Уральские ученые нашли способ получения железа с помощью отходов

После двух лет совместных исследований ученые физического факультета ЧелГУ и их коллеги из Центрального южного университета Китая заявили о разработке технологии получения железа с добавлением древесных отходов. Научный проект профинансировал Российский фонд фундаментальных исследований.

Речь идет о революционном методе выплавки сталей и чугуна, который можно опробовать в промышленных масштабах на одном из крупных предприятий, заинтересованном в улучшении экологической ситуации на производстве. Научный коллектив ЧелГУ под руководством доцента кафедры радиофизики и электроники Антона Анзулевича и группа профессоров из города Чанша, возглавляемая Пэн Чживэем, разработали метод снижения себестоимости выплавки металла, который позволяет при этом повысить качество конечного продукта и сократить выбросы.

"В природе железо редко встречается в чистом виде, например, оно входит в состав железоникелевых метеоритов, - пояснил руководитель проекта Антон Анзулевич. - Мы исследовали способ получения чистого железа из руды, которую для этого надо смешать с восстановителем и нагреть. При микроволновом нагреве излучение практически не проникает в такую смесь, поэтому ее также необходимо "разбавить". В нашей работе для этих целей был использован материал на основе древесных отходов, термически обработанных без кислорода - биочар. Его применение в большей степени экологично и безопасно в сравнении с каменным углем.

Из железной руды и биочара исследователи изготавливали специальные гранулы и, подвергая их обработке микроволновым излучением, получали чистое железо. После моделирования нагрева и воздействия электромагнитных волн на гранулы стало ясно, что для достижения эффекта они должны быть с неоднородным распределением компонентов. Для оптимального протекания химических реакций необходимо реализовать равномерный нагрев от центра к краям - в ядре должно быть больше железной руды, а на поверхности - больше биочара.

В итоге была рассчитана технология восстановления железа из руды с добавлением древесных отходов (лигнина. - Ред.), которая позволяет добиться более эффективного и чистого протекания процесса восстановления.

Лигнин может частично или полностью заменить уголь и кокс, используемые металлургами

"Благодаря высокому содержанию углерода и небольшого количества примесей, а также хорошей реакционной способности, лигнин может частично или полностью заменить уголь и кокс, используемые сегодня металлургами, - рассказывает Анзулевич. - Наше исследование предлагает новый метод производства качественных металлизированных пеллет для выплавки стали после самовосстановления под воздействием СВЧ железорудных композиционных гранул с лигнином".

Китайские ученые в основном проводили экспериментальные исследования. В ЧелГУ сосредоточена сильная теоретическая база, поэтому здесь занимались расчетами, а также рентгеновским и структурным анализом образцов гранул.