Les métallurgistes de NUST MISIS sont les premiers au monde à développer un fourneau unique pour le recyclage extrêmement efficace des déchets industriels

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Plus de 95 % de la fonte mondiale est encore produite dans les hauts-fourneaux. Les hauts-fourneaux modernes sont des éléments puissants qui produisent des tonnes de fonte tous les jours, mais ils ont besoin de matières premières préparées et de grande qualité comme des galettes d'agglomérés, de grains d'acier et du fer. Le recyclage des déchets industriels contenant du fer (dont les entreprises russes produisent à elles seules plus de 5 millions de tonnes par an) est irresponsable sur les plans économique et technologique et presque impossible à réaliser dans les hauts-fourneaux.

     (Logo: http://mma.prnewswire.com/media/484501/NUST_MISIS_Logo.jpg )

     (Photo: http://mma.prnewswire.com/media/609359/NUST_MISIS_Smelting_process.jpg )

     (Photo: http://mma.prnewswire.com/media/609361/NUST_MISIS_Furnace.jpg )

« Un groupe de recherche de l'université NUST MISIS dirigé par Gennady Podgorodetskyi, candidat en sciences techniques et responsable du centre de recherche et d'éducation IMT (Institut des technologies des matériaux) de l'université NUST MISIS, a créé et lancé, de concert avec Vtoraluminumproduct, l'un des partenaires industriels de l'université, une unité pilote unique de réacteur inspiré par le transport aérien (basé sur une approche de purge des gaz), destinée à la production efficace et respectueuse de l'environnement de concentrés de fer et de métaux non-ferreux à partir de boues résiduelles », a déclaré Alevtina Chernikova, rectrice de l'université NUST MISIS.

Des centaines de millions de tonnes de déchets s'accumulent annuellement sous la forme de boues, poussières, cendres, etc., à cause du travail métallurgique que l'industrie chimique réalise avec des métaux ferreux et non ferreux. Ces déchets contiennent de grandes quantités de métal qui ne sont pas extraites actuellement en raison d'un manque de technologies industrielles efficaces capables de séparer leurs composants utiles.

La construction du nouveau haut-fourneau innovant développé au sein de NUST MISIS (l'université nationale de sciences et technologies de l'Institut des aciers et des alliages de Moscou) s'appuie sur le transport aérien. Les processus technologiques sont réalisés dans un bain de laitier (fait de scories) liquide, soufflé par le gaz. Les bulles formées accélèrent considérablement les processus chimiques dans le bain et mélangent énergiquement le liquide de fer et les scories.

Gennady Podgorodetskyi, directeur du groupe, a déclaré : « Nous avons amélioré la technologie ROMELT créée au sein de NUST MISIS dans les années 80, et nous avons divisé le réacteur en deux zones : fusion et récupération. Nos calculs ont montré qu'avec un fourneau d'une telle configuration, il est possible de réduire de 20 à 30 % la consommation de charbon et d'oxygène par tonne de fonte qui en résulte. Le bain de laitier et la masse fondue ferreuse sont soufflés par un courant de gaz avec un confinement d'oxygène de 50 à 99 %. La température est maintenue à 1 400 - 1 500 degrés Celsius. Les matériaux contenant du fer, le charbon de la centrale électrique et les adjuvants fluxants sont placés à la surface du bain fondu. Le charbon, tombant à la surface de la masse fondue, pénètre dans les coulées de scories pour atteindre le fond du bain où il entre, grâce au flux d'oxygène, en combustion dans le dioxyde de carbone et la vapeur d'eau. Suite à cela, la masse fondue s'écoule dans la zone de récupération, où s'opère la restauration finale de la fonte. Un certain nombre de métaux non ferreux sont également récupérés du métal et éliminés du fourneau avec les gaz rejetés. Ensuite, ils sont recueillis dans la poussière et forment un autre produit commercial - un concentré de métaux non ferreux ».

Le souffle développé représente un très grand avantage car il s'accompagne d'un faible taux d'énergie - 20 à 30 % plus bas que celui des meilleurs produits comparables au monde. La recherche pourrait même se qualifier pour la nomination européenne des BAT (Best Available Techniques, meilleures techniques sur le marché). Pour l'instant, ce développement est axé sur la technologie, mais les émissions sont nettement inférieures à celles des produits comparables dans le monde entier et l'explosion supprime également la production d'écotoxiques particulièrement dangereux.

« À la demande d'un client, la composition du laitier peut être récupérée pour être transformée en pierres faites de scories ou en laine de laitier (laine de verre) thermiquement isolante. Elle peut aussi servir de base à la production de clinker de ciment, entre autres. Grâce à la conception unique de l'unité, les coûts des vecteurs énergétiques peuvent être augmentés à hauteur de 500 kg de charbon et 500 nm3 par tonne de fonte résultante. Nous recyclons par conséquent les déchets industriels inutilisables et recevons des coulées, des scories à usage commercial et des concentrés de métaux non-ferreux. Le gaspillage n'existe pas dans notre technologie. Nous avons également l'intention de tester l'échantillon pilote avec la technologie sans gaspillage de gazéification de nombreux déchets contenant du carbone, y compris les déchets municipaux solides », a souligné Gennady Podgorodetskyi.

L'unité pilote unique développée à Mtsensk (Oblast d'Orel, Russie) dans les locaux de STALKRON a été conçue pour le recyclage des déchets industriels, des scories et des boues provenant de la production de fonte, ainsi que pour la production de carbone gazeux à partir de déchets contenant du carbone, y compris des déchets solides municipaux. Le réacteur a déjà attiré l'attention des professionnels du génie électrique et des producteurs de métaux ferreux du pays. Les essais réussis des technologies mises au point et la reproduction ultérieure des unités constituent une étape vers la création d'une production sans déchets de métallurgie ferreuse et non ferreuse, ainsi qu'un facteur environnemental positif et solide pour l'avenir.

Source : http://en.misis.ru/university/news/science/2017-11/4999/