Главная \ О компании "Ломцвет" \ Статьи ломцвет \ Переработка шлаков \ Проект реактора переработка шлаков

Проект создания промышленного реактора для переработки бедных отвальных алюминиевых шлаков

Предложение о сотрудничестве
Проект создания промышленного реактора для переработки бедных отвальных алюминиевых шлаков.

Предлагается реализовать способ переработки бедных алюминиевых шлаков и шлама газоочистки заводов первичного и вторичного алюминия путем их дожигания с использованием остаточного алюминия. Способ опробован на промышленных роторных печах емкостью до 10 тонн и реализован на лабораторном реакторе. Эффективность способа подтверждена патентом РФ.
Продуктами переработки являются обессоленное сырье для производства цемента и жаростойких материалов, флюс для плавки алюминия и концентрат, содержащий до 50% сверхчистого алюминия. Чистая прибыль от переработки тонны обедненного алюминиевого шлака составляет 100 евро вместо необходимости платить 65 долларов для его утилизации.
Предлагается реализовать способ в промышленных масштабах путем изготовления опытно-промышленного реактора с производительностью 3-5 тысяч тонн в год с последующей разработкой более производительного промышленного реактора и продажи его конструкторской документации или готовых реакторов предприятиям алюминиевой промышленности РФ, а после патентования способа за рубежом, предприятиям зарубежных стран. Возможно так же создание отдельного производства по переработке бедных шлаков и шламов газоочистки европейской части России с ожидаемой прибылью 25 миллионов евро в год.


Проект создания промышленного реактора для переработки бедных отвальных алюминиевых шлаков

 

Введение

Процесс получения алюминия, как первичного из глинозема, так и вторичного из алюминиевых отходов, является многостадийным. В результате первого передела извлекается основная часть металла и образуется богатый алюминием шлак. Металл из этого шлака наиболее полно выделяют путем плавки на роторных наклонных печах. В результате второго передела получают товарный металл и отвальный шлак, содержащий лишь остатки алюминия, не поддающиеся извлечению металлургическими методами. Отвальный шлак содержит оксиды алюминия, которые могли бы служить сырьем для огнеупорных материалов и цемента. Однако этому препятствует присутствие большого количества соли и дисперсного металлического алюминия. За не многим исключением, он идет на захоронение как токсичный отход 3-й или 4-й группы токсичности. Официальная плата за захоронение такого отхода в РФ составляет 65$, в Европе – 250 евро. В некоторых странах их захоронение запрещено.

Суть предлагаемой технологии «третьего передела» состоит в дожигании отвального шлака в специальном реакторе с использованием в качестве топлива остатков металлического алюминия. В результате дожигания весь металлический алюминий окисляется, а соли испаряются и улавливаются рукавными или электрофильтрами. Результатом «третьего передела» является смесь оксидов, которую можно использовать в цементной промышленности и при производстве огнеупоров, и соли, которые возвращаются в металлургическое производство в качестве флюса. Третьим, и самым ценным продуктом является концентрат, содержащий 50% металлического алюминия и 50% его оксида. Он образуется за зоной горения в результате сложных химических реакций. При температуре горения шлака алюминий становится одновалентным. Оксиды одновалентного алюминия летучи и испаряются из зоны горения. При смешивании с холодным воздухом алюминий вновь становится трехвалентным и его оксид распадается с выделением свободного металлического алюминия.

Ожидаемый результат


Из одной тонны обедненного шлака ожидается получить 600 кг оксидов, 350 кг солей и до 50 кг металлического алюминия, коммерческая стоимость которых составляет 4 т.р, 4 т.р. и 60 т.р. за тонну, соответственно. Общая выручка от реализации полученных продуктов составляет 7100 руб. Цены продуктов дожига взяты по минимуму. Стоимость алюминия реально будет намного выше в силу его высокой чистоты.Стоимость переработки тонны отвального шлака  оценивается в 3000 руб. Чистая прибыль составляет 4100 руб. с тонны шлака (грубо, 100 евро) вместо 65$ выплат за утилизацию. Предприятия будут рады отдавать наработанный ими отвальный шлак бесплатно.
Экономится земля, предназначенная для захоронения отходов. Экономятся природные ресурсы, являющиеся сырьем для цемента, огнеупоров и флюсов.

Положение дел с утилизацией отвального алюминиевого шлака

 

Объем производства отвального шлака.


До кризиса наработку алюминиевых шлаков оценивали в 200-400 тыс. тонн в год. В мире – на порядок больше. Наиболее крупными производителями шлака являются Германия, Испания, Англия, США, Канада и бурно развивающийся Китай. По РФ основными производителями отвального шлака, годного для дальнейшей переработки, являются: Московский регион (60 тыс.т в год), Самара (30 тыс.т), Саранск (20 тыс.т), С-Петербург (10 тыс.т), Новосибирск (5 тыс.т).

Имеющиеся способы переработки и использования


В РФ отвальные шлаки не перерабатываются. В советское время в Подольске была внедрена  технология мокрой переработки, где шлак выщелачивается в воде, потом сушится, а полученный рассол испаряется для выделения из него солей. Для переработки требуется оборудование из нержавеющей стали, а на выпаривание рассола тратится много энергии. Из-за нерентабельности в советское же время эта технология была забыта. Небольшая часть отвальных шлаков, но жестко регламентированного состава, применяют в черной металлургии в качестве пиропродукта при получении массивных отливок, остальное идет на захоронение, не всегда законное.
В мире применяют только мокрый способ переработки, если он датируется государством. Даже при применении современных ионообменных смол для выделения солей и сборе выделяющихся горючих газов технология остается убыточной или бездоходной. Живое общение с ведущими специалистами отрасли США и Канады на Международной Конференции TMS в США в 2009 году показало, что проблема переработки отвальных шлаков очень актуальна и что эффективных и прибыльных ее решений не найдено.

Почему никто не пошел по пути дожигания?


Процесс горения шлака алюминщикам хорошо известен, но на производстве он воспринимается как ЧП, приводящее к неприятным последствиям и потерям. Материал футеровки часто не рассчитан на высокие температуры, возникающие при горении шлака. Если футеровка и способна работать при таких температурах, то резкое повышение температуры является термическим ударом, способствующим ее разрушению. Поэтому металлурги его боятся и относятся как к неуправляемому процессу с отрицательными последствиями. Инициатор данного направления по специальности металловед, 10 лет изучал физико-химические процессы в горячем шлаке и накопил достаточно экспериментальной информации о составе получаемого в результате сгорания шлака продукта, чтобы понять перспективу этого направления.
Сегодняшний уровень проработки вопроса.
Для уточнения накопленных ранее данных о составе продуктов дожига и углубления знаний о процессе дожига отвального шлака на территории ООО «Элион» (г. Москва) был создан лабораторный реактор.
Проведенные дожиги отвальных шлаков показали, что переработке доступны не только отвальные шлаки от роторных наклонных печей, но и шлам газоочистки заводов первичного и вторичного алюминия, а также отсевы линий обогащения шлака или сушки стружки. Выяснили, продукт дожига какого сырья пригоден к применению в цементной промышленности, какого – в производстве огнеупоров. Одновременно определились с оптимальной формой реактора непрерывного действия и основными параметрами процесса дожига.
 

Получен патент на изобретение вышеуказанного способа

Основные идеи по реализации предлагаемого бизнеса

 

Этап 1.

Разработать и изготовить опытно-промышленный реактор с производительностью 3-5 тыс. тонн в год (9-15 тонн в сутки). Установить его на одном из действующих заводов вторичного алюминия, имеющем роторную наклонную печь.
Отработать технологию дожига различных алюминиевых отходов, идущих на захоронение и получение из них товарных продуктов. Проработать рынок сбыта получаемых продуктов. Использовать построенный реактор для получения прибыли от сбыта продуктов дожига шлаков и шламов.

Этап 2.

С учетом опыта эксплуатации опытно-промышленного реактора разработать конструкторскую документацию на промышленный реактор производительностью не менее 10 тыс. тонн в год. Выпуск КД финансировать из прибыли от эксплуатации опытно-промышленного реактора. Продавать конструкторскую документацию и технологию дожига заводам первичного и вторичного алюминия РФ для переработки отходов их собственного производства.
Проработать возможность изготовления промышленного реактора с привлечением контрагентов и продавать готовые реакторы дожига с поставкой их под ключ заказчикам с последующей отладкой и обучением технологии.

Этап 3.

Патентовать реактор и технологию переработки отходов за рубежом и продавать КД, технологию или реакторы за рубеж.

Принципы сотрудничества и разделение участия ООО «Элион» и потенциального спонсора

 

Этап 1. Разработка и изготовление опытно-промышленного реактора

Разделение ответственности.

 

ООО «Элион»

    предоставляет свои наработки в области дожига алюминиевых отходов;
    осуществляет разработку конструкции реактора и выбор комплектующих и футеровочных материалов;
    осуществляет авторский контроль на всех этапах изготовления реактора, по согласованию сторон предоставляет своих рабочих для реализации проекта;
    разрабатывает технологию дожига;
    участвует в поиске потребителей продукта дожига;
    участвует в организации выпуска гранулированного флюса из солевых возгонов.

Спонсор

    оплачивает все расходы на создание реактора дожига и приобретение сопутствующего оборудования, оплачивает командировочные расходы двух ведущих представителей ООО Элион. В случае привлечения рабочих ООО Элион, оплачиват их использование, включая командировочные расходы;
    обеспечивает на территории завода необходимые условия для осуществления проекта, включая подвод коммуникаций и изготовление фундамента;
    после пуска реактора организовывает его коммерческую эксплуатацию;
    организовывает поиск покупателей продуктов дожига.

Участие в прибыли

 

ООО «Элион»

После успешной реализации проекта получает 1/3 прибыли от реализации получаемой продукции, включая флюсы, которые, возможно, будут использованы только для внутреннего производства.

Спонсор

После успешной реализации проекта получает 2/3 прибыли от реализации получаемой продукции, включая флюсы, которые, возможно, будут использованы только для внутреннего производства.

Требуемые площади: 300-400 м2.
Планируемые затраты: 600 тыс. евро; при использовании бу узлов сумма может сократиться в 2-3 раза.
Время реализации: 12-15 месяцев.
Ожидаемая прибыль:   500 тыс. евро в год (при полной загрузке и обеспечении сбыта продуктов дожига).

Этап 2. Разработка КД на промышленный реактор, проработка возможности его изготовления. Продажа в РФ

 

Разделение ответственности.

ООО «Элион»

    осуществляет разработку конструкции реактора и выбор комплектующих и футеровочных материалов;
    разрабатывает технологию дожига;
    участвует в поиске покупателей КД или готовых реакторов;
    в случае нахождения заказчиков на готовый реактор, курирует все этапы изготовления реактора и проведения пуско-наладочных работ, обучает технологии дожига покупателя.

Спонсор

    оплачивает все расходы по выпуску КД;
    организовывает поиск покупателей КД или готовых реакторов;
    в случае нахождения заказчиков на готовый реактор, обеспечивает на территории завода необходимые условии для сборки реактора;

Участие в прибыли

 

ООО «Элион»

В случае успешной реализации проекта получает 1/2 прибыли от реализации КД или готовых реакторов.

Спонсор

В случае успешной реализации проекта получает 1/2 прибыли от реализации КД или готовых реакторов.

Стоимость разработки КД:  50 тыс. евро

Время реализации: 10 месяцев с момента пуска в эксплуатацию опытно-промышленного реактора.

Этап 3. Патентование за рубежом. Продажа лицензий, КД, технологии или готовых реакторов

Затраты Спонсора на патентование: 35 - 50 тыс евро.
Прибыль ООО «Элион» и Спонсор делят поровну.

Этап 4. Создание отдельного производства по переработке бедных шлаков европейской части России

с производительностью 200 000 т в год. Желательно в Московской области (дешевле транспортировка).
Ожидаемый доход:   25 000 000 евро в год.

Некоторые сведения об инициаторах проекта


Жолнин Анатолий Георгиевич, 59 лет, физик по образованию, к.ф-м.н, действительный член TMS, в металлургии алюминия 11 лет в качестве начальника заводской лаборатории, главного технолога завода вторичного алюминия и директора по развитию завода по производству флюсов. Автор 50 научных работ по физике металлов и 38 опубликованных статей, докладов и патентов в области переработки вторичного алюминия, из них 6 докладов сделаны и опубликованы в трудах международной научной конференции TMS, ежегодно проводимой в США. Автор монографии по флюсам для алюминия.

Смагин Михаил Николаевич, 52 года, физик по образованию, 18 лет является руководителем предприятия по производству металлоконструкций, автор многих патентов. Имеет большой опыт конструирования и изготовления металлоконструкций, в том числе термоагрегатов.

При использовании материалов данной статьи ссылка на источник информации обязательна