• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
21.06.2022
ЮУрГУ
1 274

Сделан шаг к новой экологичной технологии получения железа и стали

5.1

Международная команда ученых из России и Австрии провели серию уникальных экспериментов для исследования процесса окислительного обжига образцов магнетитового концентрата при различных температурах с использованием высокотемпературной рентгеновской камеры Rigaku Ultima IV. Новая технология снизит выбросы углекислого газа на 40-60 процентов за счет использования водорода в качестве восстановителя. Пилотные испытания проводит завод Voestalpine (Австрия).

Сделан шаг к новой экологичной технологии получения железа и стали / ©Getty images / Автор: Сергей Данилов

Старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории ЮУрГУ «Водородные технологии в металлургии» Юрий Капелюшин совместно с профессором Йоханнесом Шенком из Университета Леобена опубликовали исследование в одном из крупнейших журналов для исследуемой области Metallurgical and Materials Transactions B (Q1).

За последние несколько десятилетий металлургическая промышленность переработала большое количество высококачественных гематитовых железных руд, которые использовались в качестве исходного сырья для получения железа с применением доменного процесса.

Сокращение запасов богатых гематитовых руд привело к увеличению объемов их добычи и переработки. В 2015 году мировое производство железной руды на основе магнетита составило приблизительно 583 миллионов тонн, что соответствует 28 процентам от общего объема производства железной руды. Последняя (на основе магнетита) измельчается до мелких частиц, чтобы высвободить магнетитовые минералы из горной породы, после чего проводится магнитная сепарация для увеличения содержания железа.

«Современная практика производства железа из магнетитовой железной руды включает в себя окомкование (или спекание) для получения кусков заданного размера перед загрузкой в металлургические агрегаты, такие как доменная печь, колосниковая вращающаяся печь, а также шахтная печь Midrex. В настоящее время снижение выбросов CO2 — одна из наиболее важных глобальных экологических задач.

Старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории ЮУрГУ «Водородные технологии в металлургии» Юрий Капелюшин / ©Пресс-служба ЮУрГУ

Для достижения цели климатической нейтральности (нулевые выбросы парниковых газов) к 2050 году, необходимо создание новых технологий по получению железа и стали на основе водорода. Суть технологии заключается в уходе от использования традиционных углеродсодержащих восстановителей (таких как уголь или кокс) и их заменой на водород. Однако, на сегодняшний день переработка магнетитовой руды невозможна без операции предварительного окисления даже с использованием разрабатываемых водородных технологий, направленных на снижение выбросов CO2», — говорит Юрий Капелюшин.

Одно из дополнительных преимуществ водорода — возможность его использования для накопления и хранения энергии. Например, при производстве электрической энергии при помощи АЭС, ветряных или приливных электростанций водород можно получать при помощи электролиза, накапливать в водородных хранилищах и доставлять потребителям. Далее осуществлять получение железа прямого восстановления в шахтных агрегатах Midrex (которые уже довольно давно эксплуатируются на «Оскольском электрометаллургическом комбинате») с частичной или полной заменой природного газа водородом. Из полученного железа прямого восстановления уже сегодня осуществляется выплавка стали различных марок в дуговых электропечах.

В Австрии на заводе Voestalpine проводятся пилотные испытания по иной технологической схеме. Восстановление железа из его оксидов осуществляется водородом из мелкодисперсных частиц в «Кипящем слое», а выплавка стали производится с использованием плазменно-дугового переплава.
Научные коллективы лаборатории ЮУрГУ «Водородные технологии в металлургии» и Университета Леобена спланировали и провели уникальные эксперименты по исследованию процесса окислительного обжига образцов магнетитового концентрата при различных температурах с использованием высокотемпературной рентгеновской камеры Rigaku Ultima IV, которая имеется в университете.

Впервые идея этих экспериментов появилась во время дискуссий на конференции в Вене (Австрия) в 2018 году. Позже авторам удалось провести эту работу в ЮУрГУ. Исследование опубликовано в открытом доступе.

Южно-Уральский государственный университет — это центр цифровых трансформаций, где проводят инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития России, университет сфокусирован на продвижении крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году ЮУрГУ победил в конкурсе по программе «Приоритет-2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Южно-Уральский государственный университет — это центр цифровых трансформаций, где проводят инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития России, университет сфокусирован на продвижении крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году ЮУрГУ победил в конкурсе по программе «Приоритет-2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 13:05
Юлия Трепалина

Во время проживания в отелях туристы, как правило, расходуют ощутимо больше воды, чем у себя дома: из-за долгого плескания в душе разница может доходить до 250 литров в день. В новом исследовании ученые с помощью эксперимента показали, как побудить отдыхающих пользоваться водными ресурсами экономнее.

Вчера, 18:00
Андрей

Индийские палеонтологи обнаружили 27 крупных позвонков древней змеи эпохи раннего эоцена, которую отнесли к новому виду. По оценкам исследователей, это самый крупный представитель семейства Madtsoiidae, чей рост мог достигать 15 метров. Ему дали имя в честь индийского божества.

Позавчера, 11:00
НИУ ВШЭ

Северный Кавказ играл ключевую роль в древней колонизации Евразии и формировании ее культурного и генетического наследия, однако до сих пор не до конца изучена генетическая история носителей местных культур. Ученые впервые провели глубокое секвенирование древней ДНК представителей кобанской культуры, сформировавшейся в позднем бронзовом веке на Северном Кавказе, и сравнили ее с генетическими данными современных народов Кавказа. Результаты работы подтвердили роль носителей кобанской культуры как древнего генетического моста между бронзовым и железным веками на Северном Кавказе.

16 апреля
Ольга Иванова

Американские исследователи пришли к выводу: тихоходки способны повышать уровень продуктов генов репарации ДНК до такой степени, что это позволяет сделать их одними из самых распространенных в своем геноме. Среди прочего это помогает им выдерживать экстремальную радиацию.

Позавчера, 11:00
НИУ ВШЭ

Северный Кавказ играл ключевую роль в древней колонизации Евразии и формировании ее культурного и генетического наследия, однако до сих пор не до конца изучена генетическая история носителей местных культур. Ученые впервые провели глубокое секвенирование древней ДНК представителей кобанской культуры, сформировавшейся в позднем бронзовом веке на Северном Кавказе, и сравнили ее с генетическими данными современных народов Кавказа. Результаты работы подтвердили роль носителей кобанской культуры как древнего генетического моста между бронзовым и железным веками на Северном Кавказе.

Вчера, 13:05
Юлия Трепалина

Во время проживания в отелях туристы, как правило, расходуют ощутимо больше воды, чем у себя дома: из-за долгого плескания в душе разница может доходить до 250 литров в день. В новом исследовании ученые с помощью эксперимента показали, как побудить отдыхающих пользоваться водными ресурсами экономнее.

8 апреля
Василий Парфенов

Режим работы, количество трудовых часов в неделю и экономическую стабильность профессии прочно ассоциируют с благополучием человека. Количественно и качественно определить эти взаимосвязи получается редко — нужны большие выборки респондентов и длительное время наблюдений. Автор новой научной работы использовал долговременное исследование более чем семи тысяч американцев, чтобы выявить основные эффекты паттернов трудовой деятельности на психическое и физическое здоровье работающих людей.

28 марта
Игорь Байдов

Американская компания JetZero, которая обещает произвести фурор в гражданской авиации, получила сертификат летной годности на испытания уменьшенной копии разрабатываемого ею сверхэффективного реактивного авиалайнера со «смешанным крылом». Предстоящая программа летных испытаний будет направлена на оценку летно-технических характеристик самолета, его устойчивости и управляемости.

21 марта
Дарья Г.

По спектральным данным от «Джеймса Уэбба» и результатам компьютерного моделирования атмосферы астрономы показали, что экзопланета LHS 1140 b — мир-океан. Причем по характеристикам это лучший на сегодня потенциально обитаемый мир, подходящий для пристального изучения.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: