжргии на бытовые коммунальные нагрузки (отопление, 
горячую воду, освещение и т.д.). При этом под первичней эжргией понимается природ­
ная эжргия -  жфть, газ, каменный уголь, уран. Для достижения этой цели жобходимо 
строительство эжргоэффективных зданий с низким или нулевым эжргопотреблением 
благодаря применению экономически обоснованных инновационных решений, прием- 
жмых  с  экологической и  социальной точек зрения.  В  них  могут  быть  предусмотрены 
специальные мероприятия по использованию нетрадиционных (возобновляемых) источ­
ников эжргии, качественной теплоизоляции ограждающих конструкций, герметизации 
оболочки здания, использованию специальных окон, высокоэффективной рекуперации 
тепла из вытяжного воздуха.
Интеллектуальное/«умное» здание. С точки зрения теплоснабжения и климатизации, 
это здание, в котором потоки тепла и массы в помещениях и ограждающих конструкциях 
оптимизированы посредством применения компьютерных технологий.
Осознание угрозы экологического кризиса привело к пониманию тощ  что «умные» 
здания  уже  в  скором  будущем  должны  в  обязательном  порядке  стать  повседжвной 

жүктеу/скачать 3,17 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: