Визначення впливу різних видів біопалив на якість залізорудних окатишів
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.313633Ключові слова:
обпал окатишів, пшенична солома, лушпиння соняшнику, м’яка деревина, деревне вугілляАнотація
Об’єкт дослідження – процес обпалу залізорудних окатишів. Дослідження вирішує проблему заміни викопного палива на рослинне з метою зниження екологічного навантаження на довкілля та забезпечення стабільної якості окатишів, що необхідна для використання у доменних печах.
Проведено дослідження впливу вмісту біопалива при заданій температурі та швидкості повітря на міцність окатишів після обпалу. У результаті досліджень було встановлено, що вміст палива має вирішальний вплив на міцність окатишів. Серед всіх видів палива, що було досліджено, окатиші з додаванням лушпиння соняшника та деревини мали найвищу міцність яка відповідає вимогам доменної плавки у 200 кілограм. Використання пшеничної соломи та деревного вугілля не дозволяє повністю замінити тверде паливо у шарі окатишів.
Результати показують що використання до 0,36 % лушпиння соняшнику дозволяє підвищити міцність обпалених окатишів в порівнянні зі зразками без вмісту біопалива. Додавання всіх інших розглянутих видів палива знижувало міцність окатишів.
Ці результати пояснюються різним вмістом лігніну, целюлози, геміцелюлози що визначає характеристики біомаси. Високий вміст целюлози і геміцелюлози забезпечують високу гідрофільність через високу кількість OH-груп і позитивно впливають на формування сирих окатишів. Леткі речовини, що виділяються при згорянні біопалива, сприяють формуванню сферичних пор, а також їх рівномірному розподілу, що перешкоджає поширенню тріщин при навантаженні.
Результати досліджень дозволяють встановити оптимальний режим обпалу, знизити шкідливі викиди, знизити витрати шляхом зниження споживання викопного палива
Посилання
- Muslemani, H., Liang, X., Kaesehage, K., Ascui, F., Wilson, J. (2021). Opportunities and challenges for decarbonizing steel production by creating markets for ‘green steel’ products. Journal of Cleaner Production, 315, 128127. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.128127
- Jarosh, Y., Kuharets, N. (2019). Estimation of the potential of raw materials of vegetable origin for the heat needs in Ukraine for 2018. Scientific Horizons, 3 (76), 38–47. Available at: http://ir.polissiauniver.edu.ua/bitstream/123456789/9802/3/SH_2019_3_38-47.pdf
- Kieush, L., Rieger, J., Schenk, J., Brondi, C., Rovelli, D., Echterhof, T. et al. (2022). A Comprehensive Review of Secondary Carbon Bio-Carriers for Application in Metallurgical Processes: Utilization of Torrefied Biomass in Steel Production. Metals, 12 (12), 2005. https://doi.org/10.3390/met12122005
- Sahu, S. N., Biswal, S. K. (2021). Alleviating dependency on fossil fuel by using cow-dung during iron ore pelletization; Assessment of pellet physical and metallurgical properties. Powder Technology, 381, 401–411. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2020.12.027
- Praes, G. E., Arruda, J. D. de, Lemos, L. R., Tavares, R. P. (2019). Assessment of iron ore pellets production using two charcoals with different content of materials volatile replacing partially anthracite fines. Journal of Materials Research and Technology, 8 (1), 1150–1160. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2018.09.003
- Tôrres Filho, A., Lange, L. C., de Melo, G. C. B., Praes, G. E. (2016). Pyrolysis of chromium rich tanning industrial wastes and utilization of carbonized wastes in metallurgical process. Waste Management, 48, 448–456. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2015.11.046
- Sudhir, S., Soren, S., Chowdhury, G. M., Jaiswal, R. K., Nirala, A., Khan, M. A. et al. (2024). Utilization of rice husk substituting fossil fuel for pelletization process of goethite iron ore. Environmental Technology & Innovation, 34, 103597. https://doi.org/10.1016/j.eti.2024.103597
- Kieush, L., Koveria, A., Boyko, M., Yaholnyk, M., Hrubiak, A., Molchanov, L., Moklyak, V. (2022). Influence of biocoke on iron ore sintering performance and strength properties of sinter. Mining of Mineral Deposits, 16 (2), 55–63. https://doi.org/10.33271/mining16.02.055
- Boiko, M. M., Petrenko, V. O. (2023). The organization of iron ore agglomerate and pellets production with reduced environmental impact. MININGMETALTECH 2023 – the mining and metals sector: integration of business, technology and education, 1–19. https://doi.org/10.30525/978-9934-26-382-8-1
- Zhu, D., Pignatello, J. J. (2005). Characterization of Aromatic Compound Sorptive Interactions with Black Carbon (Charcoal) Assisted by Graphite as a Model. Environmental Science & Technology, 39 (7), 2033–2041. https://doi.org/10.1021/es0491376
- Rodríguez-Fabià, S., Torstensen, J., Johansson, L., Syverud, K. (2022). Hydrophobisation of lignocellulosic materials part I: physical modification. Cellulose, 29 (10), 5375–5393. https://doi.org/10.1007/s10570-022-04620-8
- Stelte, W., Clemons, C., Holm, J. K., Ahrenfeldt, J., Henriksen, U. B., Sanadi, A. R. (2011). Fuel Pellets from Wheat Straw: The Effect of Lignin Glass Transition and Surface Waxes on Pelletizing Properties. BioEnergy Research, 5 (2), 450–458. https://doi.org/10.1007/s12155-011-9169-8
- Augusto, K. S., Paciornik, S. (2018). Porosity Characterization of Iron Ore Pellets by X-Ray Microtomography. Materials Research, 21 (2). https://doi.org/10.1590/1980-5373-mr-2017-0621
- Hill, R. (1963). Elastic properties of reinforced solids: Some theoretical principles. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 11 (5), 357–372. https://doi.org/10.1016/0022-5096(63)90036-x
- Vassilev, S. V., Baxter, D., Andersen, L. K., Vassileva, C. G., Morgan, T. J. (2012). An overview of the organic and inorganic phase composition of biomass. Fuel, 94, 1–33. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2011.09.030
- Howard, J. L. (2007). U.S. timber production, trade, consumption, and price statistics 1965 to 2005. U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory. https://doi.org/10.2737/fpl-rp-637
- Novaes, E., Kirst, M., Chiang, V., Winter-Sederoff, H., Sederoff, R. (2010). Lignin and Biomass: A Negative Correlation for Wood Formation and Lignin Content in Trees. Plant Physiology, 154 (2), 555–561. https://doi.org/10.1104/pp.110.161281
- Hua, Q., Liu, L.-Y., Karaaslan, M. A., Renneckar, S. (2019). Aqueous Dispersions of Esterified Lignin Particles for Hydrophobic Coatings. Frontiers in Chemistry, 7. https://doi.org/10.3389/fchem.2019.00515
- Kumar Gupta, P., Sai Raghunath, S., Venkatesh Prasanna, D., Venkat, P., Shree, V., Chithananthan, C. et al. (2019). An Update on Overview of Cellulose, Its Structure and Applications. Cellulose. https://doi.org/10.5772/intechopen.84727
- Ma, Y., Li, Q., Zhang, Y., Yang, Y., Tang, Y., Jiang, T. (2023). A novel polymer-type binder to decrease bentonite dosage during iron ore pelletizing: Performance and mechanisms. Journal of Materials Research and Technology, 27, 6900–6911. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.11.134
- Li, C., Bai, Y., Ren, R., Liu, G., Zhao, J. (2019). Study of the mechanism for improving green pellet performance with compound binders. Physicochemical Problems of Mineral Processing, 55 (1), 153–162. Available at: https://www.infona.pl/resource/bwmeta1.element.baztech-b13c1300-6e62-4731-be28-968c9b9e74e4
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Vadym Yefimenko, Maxim Boyko, Svitlana Zhuravlova, Anatolii Marko, Oleksandr Tanchev, Ruslan Dutniy
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
