Le prototype conçu par les chercheurs de l'université MISiS est destiné au traitement des déchets techniques pour produire de la fonte, ainsi que pour la production de gaz combustibles à partir de résidus d'hydrocarbures. Le réacteur a déjà suscité l'intérêt des producteurs nationaux d'énergie et de métaux non ferreux.
Plus de 95% de la fonte fabriquée dans le monde est produite à ce jour dans des hauts-fourneaux — de puissants appareils qui produisent des milliers de tonnes de métal par jour. Mais les hauts-fourneaux classiques nécessitent des matières premières de haute qualité, et y traiter les déchets de production n'est ni rentable technologiquement ni économiquement, voire impossible. Pourtant, rien que les entreprises russes engendrent plus de 5 millions de tonnes de matières recyclables par an.
Le nouveau four a été conçu selon le principe de barbotage qui consiste à faire remonter des bulles de gaz dans le métal liquide. L'objectif final du processus consiste à transformer le métal liquide mixte en fonte pure. D'abord, le concentré ferreux est transformé en liquide dans le four à une température de 1400-1500°C. On y souffle ensuite du monoxyde de carbone gazeux avec des impuretés de dioxyde de carbone et d'azote. Les bulles qui se forment accélèrent significativement les processus chimiques dans le bain et mélangent intensivement le liquide ferreux et les scories.
Comme l'affirment les auteurs de ce projet, la nouvelle technologie pourrait susciter une révolution dans le secteur métallurgique.
"Nous avons perfectionné la technologie Romelt développée par l'université MISiS dès les années 1980 et nous avons séparé le réacteur en deux zones: de fonte et de régénération. Sur la surface du bain de liquéfaction, on dépose des matières ferreuses, du charbon énergétique et des additifs fluidifiants. Le charbon est entraîné par les flux de déchets en bas du bain, où grâce au flux d'oxygène se produit la combustion en émettant du CO2 et des vapeurs d'eau. Puis le liquide coule dans la zone de régénération où a lieu le rétablissement définitif jusqu'à la fonte", explique le directeur du groupe Guennadi Podgorodetski, directeur du centre scientifique et éducatif technologies métallurgiques innovantes.
D'après les développeurs, le principal avantage de leur technologie est qu'elle réduit la consommation spécifique d'énergie: 20-30% de moins par rapport aux meilleurs concurrents mondiaux. De plus, il est prévu de réprimer la formation de substances particulièrement dangereuses pour l'environnement.
L'approbation de cette technologie et la production future d'appareils sur sa base permettra de produire sans déchets des métaux ferreux et non ferreux, et représente un puissant facteur écologique positif.
"A la demande du client, la composition des résidus peut être choisie pour être transformée en produits litho-sidérurgiques, en laine de verre d'isolation thermique, ou encore pour fabriquer des produits intermédiaires dans la production du ciment. Grâce à la conception unique de l'appareil, les dépenses des vecteurs énergétiques peuvent être réduites à 500 kg de charbon et à 500 nm³ d'oxygène pour une tonne de fonte obtenue. Au final, nous transformons les scories, obtenons de la fonte, des résidus commerciaux et un concentré de métaux non ferreux. Il n'y a pas de déchets dans notre technologie. Le prototype est également destiné à l'élaboration d'une technologie de gazéification sans déchets de nombreux résidus de carbone, y compris les déchets ménagers solides", conclut Guennadi Podgorodetski.
