Халифа Ахмед Абделазим Элсайед Ибрагим Абду - аспирант.
199106, Санкт-Петербург, 21-я линия В.О., 2
Ahmed A. Khalifa - Ph.D. student.
2, 21st Line, St. Petersburg 199106
Бажин Владимир Юрьевич - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой автоматизации технологических процессов и производств.
199106, Санкт-Петербург, 21-я линия В.О., 2
Vladimir Yu. Bazhin - Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Department of Automation of Technological Processes and Production.
2, 21st Line, St. Petersburg 199106
Шалаби Мохамед Эль Меншауй Хуссейн - профессор, доктор технических наук.
11421, Каир, Хелуан, пос. Эль-Таббин, ул. Эльфелезат, 1
Mohammed E.-М.Н. Shalabi - Professor, Dr. Sci. (Eng.),
1, Elfelezat St., El-Tebbin, Helwan, Cairo 11421
Абдельмонейм Ахмед - аспирант.
FI-90014, Оулу, р-н Линнанмаа, ул. Пентти Кайтеран кату, 1
Ahmed Abdelmoneim - Ph.D. student.
Pentti Kaiteran katu 1, Linnanmaa, FI-90014, Oulu
Омран Мамдух - доцент исследовательская группа технологической металлургии.
FI-90014, Оулу, р-н Линнанмаа, ул. Пентти Кайтеран кату, 1
Mamdouh Omran - Associate Professor of the Process Metallurgy Research Group.
Pentti Kaiteran katu 1, Linnanmaa, FI-90014
Целью работы явилось изучение влияния микроволновой обработки брикетов, состоящих из красного шлама с содержанием более 48% Fe, на процессы восстановления железа при различных условиях термообработки. Объектом исследований явились образцы красного шлама, образующегося при получении глинозема из бокситов на Уральском алюминиевом заводе. Исследование химического состава образцов шлама проводили с помощью рентгенофлюоресцентного анализа. Состав исходного шлама и полученных агломератов после обработки в микроволновой и муфельной печах изучали рентгеноструктурным методом. Фазовые переходы и структурные изменения в ходе нагрева образцов исследовали при помощи сканирующей электронной микроскопии. Экспериментальные брикеты, состоящие из красного шлама и древесного угля, подвергались обработке при 850°C и 1000°C в микроволновой печи (с частотой 2,45 ГГц и мощностью 900 В). Для сравнения брикеты аналогичного состава термообрабатывались в муфельной печи при тех же условиях. Установлено, что при микроволновом нагреве до 1000°C в течение 10 мин гематит полностью восстанавливается до металлического железа при добавлении вюстита. Анализ микроструктуры образцов после микроволновой обработки показал, что частицы металлического железа в образующихся окатышах-агломератах имеют больший размер, чем в образцах после традиционного термонагрева в муфельной печи. Металлизированные фазы восстановленного железа в конце термообработки в микроволновой печи создают устойчивый прочный каркас агломератов. Научно обоснованные параметры процесса могут стать основой создания технологии переработки красного шлама, являющегоя техногенным сырьем. Полученные высокопрочные окатыши из красного шлама с содержанием восстановленного железа (до 85%) могут стать альтернативным шихтовым материалом для черной металлургии. Внедрение предлагаемой технологии переработки красного шлама в окатыши-агломераты, востребованой в различных отраслях промышленности, позволит снизить экологическую нагрузку на производственные территории глиноземного производства.
In this work, we studied the effect of microwave treatment of red mud briquettes containting more than 48% of Fe on the process of iron reduction under various conditions of heat treatment. Research samples were collected from red mud formed during the production of alumina from bauxite at the Ural Aluminum Smelter. The chemical composition of mud samples was examined by X-ray fluorescence analysis. The composition of initial mud and that of agglomerates obtained after treatment in microwave and muffle furnaces was studied using the X-ray diffraction method. Phase transitions and structural changes occurring under the effect of heating were studied by scanning electron microscopy. The experimental briquettes comprising red mud and charcoal were treated at 850°C and 1000°C in a microwave furnace (under the frequency of 2.45 GHz and the power of 900 W). For reference, briquettes of analogous composition were heat-treated in a muffle furnace under the same conditions. It was found that, under the conditions of microwave heating to 1000°C for 10 min, hematite is completely reduced to metallic iron after the addition of wustite. An analysis of the m i-crostructure of the samples after microwave treatment showed that the particles of metallic iron in the as-obtained pellet-agglomerates have a larger size than in those after conventional thermal heating in a muffle furnace. The metallized phases of reduced iron at the end of heat treatment in a microwave furnace create a stable durable body of agglomerates. The evidence-based parameters of the process can become a basis for designing a technology for recycling such an industrial material as red mud. The obtained high-strength pellets from red mud with a high content of reduced iron (up to 85%) may be used as an alternative charge material for ferrous metallurgy. The proposed technology for recycling red mud into pellet-agglomerates can be applied in various industries to reduce environmental impact on the production areas of alumina plants.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.