Badania przydatności materiałów zawierających związki organiczne jako reduktorów do spiekania i redukcji rud żelaza oraz odpadów żelazonośnych

Zbadano przydatność odpadowych tworzyw sztucznych jako części reduktora węglowego w procesie redukcji rud żelaza oraz odpadów żelazonośnych. Do badań wykorzystano tworzywo sztuczne z plastykowych butelek PET oraz z organicznych pozostałości pochodzących ze strzępienia złomu samochodowego, tzw. ASR. Wykonano charakterystyki odpadów; analizy chemiczne, fizyczne, fazowe i termiczne. Z materiałów tych wykonano partię grudek i brykietów stanowiących materiał wyjściowy do badań procesów redukcji bezpośredniej z zastosowaniem reduktora węglowego z różnym udziałem ASR oraz PET. Grudki i brykiety z udziałem ASR poddano próbie redukcyjności statycznej (do 500oC) i dynamicznej (do 950oC) w urządzeniu do badań redukcyjności. Próby redukcji grudek z udziałem PET przeprowadzono w mikrofalowym piecu obrotowym - laboratoryjnym ATON HR-lab, wykorzystującym promieniowanie mikrofalowe do nagrzewania materiału od wewnątrz. Wyniki badań próbek grudek i brykietów zawierających koncentrat magnetytowy, reduktor węglowy oraz mieszanki węgla z ASR po procesie redukcji wskazały, że dodatek do reduktora węglowego (koksiku) do 20% pozostałości ASR sprzyja procesowi redukcji rud żelaza. Nie udało się zbadać wpływu częściowego zastąpienia reduktora węglowego materiałem PET, z powodu niewystarczającej mocy mikrofalowego nagrzewania w piecu obrotowym do redukcji rudy.

The usability of waste plastics as a part of carbon reducer in the reduction process of iron ores and iron-bearing waste was investigated. The plastic PET bottles and organic automotive shredder residues (ASR) were used for investigations. The waste characteristics as well as chemical, physical, phase and thermal analyses were carried out. The materials were used to produce the batch of pellets and briquettes as a starting material for investigations on direct reduction processes using carbon reducer with different ASR and PET contents. The pellets and briquettes containing ASR were put to static (up to 500°C) and dynamic (up to 950°C) reduction test in the reduction test plant. The reduction tests of PET-containing pellets were carried in the laboratory microwave rotary furnace - ATON HR-lab, using the microwave radiation for heating the material from inside. The results of testing the pellets and briquettes containing magnetite concentrate, carbon reducer and mixtures of carbon and ASR after reduction revealed that the addition of up to 20% of ASR to carbon reducer (quick coke) created favourable conditions for iron ore reduction. The investigation on the impact of partial replacement of carbon reducer with PET has failed due to insufficient power of microwave heating in the rotary furnace for ore reduction.