Зарубіжний досвід утворення та використання доменних шлаків
Проблему ефективного використання сировини і, зокрема, перехід на безвідходну технологію слід розглядати з точки зору усунення протиріч між економічним зростанням (необхідністю все більшого залучення ресурсів у виробництво) і «продуктивною можливістю» довкілля (виснаження запасів, зниження якості мі...
Збережено в:
| Дата: | 2020 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут економіки промисловості НАН України
2020
|
| Назва видання: | Економічний вісник Донбасу |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/171645 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Зарубіжний досвід утворення та використання доменних шлаків / І.М. Кочешкова // Економічний вісник Донбасу. — 2020. — № 2 (60). — С. 181-186. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-171645 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1716452020-09-29T01:25:09Z Зарубіжний досвід утворення та використання доменних шлаків Кочешкова, І.М. Маркетинг і логістика Проблему ефективного використання сировини і, зокрема, перехід на безвідходну технологію слід розглядати з точки зору усунення протиріч між економічним зростанням (необхідністю все більшого залучення ресурсів у виробництво) і «продуктивною можливістю» довкілля (виснаження запасів, зниження якості мінеральних ресурсів, порушення екологічного балансу). Вирішення цих протиріч ймовірно не тільки при раціональному і комплексному використанні видобутих ресурсів, але й відходів виробництва. В металургійній галузі України ці проблеми мають особливе значення внаслідок масового використання старих ресурсо- та енерговисоковитратних технологій, неякісної сировини. Зарубіжний досвід показує, що в металургії є значні резерви зниження утворення відходів. В середньому питоме утворення твердих відходів на одиницю продукції на металургійних підприємствах розвинених країн в даний час в 1,5-3 рази нижче, ніж в Україні. Утворення шлаків є одним з найважливіших процесів, що протікають в доменній печі і визначають її роботу, бо вони є одним з найбільш цінних вторинних матеріальних ресурсів. В останні роки зарубіжні металургійні підприємства взяли курс на стовідсоткове оборотне використання відходів, що утворюються. Тим більше, що протягом останнього десятиріччя було докладено значних зусиль для більш якісної обробки шлаків, щоб вони відповідали суворим екологічним нормам ЄС, тому їх слід розглядати вже не як відходи, а, скоріше, як побічні продукти промислового виробництва. Шлаки в основному застосовуються в: дорожній галузі – при будівництві доріг, сільському господарстві ‒ для вапнування ґрунтів, металургії – як залізовмісний матеріал для вторинної переплавки в доменних печах. Основним споживачем доменних шлаків є цементна промисловість. Європейськими нормами дозволяється вводити в портландцемент до 35% доменного гранульованого шлаку, а в шлакопортландцемент – до 80%. Введення доменних шлаків в сировинну суміш збільшує продуктивність печей і знижує витрати палива на 15%, а собівартість – на 25-30%. Крім того, шлак як активна добавка значно покращує ряд будівельно-технічних властивостей цементу. Зарубіжний досвід та розрахунки фахівців свідчать, що в Україні є не тільки значні резерви щодо зниження утворення доменних шлаків, але й необхідність в комплексній їх переробці за новими технологіями із застосуванням новітнього устаткування, що зробить перспективним переробку доменних шлаків як з економічної, так і з екологічної точки зору. Проблему эффективного использования сырья и, в частности, переход на безотходную технологию следует рассматривать с точки зрения устранения противоречий между экономическим ростом (необходимостью все большего привлечения ресурсов в произ¬водство) и «продуктивной возможностью» окружа¬ющей среды (истощение запасов, снижение качества минеральных ресурсов, нарушение экологического баланса). Решение этих противоречий возможно не только при рациональном и комплексном использовании добытых ресурсов, но и отходов производства. В металлургической отрасли Украины эти проблемы имеют особое значение вследствие массового использования старых ресурсо- и энерговысокозатратных технологий, некачественного сырья. Зарубежный опыт показывает, что в металлургии имеются значительные резервы снижения образования отходов. В среднем удельное образование твердых отходов на единицу продукции на металлургических предприятиях развитых стран в настоящее время в 1,5-3 раза ниже, чем в Украине. Образование шлаков является одним из важнейших процессов, протекающих в доменной печи и определяющих ее работу, потому что они являются одним из наиболее ценных вторичных материальных ресурсов. В последние годы зарубежные металлургические предприятия взяли курс на стопроцентное обратимое использования образующихся отходов. Тем более, что в течение последнего десятилетия были приложены значительные усилия для более качественной обработки шлаков, чтобы они соответствовали строгим экологическим нормам ЕС, поэтому их следует рассматривать уже не как отходы, а, скорее, как побочные продукты промышленного производства. Шлаки в основном применяются в: дорожной отрасли – при строительстве дорог, сельском хозяйстве – для известкования почв, металлургии – как железосодержащий материал для вторичной переплавки в доменных печах. Основным потребителем доменных шлаков является цементная промышленность. Европейскими нормами разрешается вводить в портландцемент до 35% доменного гранулированного шлака, а в шлакопортландцемент – до 80%. Введение доменных шлаков в сырьевую смесь увеличивает производительность печей и снижает расход топлива на 15%, а себестоимость – на 25-30%. Кроме того, шлак как активная добавка значительно улучшает ряд строительно-технических свойств цемента. Зарубежный опыт и расчеты специалистов свидетельствует, что в Украине есть не только значительные резервы по снижению образования доменных шлаков, но и необходимость в комплексной их переработке по новым технологиям с применением новейшего оборудования, что сделает перспективным переработку доменных шлаков как с экономической, так и с экологической точки зрения. We should regard an issue of efficient use of feedstock and, in particular, a transition to waste-free technology from the perspective of adjusting differences between economic growth (more resources in production required) and “productive capacity” of the environment (depletion of mineral resources, lowering of resources quality, disruption of environment balance). It is possible to adjust these differences not only by using resources rationally and comprehensively but also by processing generated industrial waste. In the Ukrainian metallurgical industry, these issues are very important because of the abundant practice of use of out-of-date resource and energy-intensive technologies and feedstock of poor quality. International experience shows that the metallurgical industry has rich potential in reducing generated waste. On average specific solid waste generation for a unit of product in the metallurgical industry in developed countries is 1.5-3 times lower than in Ukraine. One of the important processes of blast-furnace performance is the generation of slag; slag is one of the most valuable secondary materials. Recently international metallurgical enterprises started implementing a hundred percent recycling of use industrial waste. Moreover, for the past decade there were a lot of efforts made to process slag so to meet strict EU environmental requirements, hence we can regard it not as waste but as an industrial by-product. We use slag mainly in the road sector – for road construction, agriculture ‒ for liming of soils, metal industry – as an iron-containing substance for secondary melting in blast furnaces. The cement industry is the main consumer of blast furnace slag. EU regulations allow up to 35% of granulated blast furnace slag in Portland cement and up to 80% in Portland blast-furnace cement. The addition of blast furnace slag into the mixture increases the performance of blast furnaces and reduces fuel consumption by 15% and prime cost by 25-30 %. Apart from that the slag as an additive considerably improves several construction and technical peculiarities of cement. International experience and expert assessments say that Ukraine has not only huge potential in reducing blast furnace slag generation but also a need for its com-prehensive processing with up-to-date technologies and state-of-the-art equipment that can bring an economic and environmental advantage. 2020 Article Зарубіжний досвід утворення та використання доменних шлаків / І.М. Кочешкова // Економічний вісник Донбасу. — 2020. — № 2 (60). — С. 181-186. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. 1817-3772 DOI: 10.12958/1817-3772-2020-2(60)-181-186 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/171645 338.2+669.162 uk Економічний вісник Донбасу Інститут економіки промисловості НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Маркетинг і логістика Маркетинг і логістика |
| spellingShingle |
Маркетинг і логістика Маркетинг і логістика Кочешкова, І.М. Зарубіжний досвід утворення та використання доменних шлаків Економічний вісник Донбасу |
| description |
Проблему ефективного використання сировини і, зокрема, перехід на безвідходну технологію слід розглядати з точки зору усунення протиріч між економічним зростанням (необхідністю все більшого залучення ресурсів у виробництво) і «продуктивною можливістю» довкілля (виснаження запасів, зниження якості мінеральних ресурсів, порушення екологічного балансу). Вирішення цих протиріч ймовірно не тільки при раціональному і комплексному використанні видобутих ресурсів, але й відходів виробництва.
В металургійній галузі України ці проблеми мають особливе значення внаслідок масового використання старих ресурсо- та енерговисоковитратних технологій, неякісної сировини.
Зарубіжний досвід показує, що в металургії є значні резерви зниження утворення відходів. В середньому питоме утворення твердих відходів на одиницю продукції на металургійних підприємствах розвинених країн в даний час в 1,5-3 рази нижче, ніж в Україні.
Утворення шлаків є одним з найважливіших процесів, що протікають в доменній печі і визначають її роботу, бо вони є одним з найбільш цінних вторинних матеріальних ресурсів. В останні роки зарубіжні металургійні підприємства взяли курс на стовідсоткове оборотне використання відходів, що утворюються. Тим більше, що протягом останнього десятиріччя було докладено значних зусиль для більш якісної обробки шлаків, щоб вони відповідали суворим екологічним нормам ЄС, тому їх слід розглядати вже не як відходи, а, скоріше, як побічні продукти промислового виробництва.
Шлаки в основному застосовуються в: дорожній галузі – при будівництві доріг, сільському господарстві ‒ для вапнування ґрунтів, металургії – як залізовмісний матеріал для вторинної переплавки в доменних печах. Основним споживачем доменних шлаків є цементна промисловість. Європейськими нормами дозволяється вводити в портландцемент до 35% доменного гранульованого шлаку, а в шлакопортландцемент – до 80%. Введення доменних шлаків в сировинну суміш збільшує продуктивність печей і знижує витрати палива на 15%, а собівартість – на 25-30%. Крім того, шлак як активна добавка значно покращує ряд будівельно-технічних властивостей цементу.
Зарубіжний досвід та розрахунки фахівців свідчать, що в Україні є не тільки значні резерви щодо зниження утворення доменних шлаків, але й необхідність в комплексній їх переробці за новими технологіями із застосуванням новітнього устаткування, що зробить перспективним переробку доменних шлаків як з економічної, так і з екологічної точки зору. |
| format |
Article |
| author |
Кочешкова, І.М. |
| author_facet |
Кочешкова, І.М. |
| author_sort |
Кочешкова, І.М. |
| title |
Зарубіжний досвід утворення та використання доменних шлаків |
| title_short |
Зарубіжний досвід утворення та використання доменних шлаків |
| title_full |
Зарубіжний досвід утворення та використання доменних шлаків |
| title_fullStr |
Зарубіжний досвід утворення та використання доменних шлаків |
| title_full_unstemmed |
Зарубіжний досвід утворення та використання доменних шлаків |
| title_sort |
зарубіжний досвід утворення та використання доменних шлаків |
| publisher |
Інститут економіки промисловості НАН України |
| publishDate |
2020 |
| topic_facet |
Маркетинг і логістика |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/171645 |
| citation_txt |
Зарубіжний досвід утворення та використання доменних шлаків / І.М. Кочешкова // Економічний вісник Донбасу. — 2020. — № 2 (60). — С. 181-186. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. |
| series |
Економічний вісник Донбасу |
| work_keys_str_mv |
AT kočeškovaím zarubížnijdosvídutvorennâtavikoristannâdomennihšlakív |
| first_indexed |
2025-07-15T07:32:09Z |
| last_indexed |
2025-07-15T07:32:09Z |
| _version_ |
1837697314888613888 |
| fulltext |
І. М. Кочешкова
181
Економічний вісник Донбасу № 2(60), 2020
УДК 338.2+669.162 doi: 10.12958/1817-3772-2020-2(60)-181-186
І. М. Кочешкова,
ORCID 0000-0003-2605-8350,
e-mail: kocheshkova@nas.gov.ua,
irmyko@gmail.com,
Інститут економіки промисловості НАН України, м. Київ
ЗАРУБІЖНИЙ ДОСВІД УТВОРЕННЯ
ТА ВИКОРИСТАННЯ ДОМЕННИХ ШЛАКІВ
Високі темпи розвитку матеріального вироб-
ництва, прискорення науково-технічного прогресу
обумовлюють все більш інтенсивне використання
природних ресурсів. Унаслідок постійного зростан-
ня взаємодії між суспільством і природою довкілля
стає все більш синтетичним, а його природна струк-
тура вступає в конфлікт з продуктивними силами й
громадським споживанням. Проблему ефективного
використання сировини і, зокрема, перехід на без-
відходну технологію слід розглядати з точки зору
усунення протиріч між економічним зростанням
(необхідністю все більшого залучення ресурсів у ви-
робництво) і «продуктивною можливістю» довкілля
(виснаження запасів, зниження якості мінеральних
ресурсів, порушення екологічного балансу). Вирі-
шення цих протиріч ймовірно не тільки при раціо-
нальному і комплексному використанні видобутих
ресурсів, але й відходів виробництва.
Найбільша кількість небезпечних відходів
утворюється на гірничо-збагачувальних комбінатах
та металургійних підприємствах. Відходи металур-
гійних підприємств забруднюють довкілля пилом,
шкідливими газами й стічними водами. Домни, ста-
леплавильні та коксові печі тощо дають чимало не-
безпечних відходів. Наприклад, по ПРАТ «Маріу-
польський металургійний комбінат імені Ілліча»,
який входить до десятки основних забруднювачів
довкілля, тільки гранульованих доменних шлаків за
2019 р. було утворено 2228999 т, утилізовано ж
всього 84500 т, передано для утилізації 439836,85 т.
Загальний обсяг цих шлаків, накопичених протягом
експлуатації, у спеціально відведених місцях чи
об’єктах становить 17492394,42 т [1, с. 218]. На
цьому ж підприємстві за 2019 р. було зібрано від ви-
робників доменних шлаків (не гранульованих) рядо-
вих для дорожнього будівництва 1620228,56 т, вида-
лено 1620228,56 т. Загальний обсяг цих шлаків, на-
копичених протягом експлуатації, у спеціально від-
ведених місцях чи об’єктах становить 1864450,791 т
[там само, с. 226].
Безумовно, важливим напрямом охорони дов-
кілля в металургії є впровадження безвідходних
технологій та технологій комплексного викорис-
тання сировини з метою збагачення руд, раціональ-
ної повноти вилучення основних і супутніх елемен-
тів, утилізації відходів виробництв без заподіяння
шкоди довкіллю. В Україні ці проблеми мають
особливе значення внаслідок масового викорис-
тання старих ресурсо- та енерговисоковитратних
технологій, неякісної сировини. Тому вивчення за-
рубіжного досвіду щодо утворення та використання
доменних шлаків не втрачає своєї актуальності, бо
наразі проблема управління відходами повинна ви-
рішуватися на основі ієрархії:
головний пріоритет віддається можливості
уникнути утворення відходів;
якщо вони утворюються, то необхідно праг-
нути до їх мінімізації;
можливість вторинного рециклінгу відходів
або відповідної переробки первинних відходів;
поховання відходів, які вже не можуть бути ви-
користані.
Рециклінг відходів передбачає не тільки мож-
ливість їх повернення до виробництва основної про-
дукції, але і переробку або продаж зацікавленим
споживачам.
Утворення шлаків є одним з найважливіших
процесів, що протікають в доменній печі і визнача-
ють її роботу, бо вони є одним з найбільш цінних
вторинних матеріальних ресурсів. Доменний шлак
використовується для виробництва гранульованого
шлаку (більше 50%), щебеню (17%), пемзи (3%),
шлаковати з розплаву, також в невеликому обсязі
виробляють високоглиноземний клінкер і литі ви-
роби.
Грануляція – це процес переробки шлакового
розплаву в оскловані гранули, за допомогою різкого
охолодження водою, парою, повітрям або іншим га-
зом, вона може проводитися у плавильного агрегаті
або на центральній установці з транспортуванням
шлаку до них в чашах. Способи грануляції дозволя-
ють при порівняно невеликих капітальних витратах
забезпечити швидку переробку значних кількостей
шлаків.
Припічна грануляція дає можливість локалізу-
вати і знешкодити парогазові викиди, забезпечити
повну переробку шлаків у рідкому вигляді. Залежно
від витрат води розрізняють три види грануляції:
мокра, суха і напівсуха. В основному, отримали
розвиток водні способи грануляції. В даний час най-
більш практичне застосування мають гідрожолоб-
ний і барабанний способи. Гідрожелобний спосіб
грануляції полягає в дробленні розплаву обмеже-
ною кількістю води, що подається під великим тис-
ком на жолоб, куди зливається розплав з ковша. Зне-
воднення граншлака відбувається на складі, облад-
І. М. Кочешкова
182
Економічний вісник Донбасу № 2(60), 2020
наному грейферним краном. Вода, яка стікає, надхо-
дить до відстійника, а звідти перекачується до сис-
теми оборотного водопостачання. Але, в той же час
гідрожолобна грануляція не забезпечує нормальних
екологічних вимог (затоплення і обводнення при-
леглої території, наявність шкідливих парогазових
викидів). Тому доцільним було б впровадження тех-
нології, яку застосовують у Франції, Бельгії та Ні-
меччині. З приймального жолоба струмінь шлаку
надходить до закритої камери, в передній частині
якої встановлена гідронасадка. З камери шлак над-
ходить в нижній жолоб, де піддається додатковій об-
робці водою та яка транспортує готову продукцію
до басейну. Дно басейну виконано у вигляді ре-
шітки, під якою насипано фільтруючий шар з гравію
різної крупності. Опора фільтруючого шару має
отвори для стоку води. Забивання гравійного фільт-
ра не відбувається за рахунок того, що через нього
періодично знизу вгору крізь отвори для стоку води
продувають повітря. При цьому зливну магістраль
перекривають, а басейн заповнюють водою. Зміст
суспензії в очищеній воді становить близько 3,5 мг/л,
що в значній мірі спрощує експлуатацію системи
оборотного водопостачання.
На заводах Японії поширено спосіб грануляції,
розроблений фірмами «Раза трейдинг» і «Ніппон
Кока». Шлак, що випускається з печі надходить до
гідрожолобу, куди подається вода на грануляцію.
Шлаководна пульпа накопичується в приймальному
бункері, звідки насосом перекачується до збезвод-
нювальних резервуарів, що представляють собою
бункери з конічною нижньою частиною, стінки й
дно яких перфоровані. Фільтрація здійснюється че-
рез шар гранульованого шлаку. Вода після фільтра-
ції знову подається на грануляцію. Над прийомним
бункером встановлено парасольку з витяжною тру-
бою для видалення пара. Насоси мають високу зно-
состійкість, їх окремі частини легко замінюються.
Установки не вимагають великих площ, забезпечу-
ють переробку всіх типів шлаків, а також локаліза-
цію та відведення токсичної парогазової суміші.
У Німеччині аналогічний спосіб грануляції
розроблено фірмою «АІО-Штальбау» і «Естель НВ
Хеш-Хооговенс», він застосовується на багатьох до-
менних печах. Його особливістю є охолодження
води в градирні перед подачею на грануляцію, що
сприяє підвищенню щільності та зниженню волого-
сті гранульованого шлаку.
У Франції на заводі фірми «Юзінор» (м. Дюн-
керк) шлак гранулюють в гідрожолобі, а потім
пульпу насосами транспортують на відстань 50 м до
басейну з фільтруючим дном. З басейнів гранульо-
ваний шлак вивантажують грейферним краном.
Грануляція шлаку на заводі фірми «Аугуст
Тіссен-Хютте» в Швельгене (Німеччина) відрізня-
ється тим, що пульпа передається до басейну з філь-
труючим шаром самопливом по закритих жолобах.
Таких басейнів ємністю по 1000 м3 – шість. Фільт-
руючий шар площею 200 м2 і товщиною 0,7 м скла-
дається з кількох шарів гравію різної крупності. Від-
фільтрована вода проходить через градирню і знову
подається до системи оборотного водопостачання.
Передбачено очищення фільтруючого шару шляхом
продувки повітрям. З басейну шлак грейферним
краном перевантажують до бункеру або на склад.
Вологість гранульованого шлаку 8-12%.
У Чехії (м. Кладно) розроблено систему грану-
ляції, при якій пульпа тангенціально вводиться до
циклонного відділювача. Гранулят, що виходить з
конусної частини відділювача через регулюючий за-
твор, надходить на вібраційний конвеєр, де оста-
точно зневоднюється і стрічковим конвеєром пода-
ється до відвантажувального бункеру. Відокремлена
вода видаляється по кільцевому колектору в обо-
ротний цикл. Установка займає невелику площу,
проста й дешева в експлуатації. Однак її продуктив-
ність невелика.
Фірмами «Сідшар» (Бельгія) і «Поль Вюрт»
(Люксембург) спільно розроблено компактну сис-
тему INBA для безперервного гранулювання шлаку
з «динамічним» фільтруванням води за допомогою
горизонтального барабана-фільтра. Жужільний роз-
плав гранулюється водою. Шлакова пульпа стікає в
приймальний бункер, звідки рівномірно подається в
INBA-фільтр, який є обертовим фільтрованим бара-
баном, обтягнутим дрібною дротяною сіткою [2].
Зарубіжний досвід показує, що в металургії є
значні резерви зниження утворення відходів. В се-
редньому питоме утворення твердих відходів на
одиницю продукції на металургійних підприємствах
розвинених країн в даний час в 1,5-3 рази нижче, ніж
в Україні. Утилізація твердих відходів на підприєм-
ствах повного металургійного циклу в Німеччині
досягла 95-99%, в Швеції – 93, в Японії – 97-99%. В
останні роки зарубіжні металургійні підприємства
взяли курс на стовідсоткове оборотне використання
відходів, що утворюються [3].
Тим більше, що протягом останнього десяти-
річчя було докладено значних зусиль для більш якіс-
ної обробки шлаків, щоб вони відповідали жорстким
екологічним нормам ЄС. Ключовою метою в цьому
процесі є зниження залишкового вмісту металів до
рівня, що буде менше ніж визначені законодавством
порогові значення. Враховуючи хімічний склад
шлаків і їх мінералогію, після відповідної обробки
їх можна буде використовувати як сировину. Прик-
лади промислового виробництва «очищених» та
«інженерних» шлаків нового покоління вже є. Це
«шлаки 2.0», які слід розглядати вже не як відходи,
а, скоріше, як побічні продукти промислового ви-
робництва [4]. В окремих країнах, наприклад, Ні-
меччині металургійні шлаки з категорії відходів
переведено до розряду побічних продуктів вироб-
ництва на законодавчому рівні.
Шлаки в основному застосовуються в: дорож-
ній галузі – при будівництві доріг, сільському гос-
подарстві ‒ для вапнування ґрунтів, металургії – як
залізовмісний матеріал для вторинної переплавки в
І. М. Кочешкова
183
Економічний вісник Донбасу № 2(60), 2020
доменних печах. Доменні шлаки діляться на від-
вальні (основний напрям використання – дорожнє
будівництво) та гранульовані, які можна викорис-
тати для виготовлення цементу та/або бетону й бу-
дівельних матеріалів. Доменні шлаки США високо
магнезіальні (до 16% МgO) і малопридатні для ви-
робництва. Шлаки у Франції та Китаї низько основ-
ні і не схильні до силікатного розпаду. В Англії, Че-
хії частина шлаків має високу основність і викорис-
тання їх обмежено. Особливо успішно перероб-
ляють і використовують шлаки доменного вироб-
ництва. Основним напрямком шлакопереробки в
США, Англії, Франції, Угорщини є виробництво
щебеню з повітряно-охолодженого шлаку в тран-
шеях безпосередньо у доменних печей або за їх ме-
жами. Щебінь отримують повільним охолодженням
шлаку. Щебінь з доменних шлаків використовують
для всіх видів покриття, основ і підстилаючих шарів
дорожнього покриття. Нульову фракцію застосову-
ють для отримання монолітних шлакобетонних ос-
нов і покриття [5].
Основним споживачем доменних шлаків є це-
ментна промисловість. Європейськими нормами до-
зволяється вводити в портландцемент до 35% до-
менного гранульованого шлаку, а в шлакопортланд-
цемент – до 80%. Введення доменних шлаків в си-
ровинну суміш збільшує продуктивність печей
і знижує витрати палива на 15%, а собівартість – на
25-30%. Крім того, шлак як активна добавка значно
покращує ряд будівельно-технічних властивостей
цементу [6].
Портландцемент широко використовується в
дорожньому будівництві. Наприклад, для моста ко-
ролеви Єлизавети ІІ (Англія), який було введено до
експлуатації у 1991 р., було використано 40 тис. м3
доменних шлаків, Його довжина 812 м, для бетону
було використано суміш портландцементу та 70%
молотого гранульованого доменного шлаку. Там же,
в Англії, у 1996 р. було введено до експлуатації дру-
гий Севернський міст, на будівництво якого було
використано 60 тис. м3 доменних шлаків, його дов-
жина 5 км. Використовувався бетон на основі порт-
ландцементу та доменних шлаків, в залежності від
виду конструкції частка доменних шлаків колива-
лася від 20 до 70%.
В останні роки став вироблятися геополімер-
ний цемент, наприклад, у Нідерландах із золи ТЕС
та доменних шлаків фірма SQUARE виробляє такий
цемент, який за результатами проведених дослід-
жень ні в чому не поступається звичайному це-
менту. Так, у 2014 р. в Австралії аеропорт та злітно-
посадкова смуга були побудовані з геополімерного
цементу на основі золи ТЕС та доменних шлаків. На
будівництво було витрачено 100 тис. т такого бе-
тону. За рахунок використання цієї технології ви-
киди СО2 було скорочено на 6,6 тис. т. Там же, в Ав-
стралії, 330 тис. т геополімерного бетону було вико-
ристано на 33 балки, що формують підлогу будівлі
Інституту глобальних змін Університету Квінс-
ленда. Наразі у Сіднеї було зроблено тестове по-
криття з геополімерного бетону на одній з ділянок
дороги. Там встановлено датчики, які контролюють
стан бетону. Якщо досвід буде вдалим, то геополі-
мерний бетон будуть ширше застосувати для до-
рожнього покриття.
За 2018 р. рівень використання доменних шла-
ків без врахування імпорту коливався від 104% в
Японії до 116% у Австралії та Новій Зеландії, в той
же час в Україні він становив всього 48% [7].
У всьому світи активно продають і покупають
доменні шлаки. Найбільшим експортером шлаків є
Індія, частка якої у загальному обсязі за 2018 р. ста-
новила 19,7%, найбільшим імпортером у тому ж
році була ОАЕ із часткою у 19,1% від загального ім-
порту [там само]. В Україні ці обсяги не настільки
значущі, але, тем не менше за 2019 р. компанія
Recycling Solutions збільшила обсяги продажів золо-
шлакових матеріалів і металургійних шлаків на
22%, за рік вона продала 1,49 млн м3 побічних про-
дуктів з відвалів до США, Китаю, Японії, Польщі,
Німеччини, Туреччини й Сінгапуру [8].
У світі є досвід отримання:
шлакової пемзи при обробці шлакового роз-
плаву обмеженою кількістю води, повітря або їх су-
міші, що приводить до його спучування. В резуль-
таті процесу утворюється поризований кристаліч-
ний продукт;
мінеральної вати, яка є волокнистим матері-
алом, отриманим із силікатного розплаву металур-
гійних шлаків. Мінеральна вата виготовляється з
рідких шлаків (ванний спосіб) або переплавки твер-
дого кускового шлаку (ваграночний спосіб). Най-
більш ефективним є ванний спосіб, що дозволяє ви-
користовувати рідкий розплав шлаку. Даний спосіб
приводить до економії палива.
Численні експерименти показали, що доменні
шлаки не поступаються звичайним вапняним добри-
вам, а в деяких відношеннях перевершують їх. Го-
ловним компонентом цих шлаків є вапно, яке міцно
пов’язано в силікатних з’єднаннях, що перешкоджає
швидкому його вимиванню, яке спостерігається при
застосуванні звичайних вапняних добрив, підвищу-
ючи тим самим абсорбційну здатність ґрунту.
З доменних шлаків виробляють литі вироби:
бруківку для дорожнього будівництва, шлакові і ме-
талошлакові труби, плити й деталі трубопроводів.
Також з гранульованого шлаку можна отри-
мати шлакоситал. До шихти вводять доменний
граншлак, кварцовий пісок і нукліатори, оксиди і
сульфіди хрому, титану, марганцю, цинку й заліза.
Шихта плавиться у ванній печі безперервної дії, а
отримана скломаса надходить на переробку.
Маючи велику твердість і міцність, доменні
шлаки дають хороший матеріал для виробництва
штучного будівельного і мостильного каменю. По
твердості цей штучний камінь не поступається гра-
ніту. Найбільше його використовують в Англії, де
він йде на мостові і як масиви для підводних споруд.
І. М. Кочешкова
184
Економічний вісник Донбасу № 2(60), 2020
З доменних шлаків виробляють емалі, глазурі й
полив для глиняних і металевих виробів, штучне до-
рогоцінне каміння (наприклад, на Уралі шліфують
різні відповідні за текстурою і кольором шлаки).
Шлакові води, що містять розчинені сполуки
Сульфуру, можуть застосуватися для лікування у
водолікарнях. Використання грануляційної шлако-
вої води для лікувальних цілей було частково вирі-
шено в СРСР (наприклад, у 1936 р. з’явилася така
шлаколікарня в Донецьку (тоді – Сталіно), розташо-
вана вона була поруч з металургійним заводом, там
же була безкоштовна й відкрита для всіх бажаючих
водолікарня під відкритим небом) і Німеччині ще в
30-ті роки минулого сторіччя. У роботі [9] пропону-
ється спосіб використання грануляційної шлакової
води, який має істотні еколого-економічними пере-
ваги і в разі впровадження міг би перетворити Марі-
уполь в Мацесту Донецького регіону.
Розрахунки фахівців GMK Center підтверджу-
ють існуючий в Україні потенціал щодо викорис-
тання та експорту шлаків (див. рисунок).
Рисунок. Потенціал України щодо використання та експорту шлаків [7]
Зарубіжний досвід та розрахунки фахівців
свідчить, що в Україні є не тільки значні резерви
щодо зниження утворення доменних шлаків, але й
необхідність в комплексній їх переробці за новими
технологіями із застосуванням новітнього устатку-
вання, що зробить перспективним переробку домен-
них шлаків як з економічної, так і з екологічної
точки зору.
Література
1. Екологічний паспорт Донецької області. 2019
рік. URL: http://ecology.donoda.gov.ua/wp-content/ uplo
ads/ 2020/07/ЕКОПАСПОРТ-НА-САЙТ_2019_-1.pdf.
2. Рябова Т.В. Новые технические решения по охране
окружающей среды в черной металлургии. Черметин-
формация. Новости черной металлургии за рубежом.
2002. № 2. С.104-105. 3. Reuter M., Xiao Y., Boin U.
Recycling and environmental issues of metallurgical slags
and salt fluxes. VII International Conference on Molten
Slags Fluxes and Salts, The South African Institute of
Mining and Metallurgy. URL: http://www.saimm.co.za/
Conferences/Slags2004/050_Reuter.pdf. 4. Отримання
користі: як європейці заробляють на шлаках. URL:
https://gmk.center/ua/posts/otrimannya-koristi-yak-ievro
pejci-zaroblyajut-na-shlakah/. 5. Рекус И.Г., Шори-
на О.С. Основы экологии и рационального природопо-
льзования. Москва: Изд-во МГУП, 2001. 146 с. 6. До-
менные шлаки могут заменить дорогой цемент. Приа-
зовский рабочий. 2016. 30 декабря (№153 (20297)).
URL: http://pr.ua/news.php?new=27431. 7. Глущенко А.
Международный опыт использования металлургиче-
ских шлаков. URL: https://www.facebook.com/watch/?v
=43 4955067166222. 8. Recycling Solutions у 2019 році
наростила продажі шлаків на 22%. URL: https: //gmk.
center/ua/news/recycling-solutions-u-2019-roci-narostila-
prodazhi-shlakiv-na-22/. 9. Кравченко В.П., Шапиро-
Никитин Д.Е. Грануляционная шлаковая вода в баль-
неологии. URL: http://www.kpi.kharkov.ua/archive/Con
ferences/Литье.Металлургия/2017/Грануляционная
шлаковая вода в бальнеологии.pdf.
References
1. Ekolohichnyi pasport Donetskoi oblasti. 2019 rik.
[Ecological passport of Donetsk region. 2019 year].
Retrieved from http://ecology.donoda.gov.ua/wp-content/
І. М. Кочешкова
185
Економічний вісник Донбасу № 2(60), 2020
uploads/2020/07/ЕКОПАСПОРТ-НА-САЙТ_2019_-1.
pdf [in Ukrainian].
2. Ryabova T.V. (2002). Novye tekhnicheskie reshe-
niia po okhrane okruzhaiushchei sredy v chernoi metallur-
gii [New technical solutions for environmental protection
in ferrous metallurgy]. Chermetinformatsiia. Novosti
chernoi metallurgii za rubezhom – Chermetinformation.
Ferrous metallurgy news abroad, 2, рр. 104-105 [in
Russian].
3. Reuter M., Xiao Y., Boin U. Recycling and envi-
ronmental issues of metallurgical slags and salt fluxes. VII
International Conference on Molten Slags Fluxes and
Salts, The South African Institute of Mining and Meta-
llurgy. saimm.co.za. Retrieved from http: //www.saimm.
co.za/Conferences/Slags2004/050_ Reuter.pdf.
4. Otrymannia korysti: yak yevropeytsi zaroblyaiut
na shlakakh [Benefits: how Europeans make money on
slag]. Retrieved from https://gmk.center/ua/posts/otriman
nya-koristi-yak-ievropejci-zaroblyajut-na-shlakah/ [in Uk-
rainian].
5. Rekus I.G., Shorina O.S. (2001). Osnovy ekologii
i ratsionalnogo prirodopolzovaniia [Fundamentals of
ecology and environmental management]. Moscow,
MGUP, 2001. 146 р. [in Russian].
6. Domennye shlaki mogut zamenit dorogoi tsement.
[Blast furnace slags can replace expensive cement]. (2016).
Priazovskii rabochii, №153 (20297), December 30.
Retrieved from http://pr.ua/news.php?new=27431 [in
Russian].
7. Glushchenko A. Mezhdunarodnyi opyt ispolzova-
niia metallurgicheskikh shlakov [International experience
in the use of metallurgical slags]. facebook.com. Retrieved
from https://www.facebook.com/watch/?v=4349550671
66222 [in Russian].
8. Recycling Solutions u 2019 rotsi narostyla
prodazhi shlakiv na 22% [Recycling Solutions in 2019 year
increased sales of slag by 22%]. gmk.center. Retrieved
from https://gmk.center/ua/news/recycling-solutions-u-20
19-roci-narostila-prodazhi-shlakiv-na-22/ [in Ukrainian].
9. Kravchenko V.P., Shapiro-Nikitin D.Ye. Granu-
lyatsionnaia shlakovaia voda v balneologii [Granulation
slag water in balneology]. kpi.kharkov.ua. Retrieved from
http://www.kpi.kharkov.ua/archive/Conferences/Литье.
Металлургия/2017/Грануляционная шлаковая вода в
бальнеологии.pdf [in Russian].
Кочешкова І. М. Зарубіжний досвід утворення
та використання доменних шлаків
Проблему ефективного використання сировини
і, зокрема, перехід на безвідходну технологію слід
розглядати з точки зору усунення протиріч між еконо-
мічним зростанням (необхідністю все більшого залу-
чення ресурсів у виробництво) і «продуктивною мож-
ливістю» довкілля (виснаження запасів, зниження
якості мінеральних ресурсів, порушення екологічного
балансу). Вирішення цих протиріч ймовірно не тільки
при раціональному і комплексному використанні ви-
добутих ресурсів, але й відходів виробництва.
В металургійній галузі України ці проблеми ма-
ють особливе значення внаслідок масового викорис-
тання старих ресурсо- та енерговисоковитратних тех-
нологій, неякісної сировини.
Зарубіжний досвід показує, що в металургії є
значні резерви зниження утворення відходів. В серед-
ньому питоме утворення твердих відходів на одиницю
продукції на металургійних підприємствах розвинених
країн в даний час в 1,5-3 рази нижче, ніж в Україні.
Утворення шлаків є одним з найважливіших про-
цесів, що протікають в доменній печі і визначають її
роботу, бо вони є одним з найбільш цінних вторинних
матеріальних ресурсів. В останні роки зарубіжні мета-
лургійні підприємства взяли курс на стовідсоткове
оборотне використання відходів, що утворюються.
Тим більше, що протягом останнього десятиріччя було
докладено значних зусиль для більш якісної обробки
шлаків, щоб вони відповідали суворим екологічним
нормам ЄС, тому їх слід розглядати вже не як відходи,
а, скоріше, як побічні продукти промислового вироб-
ництва.
Шлаки в основному застосовуються в: дорожній
галузі – при будівництві доріг, сільському господар-
стві ‒ для вапнування ґрунтів, металургії – як залізов-
місний матеріал для вторинної переплавки в доменних
печах. Основним споживачем доменних шлаків є це-
ментна промисловість. Європейськими нормами до-
зволяється вводити в портландцемент до 35% домен-
ного гранульованого шлаку, а в шлакопортландце-
мент – до 80%. Введення доменних шлаків в сиро-
винну суміш збільшує продуктивність печей і знижує
витрати палива на 15%, а собівартість – на 25-30%.
Крім того, шлак як активна добавка значно покращує
ряд будівельно-технічних властивостей цементу.
Зарубіжний досвід та розрахунки фахівців свід-
чать, що в Україні є не тільки значні резерви щодо зни-
ження утворення доменних шлаків, але й необхідність
в комплексній їх переробці за новими технологіями із
застосуванням новітнього устаткування, що зробить
перспективним переробку доменних шлаків як з еко-
номічної, так і з екологічної точки зору.
Ключові слова: доменні шлаки, зарубіжний до-
свід, використання, металургійні підприємства, від-
ходи.
Kocheshkova І. International Experience in
Generated and Use of Blast Furnace Slag
We should regard an issue of efficient use of
feedstock and, in particular, a transition to waste-free
technology from the perspective of adjusting differences
between economic growth (more resources in production
required) and “productive capacity” of the environment
(depletion of mineral resources, lowering of resources
quality, disruption of environment balance). It is possible
to adjust these differences not only by using resources
rationally and comprehensively but also by processing
generated industrial waste.
In the Ukrainian metallurgical industry, these issues
are very important because of the abundant practice of use
of out-of-date resource and energy-intensive technologies
and feedstock of poor quality.
International experience shows that the metallurgical
industry has rich potential in reducing generated waste. On
average specific solid waste generation for a unit of
product in the metallurgical industry in developed
countries is 1.5-3 times lower than in Ukraine.
І. М. Кочешкова
186
Економічний вісник Донбасу № 2(60), 2020
One of the important processes of blast-furnace
performance is the generation of slag; slag is one of the
most valuable secondary materials. Recently international
metallurgical enterprises started implementing a hundred
percent recycling of use industrial waste. Moreover, for the
past decade there were a lot of efforts made to process slag
so to meet strict EU environmental requirements, hence we
can regard it not as waste but as an industrial by-product.
We use slag mainly in the road sector – for road
construction, agriculture ‒ for liming of soils, metal
industry – as an iron-containing substance for secondary
melting in blast furnaces. The cement industry is the main
consumer of blast furnace slag. EU regulations allow up to
35% of granulated blast furnace slag in Portland cement
and up to 80% in Portland blast-furnace cement. The
addition of blast furnace slag into the mixture increases the
performance of blast furnaces and reduces fuel
consumption by 15% and prime cost by 25-30 %. Apart
from that the slag as an additive considerably improves
several construction and technical peculiarities of cement.
International experience and expert assessments say
that Ukraine has not only huge potential in reducing blast
furnace slag generation but also a need for its com-
prehensive processing with up-to-date technologies and
state-of-the-art equipment that can bring an economic and
environmental advantage.
Keywords: blast furnace slag; international experi-
ence; use; metallurgical enterprises; waste.
Кочешкова И. Н. Зарубежный опыт образова-
ния и использования доменных шлаков
Проблему эффективного использования сырья и,
в частности, переход на безотходную технологию
следует рассматривать с точки зрения устранения про-
тиворечий между экономическим ростом (необходи-
мостью все большего привлечения ресурсов в произ-
водство) и «продуктивной возможностью» окружа-
ющей среды (истощение запасов, снижение качества
минеральных ресурсов, нарушение экологического ба-
ланса). Решение этих противоречий возможно не то-
лько при рациональном и комплексном использовании
добытых ресурсов, но и отходов производства.
В металлургической отрасли Украины эти про-
блемы имеют особое значение вследствие массового
использования старых ресурсо- и энерговысокозатрат-
ных технологий, некачественного сырья.
Зарубежный опыт показывает, что в металлургии
имеются значительные резервы снижения образования
отходов. В среднем удельное образование твердых от-
ходов на единицу продукции на металлургических
предприятиях развитых стран в настоящее время в 1,5-
3 раза ниже, чем в Украине.
Образование шлаков является одним из важней-
ших процессов, протекающих в доменной печи и опре-
деляющих ее работу, потому что они являются одним
из наиболее ценных вторичных материальных ресур-
сов. В последние годы зарубежные металлургические
предприятия взяли курс на стопроцентное обратимое
использования образующихся отходов. Тем более, что
в течение последнего десятилетия были приложены
значительные усилия для более качественной обра-
ботки шлаков, чтобы они соответствовали строгим
экологическим нормам ЕС, поэтому их следует
рассматривать уже не как отходы, а, скорее, как по-
бочные продукты промышленного производства.
Шлаки в основном применяются в: дорожной от-
расли – при строительстве дорог, сельском хозяйстве –
для известкования почв, металлургии – как железосо-
держащий материал для вторичной переплавки в до-
менных печах. Основным потребителем доменных
шлаков является цементная промышленность. Евро-
пейскими нормами разрешается вводить в портландце-
мент до 35% доменного гранулированного шлака, а в
шлакопортландцемент – до 80%. Введение доменных
шлаков в сырьевую смесь увеличивает производитель-
ность печей и снижает расход топлива на 15%, а себе-
стоимость – на 25-30%. Кроме того, шлак как активная
добавка значительно улучшает ряд строительно-техни-
ческих свойств цемента.
Зарубежный опыт и расчеты специалистов свиде-
тельствует, что в Украине есть не только значительные
резервы по снижению образования доменных шлаков,
но и необходимость в комплексной их переработке по
новым технологиям с применением новейшего обору-
дования, что сделает перспективным переработку до-
менных шлаков как с экономической, так и с экологи-
ческой точки зрения.
Ключевые слова: доменные шлаки, зарубежный
опыт, использование, металлургические предприятия,
отходы.
Стаття надійшла до редакції 05.06.2020
Прийнято до друку 11.06.2020
|