Филиал Уральского федерального университета им. первого Президента России Б. Н. Ельцина (УрФУ), г. Краснотурьинск
М. В. Белоусов, ст. преп. каф. металлургии алюминия
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, г. Санкт-Петербург
И. В. Буторина, проф. каф. технологии и исследования материалов, e-mail: butorina_irina@mail.ru
УрФУ, г. Екатеринбург
Д. Ф. Ракипов, доцент каф. металлургии легких металлов
Производство магния, как и многие другие отрасли цветной металлургии, является экологически опасным: процессы происходят с образованием значительных объемов отходов, в том числе токсичных. Выход отходов, их разновидность и степень опасности определяются применяемой технологией производства магния. Существуют два принципиально отличающихся промышленных способа производства: электролитический и силикотермический. Авторы предлагают проект организации магниевого завода в Свердловской обл. с применением силикотермической технологии получения магния из доломита по способу Пиджена. В статье приведены результаты сравнения экологических показателей этих двух способов получения магния с целью определения наиболее эффективного способа, обеспечивающего наименьшую нагрузку на окружающую среду. Процесс электролиза заключается в восстановлении магния постоянным электрическим током на стальном катоде и выделении хлора на графитовом аноде из хлоридного солевого расплава при температуре 680–700 оС. Силикотермический процесс основан на восстановлении магния из его оксида кремнием при температуре 1200 оС. Предлагаемая технология близка к способу Пиджена, но имеет ряд отличительных особенностей, благодаря которым уменьшается расход потребляемой энергии и снижается количество выбросов парниковых газов в окружающую среду до 15 кг/кг Mg. Такой результат достигается за счет использования тепловой энергии отходящих газов печи восстановления магния, которые направляют в печи обжига доломита и плавки магниевого конденсата. Использование отходящих газов по предлагаемой схеме позволило уменьшить общий расход природного газа на 46–48 % для создания необходимого теплового режима на двух переделах: при обжиге доломита и при плавке магниевого конденсата. В работе приведены данные об экологических показателях производства магния (удельные энергозатраты, водопотребление, выбросы и образование отходов) по элекролитической и предлагаемой технологиям, сравнение которых показывает, что силикотермическая технология производства магния имеет лучшие экологические показатели. При использовании данного способа полностью отсутствуют выбросы хлора, выбросы и сбросы данного производства не требуют высокотехнологичной очистки, а отходы — хранения и дорогостоящей переработки.
1. Щеголев В. И., Лебедев О. А. Электролитическое получение магния. — М. : ИД «Руда и Металлы», 2002. — 366 с.
2. Лебедев В. А., Седых В. И. Металлургия магния. — Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2010. — 174 с.
3. Selivanov E. N., Belousov M. V., Rakipov D. F. Developing silicothermal technology of magnesium production in Sverdlovsk region // The collection of works 69th Annual World Magnesium Conference IMA. — San Francisco, 2012. P. 99–101.
4. Белоусов М. В., Ракипов Д. Ф. Производство магния из карбонатного сырья Свердловской области // Казанская наука. 2010. № 8, вып. 1. С. 68–71.
5. Стефанюк С. Л. Металлургия магния и других легких металлов. — М. : Металлургия, 1985. — 200 с.
6. Бернадинер М. Н. Диоксины в пирометаллургических процессах и методы их обезвреживания // Электрометаллургия. 2000. № 1.
7. Bramley M. J. Dioxin and Hexachlorobenzene Releases from Magnesium Production in North America: Lessons from Noranda’s Magnola Project in Asbestos, Quebec. — Toronto : Greenpeace Canada, 1998.
8. Zuliani D. J. Developments in the Zuliani Process for Gossan Resources Magnesium Project // The collection of works 69th Annual World Magnesium Conference IMA. — San Francisco, 2012. P. 113–123.
9. The ten year strategic outlook for the global magnesium market. — London : Clark and Marron, 2009. — 190 c.
10. Ehrenberger S. J., Schmid S. A., Shaobo Song, Friedrich H. E. Status and potentials of magnesium production in China: Life cycle analysis focussing on CO2eq emissions // Proceedings of the 65th Annual World Magnesium Conference [Электронный ресурс]. — Режим доступа : http://elib.dlr.de/54721/1/IMA-Paper_DLR-Ehrenberger-Schmid_Mg-production-in-China_LCA-CO2eq-emissions_080317.pdf