Применение антрацита как наполнителя углеродной продукции

Антрацит продолжает оставаться основным технологическим сырьем (наполнителем) при производстве таких важнейших видов углеродной продукции, как подовые и боковые блоки для алюминиевых электролизеров, блоки различной конфигурации для футеровки доменных печей, угольные электроды для электротермических процессов получения кремния, ферросплавов, фосфора и других материалов, электродные массы для рудотермических печей с самообжигающимися электродами и др.

На Новосибирском электродном заводе (ЗАО «НовЭЗ») для производства углеродной продукции применяется антрацит Горловского, Колыванского и Ургунского месторождений Горловского бассейна [1, 2].

Горловский бассейн расположен в Новосибирской области и представляет собой вытянутую примерно на 120 км с юго-запада на северо-восток узкую полосу площадью около 400 км2. Из 11 известных месторождений бассейна разведаны четыре — Горловское, Ур-гунское, Колыванское и Листвянское, эксплуатируются в настоящее время первые три. Балансовые запасы бассейна составляют около 800 млн т, прогнозные ресурсы до глубины 900 м — 6,5—7,0 млрд т.

Ресурсы технологического сырья в Горловском бассейне в настоящее время характеризуются следующим образом.

Листвянское месторождение — шахта «Лист-вянская», в настоящее время не эксплуатируется. Постоянная добыча угля велась с 1931 г. Остаток балансовых запасов антрацитов до глубины 320 м 70 млн т.

Горловское месторождение — разрез «Горловский». Остаток балансовых запасов в границах разреза около 5 млн т.

Колыванское месторождение — площадь месторождения около 30 км2. Суммарная мощность угленосной толщи более 1900 м, балансовые запасы до глубины 306 м 600 млн т.

Ургунское месторождение — разрез (участок) «Ургунский». Остаток запасов до глубины 215м около 30 млн т, вне границ участка дополнительно разведано около 17 млн т антрацита.

В целях снижения влияния минеральных примесей антрацита на качество углеродной продукции антрацит после добычи проходит технологическую операцию обогащения. Обогащение антрацитов Горловского бассейна производится на обогатительной фабрике ЗАО «Сибантрацит» в магнетитовой суспензии с удельным весом 1,8 г/см3. Продукт разделяется по классам (фракционному составу): до 6 мм, 6—13 мм, 13—25 мм и 25—120 мм.

Современные требования к углеродной продукции предусматривают термическую обработку антрацита перед его применением в качестве углеродного наполнителя. Традиционными процессами термообработки антрацитов являются: газокальцинирование во вращающейся печи при температуре до 1350 °С и электрокальцинирование в электрокальцинаторе при температуре около 1800 °С. ЗАО «Новосибирский электродный завод» в настоящее время оснащен оборудованием для газовой кальцинации (вращающиеся прока-лочные печи УВК — 60x3,5) и оборудованием для производства электрокальцинированного термоантрацита (электрокальцинатор ИЭТ-10).

Перспективной задачей для электродных заводов, выпускающих продукцию на основе антрацита, является создание крупнотоннажных промышленных мощностей по производству электрокальцинированного антрацита.

Современная мировая практика идет по пути увеличения степени термообработки применяемых наполнителей для катодных блоков как для существующих электролизеров с токовой нагрузкой до 200 кА, так и в случае их модернизации [3]. При этом четко прослеживаются этапы этой эволюции: ГКА + графит; ЭКА + графит; графит. Получаемые блоки подвергаются заключительной механической обработке после их обжига, не проходя графитацию. Содержание термоантрацита (ГКА или ЭКА) в шихте меняется от 60 до 20%.