Экологические проблемы установки замедленного коксования (УЗК) в необогреваемых камерах при получении углеродистых восстановителей для цветной металлургии

пературы и продолжительности процесса. В свою очередь, повышение температуры и продолжительности ведет к увеличению разрушения и потере с кеками насыщенного золотом угля.

4. Показано, что достаточная концентрация хлорида натрия для выщелачивания золота составляет 5 г/л. Увеличение концентрации растворителя ведет к некоторому снижению извлечения золота и серебра на уголь.

5. Установлено, что загрузка активированного угля

должна быть не менее 60 г на один килограмм золотосодержащего концентрата. Снижение количества активированного угля в процессе автоклавно-сорбционного окисления (АСО) ведет к уменьшению извлечения золота и серебра.

6. Показана перспективность процесса автоклав-но-сорбционного окисления. Направлением дальнейших исследований является поиск оптимального сорбента, устойчивого в условиях АСО.

Статья поступила 17.11.2014 г.

Библиографический список

1. Лодейщиков В.В. Технология извлечения золота и серебра из упорных руд. В 2 т. Иркутск: ОАО «Иргиредмет», 1999. Т.1, 342 с.; т. 2, 452 с.

2. Лодейщиков В.В. Переработка упорного золотосодержащего сырья по технологии: автоклавное окисление - цианирование // Отчет о НИР. Иркутск: Иргиредмет, 2007.

3. Набойченко С.С., Шнеерсон Я.М. и др. Автоклавная гидрометаллургия цветных металлов. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2009. Т. 2. 612 с.

4. Thomas K.G. Pressure oxidation overview // Advances in gold ore processing. Edited by M.D. Adams, 2005. Chapter 15. P. 346-369.

5. Chris A. Fleming (senior metallurgical consultant SGS).

PlatsolTM process provides a viable alternative to smaelting, SGS Mineral Services // Tehnical Paper. 2002.01. 5 p.

6. Патент 2007/143807 WO, МКИ С 22 В 3/04. Recycling of solids in oxidative pressure leaching of metals using halide ions / C.A. Fleming. of Vancouver. № 000842. Заявл. 11.05.2007; Опубл. 21.12.2007, НКИ 60/800,044.

7. Котляр Ю.А. и др. Металлургия благородных металлов: учебник. В 2 кн. М.: ИД «Руда и Металлы», 2005. Кн. 2. С. 61 -64.

8. Патент №017438. Способ переработки сырья, содержащего благородные металлы и сульфиды // Богородский А.В., Емельянов Ю.Е., Баликов С.В. Заявл. 02.09.2009; Опубл. 28.12.2012.

УДК 665.777.5

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ УСТАНОВКИ ЗАМЕДЛЕННОГО КОКСОВАНИЯ (УЗК) В НЕОБОГРЕВАЕМЫХ КАМЕРАХ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ УГЛЕРОДИСТЫХ ВОССТАНОВИТЕЛЕЙ ДЛЯ ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ.

1 9

© О.И. Дошлов1, К.Е. Матренинский2

Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Описаны все возможные экологические риски при постоянной промышленной эксплуатации установок замедленного коксования, представляющие собой потенциальную опасность вследствие высокой вероятности контакта работающих с сырьевыми материалами, коксопыльными продуктами и вспомогательными реагентами в процессе производства. Ил. 4. Табл. 2. Библиогр. 6 назв.

Ключевые слова: нефтяной кокс; тяжелая смола пиролиза; установка замедленного коксования; УЗК; цветная металлургия; реакционная способность; удельная поверхность.

ENVIRONMENTAL PROBLEMS OF DELAYED COKING UNITS IN UNHEATED CHAMBERS UNDER PRODUCTION OF CARBONACEOUS REDUCING AGENTS FOR NONFERROUS METALLURGY O.I. Doshlov, K.E. Matreninskiy

Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.

The paper describes all possible environmental risks of permanent commercial operation of delayed coking units. The last are potentially hazardous since there is a high risk for workers to get in contact with raw materials, coke-dust products and auxiliary reagents in the production process. 4 figures. 2 tables. 6 sources.

Key words: petroleum coke; heavy resin of pyrolysis; delayed coking unit (DCU); non-ferrous industry; reactivity; specific surface.

1Дошлов Олег Иванович, кандидат химических наук, профессор кафедры химической технологии, тел.: 89027659074, e-mail: doshlov125@mail.ru

Doshlov Oleg, Candidate of Chemistry, Professor of the Department of Chemical Technology, tel.: 89027659074, e-mail: doshlov125@mail.ru

2Матренинский Константин Евгеньевич, студент, тел.: 89526236262, e-mail: kostya.mat.2912@mail.ru Matreninsky Konstantin, Student, tel.: 89526236262, e-mail: kostya.mat.2912@mail.ru

Впервые в практике нефтеперерабатывающей промышленности России в промышленных масштабах получен новый нефтяной кокс специального назначения - высокореакционный нефтяной кокс (ВРНК) для использования в цветной металлургии при производстве кристаллического кремния. Этот нефтяной кокс обладает преимуществами над всеми применяющимися до сих пор восстановителями по следующим физико-химическим параметрам:

- низкое содержание золы (до 0,1%) и ее благоприятный химический состав; оптимальный гранулометрический состав: фракции 3-5 мм; 3-8 мм; 8-25 мм; слабая склонность к образованию упорядоченной графитной структуры;

- достаточная механическая прочность, максимально исключающая содержание мелких фракций (0-3 мм);

- низкая плотность, обеспечивающая наилучшее разрыхление колошникового слоя шихты;

- высокая реакционная способность по отношению к газообразному оксиду кремния;

- хорошая термостойкость, проявляющаяся в устойчивости к раздавливанию и истиранию в условиях высоких температур колошника печи;

- постоянство химического состава;

- хорошая газопроницаемость, способствующая равномерному выделению газов на колошнике печи.

В табл. 1 представлены основные характеристики нефтяного кокса Ангарского НПЗ по ТУ 0258-33005742746-2007.

По результатам исследований не отмечено влияние процентного содержания серы на активность нефтяных коксов. На основании проведенных исследований сформулированы требования к нефтяному коксу для производства кремния:

Выход летучих веществ - не более 9%.

Массовая доля серы - не более 1,5%.

Крупность - не менее 2-3 мм.

Содержание золы - 0,1%.

Содержание железа в золе - не более 12%.

При производстве ВРНК впервые в качестве «благородных» компонентов использовалась тяжелая смола пиролиза и крекинг-остаток. Как видно из приведенной схемы (рис. 1), ВРНК может быть получен:

- путем рассева нефтекоксовой мелочи с получением промышленных партий фракций 3-5 мм, 3-8 мм и 8-25 мм (Патент РФ № 2173486);

- путем брикетирования нефтекоксовой мелочи фракции 0-3 мм с техническим гидролизным лигнином в качестве связующего.

Разработана принципиально новая схема рассева влажного нефтекокса с использованием грохотов-мультивибраторов с резиновыми эластичными ситовыми панелями.

Изучение работы установки УЗК ОАО «АНХК» показало, что основными источниками загрязнения воздуха являются: блок трубчатых печей, блок теплообменников, блок коксовых камер, блок насосных, блок ректификации и стабилизации и блок места перегрузки нефтяного кокса с конвейера на конвейер, отделение грохочения, бункеры выгрузки нефтяного кокса из силосов, линия погрузки нефтяного кокса в нагоны, узел дробления нефтяного кокса, транспортировки и складирования кокса (рис. 2).

Один их компонентов восстановительной смеси, применяемой для выплавки кремния, - нефтяной кокс, обладающий высоким содержанием твердого углерода, достаточной механической прочностью, низким содержанием золы и летучих веществ.

Рис.1. Производство углеродистых восстановителей из высокореакционного нефтяного кокса

Таблица 1

Характеристики нефтяного кокса Ангарского НПЗ по ТУ 0258-330-05742746-2007

Нефтяной кокс Фракционный состав, мм Массовая доля, % Массовая доля, %

о CN V оо V Влага Зола Летучие Сера со о ф LL со о п < о го О CN О i— со о CN о о MnO

Суммарный нефтяной кокс НПЗ АНХК Вход 46 5,8 0,1 9,1 1,5 13 8,2 3,7 0,2 0 15 0,1

Рис. 2. Технологическая схема установки замедленного коксования в необогреваемых камерах НПЗ ОАО «АНХК»

Основным недостатком нефтяного кокса является низкая удельная поверхность (2-4 мм2/г), слабая реакционная способность и склонность к графитизации при высоких температурах. Поэтому большой интерес представляют исследования, направленные на улучшение металлургической ценности нефтяного кокса, повышение его удельной поверхности и реакционной способности, увеличение механической прочности.

Для оценки влияния углеродистых восстановителей на работу рудотермической печи необходимо знать удельное электросопротивление (УЭС) при температурах 400-1800°С. Для определения УЭС использовали методику расчета, принятую в Институте металлургии Уральского отделения РАН РФ и позволяющую измерять удельное сопротивление в указанном диапазоне температур.

Состав и свойства различных видов углеродистых восстановителей

Таблица 2

Восстановители Влага, % Зола, % Поры, % Удельное электросопротивление, Ом*см Реакционная способность, Мл/г*см Механическая прочность

Древесный уголь 6,0 1,2 19,0 106 9,8 17,0

Нефтяной кокс 3,1 0,16 3,6 103 0,42 20,4

Высокореакционный нефтяной кокс 5,6 0,18 8,2 103 1,06 26,8

Температура, °С

Рис. 3. Зависимость удельного сопротивления углеродных материалов от температуры: 1 - древесный уголь; 2 - нефтяной кокс; 3 - высокореакционный нефтяной кокс

В отделении грохочения пыль образуется в местах загрузки и внутри суммарного нефтекокса, в местах перегрузки рассеиваемого материала с одного конвейера на другой. Для уменьшения вредных выбросов в атмосферу с блока трубчатых печей дымо-

вые газы направляются на факел (рис. 4), т.е. происходит дожигание газов. Для предотвращения частого сброса на факел установочное давление предохранительных клапанов принимается на 15-20% выше рабочего технологического давления.

Рис. 4. Основные выбросы вредных веществ в атмосферу установкой замедленного коксования

ОАО «АНХК»

Схемы факельных хозяйств должны обеспечивать возврат газов в переработку, сокращение доли сжигаемых на факеле продуктов. Для улучшения условия эксплуатации факельных стволов должно применяться бездымное сжигание газа, а также система автоматизированного зажигания факела.

На основании новейших результатов исследований нами определены направления борьбы с загрязнением атмосферы вредными выбросами на УЗК ОАО «АНХК» и связанных факельных стволах.

Для того чтобы выдержать нормы запыленности, все эти места герметизируются и дополнительно оснащаются насосами, отсасывающими запыленный воздух, который потом, после пылеочистки, по трубопроводам выбрасывается в атмосферу. В укрытиях создается давление, что исключает проникновение пыльного воздуха через неплотности.

По степени воздействия на организм нефтекоксо-вая пыль относится к четвертому классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76. Предельно допустимая концентрация нефтекоксовой пыли в воздухе рабочей зоны равна 6 мг/м3.

Коксовое производство относится к отраслям промышленности, представляющим собой потенциальную опасность вследствие высокой вероятности контакта работающих с сырьевыми материалами, кок-сопыльными продуктами и вспомогательными реагентами в процессе труда.

Большинство материалов, реагентов, используемых на установке, обладает теми или иными характеристиками и свойствами, отрицательно воздействующими на организм человека в самых разнообразных проявлениях.

Таким образом, были разработаны:

1. Технические условия «Углеродистый восстановитель для цветной металлургии на основе суммарного нефтяного кокса (УВ)» ТУ 0258-409-05742746-2007, которые внедрены в производство на установке УЗК ОАО «АНХК» и на ЗАО «Кремний», г. Шелехов.

2. Паспорт безопасности углеродистого восстановителя для цветной металлургии на основе суммарного нефтяного кокса.

Статья поступила 30.09.2014 г.

1. Походенко Н.Т., Брондз Б.И. Получение и обработка нефтяного кокса. М.: Химия, 1986. 312 с.

2. Лебедева И.П., Дошлов О.И. Снижение экологической нагрузки алюминиевого производства путем подбора пеко-коксовых композиций // Вестник ИрГТУ. 2010. Вып. 6 (46). С. 191-195.

3. Вредные вещества в промышленности: справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е, перераб. и доп. Т. I, II, III: Органические вещества / под ред. Н.В. Лазарева и

3.Н. Левиной. Л.: Химия, 1976. 592 с.

4. Справочник нефтепереработчика / под ред. Г.А. Ластов-

ский список

кина, Е.Д. Радченко и М.Г. Рудина. Л.: Химия, 1986. 648 с.

5. Пуск и эксплуатация установки 21-10/3М: отчет по установке замедленного коксования в необогреваемых камерах. Иркутск, 2004. 135 с.

6. Дошлов О.И., Дошлов И.О., Крылова М.Н. Новый углеродистый восстановитель для выплавки химически чистого кремния на основе высокореакционного нефтяного кокса // Новые технологии газовой нефтяной промышленности, энергетики и связи: мат. XX междунар. конгресса. М., 2012. 220 с.

УДК 547.541.1+547.412.12

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ГИДРИРОВАНИЕ С ПЕРЕНОСОМ ВОДОРОДА НА КОЛЛОИДНЫХ НАНОЧАСТИЦАХ РОДИЯ

1 9

© Л.О. Ниндакова1, Н.М. Бадырова2

Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Гидрирование ацетофенона (АФ) с переносом водорода от 2-пропанола изучено на коллоидных системах, полученных восстановлением комплексов родия в присутствии оптически активных стабилизаторов: диаминовых ли-гандов, четвертичной соли (-)-Ж^4-дибензилен-2,3-дигидрокси-Ж,Ж,Ж^4-тетраметилбутан-1,4-диаммоний дихлорида и (-)-цинхонидина. Отношение - модификатор^, концентрации субстрата и катализатора - влияет на избыток энантиомера (иэ) в продуктах реакции. Ил. 4. Табл. 3. Библиогр. 23 назв.

Ключевые слова: гидрирование с переносом водорода; наночастицы родия; энантиоселективность.

1Ниндакова Лидия Очировна, доктор химических наук, профессор кафедры квантовой физики и нанотехнологий, тел.: (3952) 405691, e-mail: nindakova@istu.edu

Nindakova Lidiya, Doctor of Chemistry, Professor of the Department of Quantum Physics and Nanotechnology, tel.: (3952) 405691, e-mail: nindakova@istu.edu

2Бадырова Наталия Моисеевна, аспирант, тел.: (3952) 405691, e-mail: mrk2@mail.ru

Badyrova Natalia, Postgraduate, tel.: (3952) 405691, e-mail: mrk2@mail.ru