Совет молодых ученых инновационное развитие и востребованность науки в современном казахстане

 
166 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
 
ТАРАЗ  МЕТАЛЛУРГИЯЛЫҚ ЗАУЫТЫНДА ГАЗДЫКАЛЬЦИНИРЛЕНГЕН 
ТЕРМОАНТРАЦИТТІ АЛУ МҮМКІНДІГІН ЗЕРТТЕУ 
 
Д.А.Есенгалиев, А.С.Байсанов, З.Ш.Райымбекова, Б.С.Келаманов, Б.Е.Кулмагамбетов  
 
Ж. Əбішев атындағы Химия-метталургия институты 
 
Антрацит,  өндірісте      төмендегідей  негізгі  көмір  өнімдерінің,  алюминий 
электролизінде  табанды  жəне  жанама  блоктарында,  кремниді  электротермиялық  үрдіс 
арқылы  алу  кезінде  көмірлі  электродтарда,  ферроқорытпада,  фосфорда  жəне  басқа 
материалдарда,  сонымен  қатар  кентермиялық  пештердің  өздігінен  күйдірілетін 
электродтарында негізгі технологиялық шикізат (толықтырғыш) болып қалуда. 
Көмір өнімдеріне қойылатын заманауи талаптар антрацитті көмірлі толықтырғыш 
ретінде  қолданар алдында оны термиялық өңдеу  қарастырған. Антрацитті термиялық 
өңдеудің  дəстүрлі  үрдісі:  айналмалы  пеште 1350 ˚С    дейінгі  температурада 
газдыкальцинерлеу  жəне  электрлікальцинаторда 1800 ˚С    температура  шамасында  
электрлікальцинерлеу  болып  табылады.  Қазіргі    уақытта    «Тараз  металлургиялық 
зауыты»  ЖШС  электрлікальцинерленген  термоантрацитті  өндіруге  арналған 
құрылғылармен    (4  электрлікальцинатор),  сонымен  қатар  газдыкальцинерлеуге 
арналған  құрылғымен  (айналмалы  күйдіргіш  пеш  КБҚ 2,5-40) жабдықталған,  кенес 
уақытында  бұл құрылғы кокс үшін қолданған болса, ал соңғы он жылдықта ол тоқтап 
тұрған. 
Зерттеудің  негізгі  мақсаты  «ТМЗ»  ЖШС-ң  51 цехындағы        күйдіру  пешінде 
фракциясы 13-25 мм  антрацитті  күйдірудің  техникалық  мүмкіндіктерін  анықтау. 
Зерттеуді  жүргізу  үшін  көлемі 50 т,  маркасы  АМ  13-25 класты,  техникалық  құрамы:  
W
r
t 
-10,4%; A
d 
-4,13%, V
daf 
-2,4 %  жəне S
d 
-0,24% антрацит қолданылды. 
Көміртекті материалдарды термиялық өңдеу арқылы, электркедергіні (МЭК) жəне 
реакциялық қабілеттілікті, термиялық төтеп беруді жоғарлату жəне ұшқыш заттар мен 
ылғалдылықтан  айырылуға    жағдай  жасау    қажет.  Өндірістегі    электрод 
аймақшаларында    антрацит  жəне  кокстың  көп  бөлігі  барабан  ұзындығы  60 м 
айналмалы  пешінде    күйдіріледі,  №51  цехындағы  күйдіру    пешінің  ұзындығы  40 м 
құрайды жəне салыстырмалы біраз кіші. 
Айналмалы  барабанды  пеште  қолданылатын  күйдіру  материалының  өзге 
ерекшелігі  болып,  материалдарды        (электрлікальцинаторда  күйдірумен 
салыстырғанда)   пешке  шектеулі  уақытта  салыстырмалы  төмен  температурада 
термоөңдеу  арқылы беру мүмкіндігі болып табылады.  Осы ерекшелікті ескере отырып 
( берілетін газдың көлемінің өсуін ескермегенде), барабанның айналу жылдамдығының 
өзгерісіне  байланысты  материалдардың  күйдіру  пешіне  беру  уақытының  ұзарту 
мүмкіндігі анықталды. Берілетін антрациттің көлемі де өзгерді. 
№1 кестеде келтірілген мəліметтерге сəйкес, күйдіруге берілген жəне күйдіруден 
кейінгі    антрациттің  фракциялық  құрамының  өзгерісі  келтірілген.  Механикалық  əсер 
етуі    нəтижесінде  фракцияның  ұсақталуы  жəне      қайта  таралуы  орын  алды.  Сонымен 
қатар  №1  кестеде  фракция  бойынша  МЭК  мəндері  келтірілген,  яғни  антрацит  өлшемі 
кішірейген сайын   МЭК мəні азаяды. 
 
№1 кесте – Антрациттің гранулометриялық құрамы жəне фракциясы бойынша  МЭК-і 
Антрацит 
Фракциясы бойынша, мм 
+20 +13  +8  +4,5  -4,5 
Күйдіру пешіне дейін  
4,0 
71,2 
12,8 
4,4 
7,6 
Электрокальцинатордан кейін 0 
28,3 
32,3 
20,22 
20,19 
Күйдіру пешінен кейін 0 
4,8 
27,6 
38,8 
28,8 
Термоантрациттің МЭК - 
2023 
1832 
1852 
1784 

 
167 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
№2 кестеде күйдіру тəртібі жəне МЭК  көрсеткіштерінің мəндері келтірілген. №2 
кестеде  келтірілген  параметрлерден  келесідей  қорытынды  жасауға  болады,   күйдіру 
технологиясына  қайта  өңдеулерді  енгізуді  ескере  отырып,   МЭК 1000 Ом*мм
2 
-ден 
аспайтын  мəндегі    термоантрацитті  алуға  мүмкіндік  береді.  МЭК-і 1000 Ом*мм
2  
аспайтын  мəнде  термоантрацитті,  ремонт  массасының  шығару  рецептурасында  жəне  
кей жағдайда электродта қолдануға болады. 
 
№2 кесте - КБҚ 2,5-40 күйдіру пешінде зерттеудің режимдік картасы 
Уа-
қыт, 
сағат 
Пеш 
тем-сы 
(кіру 
кезінде), 
˚С 
Пеш 
тем-сы 
(шығу 
кезінде), 
˚С 
Фильтр 
алдында 
шығатын 
газдың 
тем-сы 
˚С 
Табиғи 
газдың 
шығыны 
м
3
/сағ. 
Ауаның 
шығыны 
м
3
/сағ. 
Барабанның 
айналу 
жылдамды- 
ғы 
Тиеу, 
кг/сағ 
МЭК 
Ом*мм
2
4 400  520  70  105 1300 КБ* /1 ж 1400  - 
5 450  530  65  150 1500 КБ* /1 ж 1400  - 
6 540  470  65  200 2000 КБ* /1 ж 1400  - 
7 550  500  65  200 2000 КБ* /1 ж 1400  - 
8 550  530  65  250 2500 КБ* /1 ж 1400 1915 
9 550  570  65  250 2500 КБ* /1 ж 1400 1823 
10 560  590  75  250  2500 КБ* /1 ж 1400 1768 
11 570  600  80  250  2500 КБ* /1 ж 1400 1563 
12 590  620  85  250  2500 КБ* /1 ж 1400 1569 
13 590  630  85  250  2500 КБ* /1 ж 1400  1242 
14 600  530  92  250  2500 КБ* /1 ж 1400 1200 
15 600  590  92  250  2500 КБ* /1 ж 1400 1249 
16 610  600  92  250  2500 КБ* /1 ж 1400 1164 
17 610  600  94  250  2500 КБ* /1 ж 1400 1172 
18 650  650  85  250  2500 КБ* /1 ж 1400 1169 
19 680  600  75  225  2250 КБ* /1 ж 1400 1174 
20 670  600  72  225  2250 КБ* /1 ж 1400 1090 
21 670  600  80  225  2250 КБ* /1 ж 500 1202 
22 670  640  80  225  2250 КБ* /1 ж 500 1249 
23 670  650  77  225  2250 КБ* /1 ж 500 1176 
24 670  650  77  225  2250 КБ* /1 ж 500 1244 
1 670  580  75  230 2300  1 
ж 1500 
1151 
2 690  490  65  124 2350  1 
ж 1500 
1234 
3 710  550  65  230 2300  1 
ж 1500 
1161 
4 710  570  85  210 2100  1 
ж 1500 
1207 
5 700  610  80  210 2100  1 
ж 1500 
1202 
6 700  660  80  210 2100  1 
ж 1500 
1054 
7 700  650  70  180 1800  1 
ж 1500 
1094 
8 730  670  75  175 2500  1 
ж 1500 
1057 
9 700  690  75  178 1800  1 
ж 1500 
1075 
10 700  690  80  180  2000  1 
ж 1500 
1041 
11 660  800  70 
45  500 
1 
ж 1500 
1075 
12 600  380  80  100  1000  1 
ж 1500 
1061 
13 580  380  80  100  1000  1 
ж 1500 
1121 
14 560  395  80  150  1500  1 
ж 1500 
1071 
15 530  400  85  155  1600  1 
ж 1500 
1132 
16 510  410  85  155  1600  1 
ж 1500 
1123 

 
168 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
 
17 500  400  95  155  1600  1 
ж 1500 
1380 
18 500  420  90  155  1600  1 
ж 1500 
1305 
19 490  530  85  130  1300  1 
ж 1500 
1312 
20 490  550  80  125  1250  1 
ж 1500 
1148 
21 490  530  65  125  1250  1 
ж 1500 
1448 
22 490  650  65  100  1000  1 
ж 1500 
1309 
23 470  660  65 
90  900 
1 
ж 1500 
1377 
КБ* - көмекші барабан. 
 
Жүргізілген тəжірибелі – өндірістік зерттеулердің нəтижелері: 
1.  КБҚ 2,5-40 айналмалы  барабанды    пеште 12-25 мм  класты  антрацитті 
күйдірудің принципиалды мүмкіндігі анықталды. 
2.  МЭК 1000 Ом*мм
2 
  аспайтындай    мəнді  қамтамасыз  ету  үшін,  күйдіруге 
берілетін антрацитті ұсату қажет. 
3.  МЭК-і 1000 Ом*мм
2  
аспайтын  мəнде  термоантрацитті,  жұмыс  массасының 
шығару рецуптарында жəне   кей кезде электродта қолдануға болады. 
 
 
 
ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА  
И ПОРИСТОИ СТРУКТУРЫ МОДИФИЦИРОВАННЫХ  
КОБАЛЬТОВЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ  
 
А.Т.Мусабеков  
 
Южно-Казахстанский педагогический университет 
 
Гранулометрический  состав  исходных  и  выщелоченных  сплавов  определяли 
методами содиментационного анализа и микроскопии [1]. Показано, что катализаторы 
имеют более узкое распределение частиц по размерам.  
При увеличении дисперсности сплавов удельная поверхность возрастает от 100 до 
200  м
2
/г.  Уменьшение  скорости  гидрирования  ДМЭК  с  ростом  размеров  частиц 
обусловлено внутридиффузионным торможением реакции по водороду. Возрастание и 
снижение удельной активности Co Ренея под влиянием модифицирующих добавок не 
вступающих  с  кобальтом  в  химическое  взаимодействие [2], объясняется 
деспергированием  или  агломерацией  зерен  катализаторов  и  изменением  их  пористой 
структуры. При возрастании дисперсности в 200 раз [3] удельная активность платины в 
реакции  метанирования  оксида  углерода  увеличивается  на  два  порядка,  что  связано  с 
образованием  на  малых  кристаллах  более  слабоадсорбированной  линейной  формы 
оксида углерода. 
С  помощью  оптической  микроскопии [4], изучен  гранулометрический  состав 
катализаторов.  Оказалось,  что  для  большинства  гистограмм  характерен  один 
максимум,  положение  и  величина  которого  зависит  от  режима  выщелачивания. 
Размеры  частиц  исходных  и  выщелоченных  сплавов,  а  также  катализаторов  после 
гидрогенизации  гексена-1,  фенилацетилена  и  нитробензола  измерены  на  счетчике 
частиц “Coulter” [4]. Показано,  что  в  катализаторах  из  сплава Co–50%Al имеется 
широкий выбор частиц с размерами от 3-4 до 160-200 мкм. При оценке влияния узких 
фракций  на  общую  активность  катализатора  из  промышленного Co–Al–Ti сплава 
найдено,  что  мелкие  частицы (< 63 мкм),  составляющие 20% по  массе,  дают 50% 
активности.  
Исследовано  действие  гранулометрического  состава  кобальтовых  катализаторов 
Ренея  на  кинетику  и  направление  реакций  гидрогенизации  смесей  органических 

 
169 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
соединений [5]. Показано, что гидрирование нитробензола и его смесей непредельными 
углеводородами на частицах размерами 2-3 мкм протекает в внутрикинетической, а при 
укрупнении  частиц  катализаторов  до 6-200 мкм – в  переходной  и 
внутридиффузионной.  Кроме  того,  изменение  дисперсности  катализатора  позволяет 
варьировать селективность процесса гидрирования. К аналогичному выводу пришли и 
в работе [5]. 
Таким образом, как показывают литературные данные, главной причиной влияния 
дисперсности  на  активность  является  образование  максимально  эффективной 
поверхности при определенных размерах частиц катализатора, что является критерием 
для  получения  эффективных  технических  катализаторов.  Однако  в  литературе 
недостаточно изучено влияние модифицирующих металлов на дисперсность скелетных 
кобальтовых катализаторов. 
Исследован  гранулометрический  состав  скелетных  кобальтовых  катализаторов    с 
добавками FeSiCr, FeTi, FeSiCa и FeМo  ферросплавов.  Данные  микроскопического  и 
электронно-микроскопического  исследования  гранулометрического  состава  скелетных 
кобальтовых  катализаторов  приведены  в  таблице 1. Из  табл. 1. видно,  что  характер 
распределения  частиц  по  фракциям  зависит  от  природы  и  содержания 
модифицирующих добавок в исходных кобальтовых сплавах.  
Во всех катализаторах преобладают частицы с R = 0-2 мкм, концентрация которых 
достигает 75-89%. С  ростом  количества  добавок  в  сплавах  от 3 до 9% масс. 
концентрация  частиц c R = 0-2 мкм  в  катализаторах  по  различному  уменьшается  в 
пределах 89-75% в  зависимости  от  природы  легирующих  металлов.  Кроме  того, 
модифицирующие  добавки  увеличивают  также  концентрацию  частиц  с R = 2-4 мкм. 
Результаты  оптической  микроскопии  показывают,  что  практически  все  исследуемые 
скелетные  кобальтовые  катализаторы  обогащены  на 90-99% частицами  с  R
макс
 = 1-5 
мкм. 
 
Таблица 1 - Результаты микроскопического и электронно-микроскопического исследо-
вания скелетных кобальтовых (50%Al) катализаторов с добавками ферросплавов. 
Катализатор 
Распределение частиц % по размерам R, мкм 
0-2 2-4 4-6 6-8 > 
8  T
3 
Co 
(50%Al) 
77 8 6 2 7 0,12 
Co–3-10% 
FeSiCa 
78 8 8 4 2 0,45 
Co–3-10% FeТi 
 82 12 4 1 1 0,41 
Co–3-10% FeMo  
85 
6 
5 
2 
1 
0,35 
Co–3-10% 
FeSiCr 
83 6 6 3 1 0,36 
 
Информация о распределении частиц с R
макс
 < 1 мкм может быть получена также с 
помощью электронно-микроскопического исследования. Из табл. 1. видно (последний 
столбец),  что  средне-поверхностные  размеры  (Т
3
)  частиц  промотированных 
кобальтовых  катализаторов  колеблются  в  пределах 0,35-0,45 мкм,  что  в 1,6-4,0 раза 
выше, чем у скелетного кобальта (50%Al) без добавки. 
Таким образом, результаты исследования гранулометрического состава с помощью 
оптической  микроскопии  и  электронного  микроскопа  подтверждают  обогащенность 
скелетных  кобальтовых  катализаторов  частицами  с  R
макс
 = 1 мкм  и  Т
3
 < 1, 
соответственно.  Модифицирующие  металлы  увеличивают  долю  частиц  размером 0-6 
мкм. 
В каталитических процессах решающую роль играет доля поверхности, доступная 
для реагирующих веществ. Большая удельная поверхность Co – Ренея обусловлена его 
пористостью.  Действие  раствора  щелочи  на  сплавы  приводит  к  образованию 
высокопористого катализатора. 

 
170 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
 
В  работах [6]  установлено,  что Co – Ренея  имеет  поры  цилиндрической  или 
бутылкообразной  формы  и  два  максимума  порового  распределения  в  области 
эффективных радиусов 13-6 и 20-23 Å. 
Модифицирующие  металлы  оказывают  существенное  влияние  на  пористую 
структуру скелетного кобальта. Показано, что добавки W и Ta, которые полностью или 
частично  выщелачиваются  из  сплавов  не  изменяют  пористую  структуру  кобальта 
Ренея.  Введение Mo или Re в Co–Al сплав  резко  увеличивают  общую  поверхность  и 
доли  микропор,  снижаю  средний  размер  пор,  что  объясняется  локализацией  оксида 
Mo
2
O
3
  в  порах  катализатора,  образованием  твердого  раствора  рения  в  кобальте, 
сопровождающееся уменьшением размера блоков с 50 до 30 Å. Добавки Mn /202/, Fe, Ti 
и Mo [6] увеличивают  общую  пористость  катализаторов,  уменьшая  величины 
эффективных  радиусов  пор Ti и Cu  формируют  щелевидные  поры,  а W сдвигает 
поровое  распределение  в  сторону  меньших  радиусов  и  уменьшает  общую  пористость 
скелетного  кобальта [7], что  обусловлено  присутствием  вольфрама  в  катализаторах  в 
свободном состоянии. 
Нами  изучена  пористая  структура  скелетных  кобальтовых  катализаторов  с 
добавками  ферросплавов.  Изотермы  сорбции  аргона  показывают,  что  формы 
гестерезисных 
петлей 
для 
большинства 
модифицированных 
кобальтовых 
катализаторов  характеризуются  параллельным  расположением  адсорбционных  и 
десорбционных ветвей в средней области относительных давлений и по классификации 
де Бура относятся к А–типу, что свидетельствует о преобладании цилиндрических пор. 
Максимумы  порового  распределения  не  выделяются,  но  можно  заметить,  что  они 
находятся в близкой области. 
В  таблице 2. приведены  параметры  пористой  структуры  скелетных  кобальтовых 
(50%Al) катализаторов с добавками ферросплавов.  
 
Таблица 2 - Параметры пористой структуры скелетных алюмо-кобальтовых (50%Al) 
катализаторов с добавками ферросплавов. 
Катализатор 
S
БЭТ
, 
м
2
/r 
S
КУМ
, 
м
2
/r 
БЭТ
КУМ
БЭТ
S
S
S

 
100% 
Vпор, 
см
3
/r 
Rэфф, 
Å 
Тип 
изотермы
Co (50% Al) 
105 
75 
28,5 
0,105 
30 
А 
Co – 3-10% FeSiCa 
110 
85 
22,7 
0,120 
34 
А 
Co – 3-10% FeMo 
130,5 
98 
24,9 
0,138 
36 
А 
Co – 3-10% FeТi 112,5 86 
23,5 
0,145 37 
А 
Co – 3-10% FeSiCr 
123,7 
92 
23,9 
0,148 
36 
А 
 
Из  данных  табл. 2. следует,  что  модифицирующие  ферросплавы  в  основном 
увеличивают S
БЭТ
, S
КУМ
 соответственно до 110-130,5 и 85-98 м
2
/г; объем пор – в 1,1-1,4 
раза;  эффективный  радиус  пор  R
ЭФФ
 – в 1,06-1,5 раза.  Одновременное  увеличение 
удельной  поверхности  и  объема  пор  с  относительно  высокими  эффективными 
радиусами  происходит  по-видимому  за  счет  диспергирования  кобальтовой  фазы 
катализаторов модифицирующими металлами. 
Таким 
образом, 
результаты 
исследования 
фазового, 
химического, 
гранулометрического  составов  и  структуры  кобальтовых  сплавов  и  катализаторов 
показали,  что  модифицирующие  металлы  влияют  на  соотношение CoAl
3
/Co
2
Al
3
    в 
сплавах, дробят кристаллы, увеличивают размеры частиц катализаторов, их удельную 
поверхность и объем пор больших размеров и одновременно увеличивают долю микро 
и  супермикропор.  Исследуемые  легирующие  металлы  практически  не  растворяются  в 
щелочи и находятся в катализаторе в растворенных состояниях. 
 
 

 
171 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
Литература 
1.  Сафронов  В
М  Усенов  БЖ  Фасман  АБ  Нищенкова  ЛГ  О  роли 
модифицирующих добавок в никелевых катализаторах Ренея
 // Каталитические и 
адсорбционные свойства металлов VIII - группы
 Алма-Ата Наука 1980 с44-49 
2.  Слинкин  А
АО  некоторых  проблемах  в  области  исследования  нанесенных 
механических катализаторах
// Успехи химии 1980 т19 №5с177-188 
3.  Schmeiber H
 Neue entwicklungen zur bildanalytischen partikelgrob-tanalyse in mikron 
und submikron-bereish
 // Ing Technik1977 v49 №10р807-811 
4.  Чернявский К
С Методические возможности количественного микроскопического 
анализа порошков
//Завлаб1978и44№9с1098-2004 
5.   Кедельбаев Б
Ш Аширов АН Тажиметова АЖ Курбанбеков КТ Исследование 
поверхностных  свойсств  катализаторов  восстановления  углеводов
 //Наука  и 
образование ЮК
 Шымкент 1998 9(10) с5-7 
5.  Кедельбаев  Б
ШИмнкулов  НН  Куатбеков  АМ  Исмаилов  ТМ // Химия    
природных соединений
 №2 2000 170с 
6.  Есенбекова  Г.Л.  Кедельбаев  Б.Ш.  Сейтжанов  С.В.  Тортбаева  Д.Р.  Фазовое 
строение сплавов системы алюминий-никель-железо в интервале температур 1150-
1000
0
С  Респуб.науч.журнал  “Наука  и  образование  Южного  Казахстана”.-
Шымкент, 2005, № 7, .с. 31-34. 
 
 
 
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ФОСФОРИТНОГО АГЛОМЕРАТА  
ЗА СЧЕТ ВВЕДЕНИЕ ФЛЮСУЮЩИХ NI-CO СОДЕРЖАЩИХ ДОБАВОК 
 
Б.Н.Акбердиева,  К.Т.Жантасов 
 
Южно-Казахстанский государственный университет им.М.Ауезова 
 
В своем Послании народу Казахстана Президент Н.А. Назарбаев 19 марта 2004 г. 
отметил, что для достижения конкурентноспособной экономики одним из основных ее 
направлений  развития  должна  стать  реализация  Стратегии  индустриально-
инновационного  развития.  К  одному  из  приоритетных  направлений  индустриально-
инновационного  развития  можно  отнести  фосфорную  подотрасль  экономики  нашей 
республики.  При  этом  делается  ставка  на  создание  и  развитие  производств, 
ориентированных на экспорт конечных продуктов, к которым можно отнести и желтый 
фосфор, а также на максимальное приближение прикладной науки к производству.     
Современная  фосфорная  и  фосфорно-туковая  промышленность  испытывает 
дефицит  в  качественном  минеральном  сырье  и  топливно-энергетических  ресурсах. 
Снижение в фосфатном сырье Р
2
О
5 
и частые колебания его состава, в зависимости от 
месторождений,  приводит  к  перерасходу  материальных  и  энергетических  затрат  и 
другим  издержкам,  вызывающим  нарушение  экологической  обстановки  окружающей 
среды  и  снижение  технико-экономических  показателей  производства,  что  требует 
кардинальных решений этих вопросов.   
Фосфор  имеет  большое  значение  для  жизнедеятельности  человека,  так  как  без 
фосфорорганических  соединений  не  мог  бы  идти  процесс  обмена  углеводов  в  тканях 
мозга. Кроме того, он необходим как удобрение для почвы, как кормовая добавка для 
животных,  как  фосфорорганические  инсектициды  для  борьбы  с  сельско-
хозяйственными  вредителями.  В  отвалах  фосфорных  заводов  Республики  Казахстан 
было  накоплено  около 5,5 млн.  тонн  фосфоритной  мелочи,  достаточной  для 

 
172 
«Инновационное развитие и востребованность науки в современном Казахстане»
 
производства более 400 тысяч тонн желтого фосфора и не уступающей товарной руде 
по содержанию Р
2
О
5
.  
Для  утилизации  мелочи  фосфоритов  класса 0-10 мм,  находящейся  в  отвалах 
горно-рудной  промышленности,  имеющей  огромное  народно-хозяйственное  значение 
как  с  экономической,  так  и  с  экологической  точек  зрения,  на  юге  Казахстана  были 
освоены  производственные  мощности  процесса  агломерации  этой  мелочи,  получению 
желтого  фосфора,  фосфорной  кислоты  и  технических  солей  на  Ново-Джамбулском 
фосфорном заводе (ныне ЖФ ТОО «Казфосфат» (НДФЗ)).         
В  то  же  время  опыт  работы  предприятия  показал,  что  процесс  производства 
агломерата  характеризуется  низким  выходом  годного  продукта  и  образованием  около 
50 % мелочи возврата, требующего дополнительные топливно-энергетические затраты 
на ее повторное оплавление.   
Низкий  выход  на  Ново-Жамбылском  фосфорном  заводе  готовой  продукции  в 
агломерационном  цехе  определяется  прежде  всего  недостаточной  прочностью 
агломерата,  что  ухудшает  технико-экономические  показатели  его  производства  и 
требует  решений  по  повышению  выхода  годного  агломерата  с  одновременным 
снижением топливно-энергетических ресурсов 
Производство  желтого  фосфора  связано  со  значительным    удельным  расходом 
фосфатного  сырья  и  электроэнергии.  Поэтому  для  отрасли  особенно  актуально 
радикальное  улучшение  использования  природных  ресурсов,  сырья,  материалов, 
топлива  и  энергии  на  всех  стадиях — добычи,  комплексной  переработки  сырья, 
выпуска и использования конечной продукции. 
Месторождения  фосфоритов  Каратау  характеризуются  сложным  строением, 
значительной  протяженностью  и  мощностью  продуктивных  пластов,  запасы  руд  в 
которых составляют более 1260 млн.т. Основной показатель, определяющий ценность 
фосфоритов,  это  содержание  Р
2
О
5
.  По  химическому  составу  в  недрах  основных 
месторождений содержание Р
2
О
5  
превышает 24%, но за счет разубоживания в процессе 
добычи содержание Р
2
О
5 
в товарной руде снижается до 22-23 %. Снижение Р
2
О
5 
 в руде 
приводит к повышению удельного расхода электроэнергии. Так по данным фирмы ТVА 
(США),  уменьшение  содержания  Р
2
О
5
  в  шихте  на 1%, в  процессе  возгонки  фосфора 
приводит к повышению расхода электроэнергии на 2,5%.   
Принципиально  важно  в  фосфоритной  руде  отношение  диоксида  кремния  к  оксиду 
кальция,  называемое  «модулем  кислотности»,  так  как  соединения  этих  оксидов 
определённого  эвтектического  содержания  составляют  минимальные  температуры 
плавления.  Загружаемая  в  печь  шихта  должна  иметь  «модуль  кислотности», 
обеспечивающий плавление и сход материала в ванне печи при температуре возгонки 
фосфора 1623 - 1770К. При недостатке оксида кремния в шихту добавляют флюсующие 
кремнистые добавки, что естественно снижает содержание Р
2
О
5 
в шихте. Находящийся 
в  фосфоритах  глинезем  положительно  влияет  на  восстановление  апатита  в  сторону 
образования фосфора, но в меньшей степени, чем кремнезем.  
Для  разложения  присутствующих  в  фосфоритах  карбонатов  кальция  и  магния 
требуется добавочное количество энергии, а образующийся при этом диоксид углерода 
взаимодействует с углеродом кокса шихты, увеличивая его удельный расход. При этом, 
за  счет  разрушения  фосфоритов,  уменьшается  прочность  руды  и  образуется  мелочь, 
которая ухудшает газопроницаемость слоя шихты в руднотермической печи. 
Особые требования предьявляются к грансоставу компонентов шихты. Учитывая 
практику работы фосфорных производств можно сформулировать ряд соображений по 
обоснованию  необходимого  грансостава  фосфорита  перед  электровозгонкой  фосфора. 
Размер  кусков  должен  обеспечить  беспрепятственный  и  равномерный  выход 
выделяющихся  из  ванны  печи  газов  при  незначительном  гидравлическом 
сопротивлении. За время схода шихты в печи, до поступления непосредственно в зону 

 
173 

жүктеу/скачать 5,59 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: