Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка технологии и комплекса универсального модульного оборудования для переработки металлосодержащих отходов с выделением товарных металлов

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Продолжительность работ
2007 - 2009, 27 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Внебюджетные средства
102 млн

Снижение потерь металлов с металлосодержащими отходами, сокращение площадей, занятых хранилищами для металлосодержащих отходов, сокращение энергозатрат на производство дополнительного количества металлов, вовлечение в комплексное использование отходов металлургических производств, освобожденных от металлофазы.

Соисполнители

Этапы проекта

1
08.08.2007 - 31.10.2007
Целью 1 этапа проекта является проведение анализа научно-технической и патентной литературы, нормативно-технической документации по процессам и оборудованию переработки металлосодержащих отходов с выделением товарных металлов. При этом были использованы разработанные предприятием «Механобр-техника» процессы, макеты и привязанные к ним технологии. В работе определены основные направления извлечения металла из отвальных шлаков доменного, сталеплавильного и ферросплавного производств. Показано, что предварительная жидкофазная обработка отвальных шлаков позволяет дополнительно извлечь от 6 до 10% металла в виде металлофазы, как за счет более полного разделения металла от шлака, так и довосстановления присутствующих в шлаке оксидов, термодинамическая прочность которых ниже, чем у оксидов железа. На основании проведенных исследований термодинамических характеристик и энергетических параметров процессов определены и рассчитаны технологические показатели и размерные параметры комплексов; одновременно разработаны методики проведения экспериментальных исследований, позволяющие достаточно точно рекомендовать оптимальные температурные режимы обработки шлаковых расплавов. Выполнены эскизы макетных установок комплексов и подготовлена конструкторская документация этих установок. Изготовлены и испытаны макеты на промышленных образцах.
Развернуть
2
01.11.2007 - 31.12.2007
Разработана техническая документация стенда для исследования комплекса механических, физико-химических и металлургических свойств шлаков и других отходов. Изготовлен стенд для исследования комплекса механических, физико-химических и металлургических свойств шлаков и других отходов. Проведены экспериментальные исследования процессов переработки металлосодержащих отходов.
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.06.2008
Проведен комплекс исследований физико-химических, механических и металлургических свойств модельных шлаковых систем.
Исследованы вязкость и температуры плавления шлаков системы CaO-SiO2-Al2O3, показана возможность резкого снижения температуры плавления и вязкости шлаков, начиная с 2% добавок фтористых соединений – CaF2 и Na3AlF6. Выявлено различное влияние добавок флюорита и криолита.
Исследованы вязкостные и плавкостные свойства шлаков с минимальными добавками фторидов с целью исключения вредных выделений. Показано, что повышение основности шлаков снижает вязкость при снижении выбросов вредных компонентов.
Определены зависимости вязкости шлаков с различным соотношением CaF2/Na2O от содержания Al2O3.
Проведены исследования межфазного взаимодействия сплавов со шлаками, поверхностного натяжения расплавов и температур плавления.
Установлено, что межфазное натяжение металл-шлак сильнее всего снижают оксиды с малой энергией связи Ме-О и хорошо растворимые в металле.
Установлено, что поверхностная энергия оксидного расплава, содержащего оксиды металлов переменной валентности, изменяется в зависимости от окислительно-восстановительных свойств атмосферы.
На основании результатов проведенных исследований определены основные технологические подходы переработки металлосодержащих отходов. Кроме операций механической обработки, должны применяться плавильные операции, позволяющие не только выделять металловключения, но и восстанавливать металл из оксидной фазы.
Проведены маркетинговые исследования, выполнена вариантная оценка коммерческой привлекательности предлагаемых технологий и установок с их применением, проведено сравнение с наиболее эффективными действующими аналогами. Показано, что срок окупаемости предлагаемых технологий составляет, в основном, от трех до пяти лет, что, как минимум, на 1 – 2 года меньше, чем у наиболее эффективных аналогов.
На основании проведенных исследований разработан бизнес-план.
В продолжение цикла работ по созданию комплексов оборудования для переработки металлосодержащих отходов разработаны эскизные проекты блок-модулей комплексов оборудования.
Проведены исследования технологических процессов извлечения металлов из шлаков и других отходов. Определены условия максимального извлечения металлов и основные факторы, влияющие на процесс.
Развернуть
4
01.07.2008 - 31.12.2008
Изготовлены составляющие блок-модулей комплексов.
Проведены испытания образцов оборудования, составляющих блок-модулей комплексов для переработки металлургических шлаков. Испытания проводились в соответствии с разработанными программами и методиками испытаний на специально подготовленных пробах сталеплавильного, медного и никелевого шлаков.
Разработаны технологические регламенты, включающие расчет технологических показателей и выбор основного оборудования, принципиальные схемы и описания технологических процессов по трем вариантам комплексов оборудования для переработки металлургических шлаков.
Результаты испытаний показали соответствие составляющих блок-модулей комплексов оборудования заявленным техническим характеристикам. Полученные в результате испытаний технологические показатели удовлетворяют требованиям технологических регламентов.
На основании проведенных испытаний составлен перечень эксплуатационных характеристик составляющих блок-модулей комплексов оборудования.
Развернуть
5
01.01.2009 - 30.06.2009
Изготовлены сборные единицы оборудования, закуплены комплектующие и проведен монтаж комплексов в условиях опытных производств. Изготовлены опытные образцы комплексов. Проведен монтаж опытных образцов комплексов. Отработаны технологические параметры процессов переработки отходов, определены оптимальные технологические параметры в условиях предварительных испытаний. Проведены предварительные испытания опытных образцов комплексов оборудования по переработке металлосодержащих отходов. Поданы 2 заявки на патентование. Наработаны и испытаны у потребителей опытные партии металлов, полученных из отходов.
Развернуть
6
01.07.2009 - 30.11.2009
Выявлены и внесены необходимые коррективы в конструкцию оборудования комплексов и технологических параметров. Откорректирована конструкторская документация. Скорректированы промышленные регламенты технологических процессов переработки отходов с выделением товарных металлов. Разработаны программы и методики приемочных испытаний. Проведены приемочные испытания опытных образцов комплексов. Проведена организация промышленного производства комплексов оборудования для переработки металлосодержащих отходов. Подготовлены исходные данные для сертификации продукции. Актуализированы бизнес-планы. Осваивается производство, выполнены маркетинговые работы на внешнем и внутреннем рынках.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

2.5 Осуществление комплексных проектов, в том числе разработка конкурентоспособных технологий, предназначенных для последующей коммерциализации в области рационального природопользования
Тема
Разработка технологии и комплекса универсального модульного оборудования для переработки металлосодержащих отходов с выделением товарных металлов.
Продолжительность работ
2007 - 2009, 27 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
5
Тема
«Разработка технологии комплексной переработки крупномасштабных отходов производства минеральных удобрений с получением товарных продуктов многофункционального назначения».
Продолжительность работ
2011 - 2013, 31 мес.
Бюджетные средства
140 млн
Количество заявок
2
Тема
Создание и опытно-промышленные испытания гидрометаллургической технологии по переработке техногенных образований при электрометаллургическом производстве цветных металлов.
Продолжительность работ
2009 - 2011, 25 мес.
Бюджетные средства
75 млн
Количество заявок
2
Тема
Инновационные технологии утилизации техногенных отходов горно-обогатительного и металлургического производств для получения новых товарных продуктов.
Продолжительность работ
2013, 6 мес.
Бюджетные средства
40 млн
Количество заявок
38
Тема
Разработка способа и экспериментального образца устройства для утилизации отходов горных и обогатительных предприятий с получением новых востребованных товарных продуктов
Продолжительность работ
2014 - 2016, 27 мес.
Бюджетные средства
225 млн
Количество заявок
28