The paper considers the possibility of processing converter nickel slags from the South Ural Nickel Combine in order to extract residual metals and obtain marketable products. The initial slag contains significant amounts of iron, nickel, and sulfur in the phases of fayalite and pyrite. Experiments have been conducted on the reduction firing of pellets of a mixture of slag and thermal coal at 1000 °C in a Tamman resistance furnace. It has been established that at this temperature, partial reduction of iron occurs with the formation of a metallic phase containing about 1% nickel, but without the extraction of iron from pyrite. To isolate the metal phase, pyrometallurgical melting was carried out in a single-electrode arc furnace at 1600 ° C with the addition of lime, resulting in a metal alloy based on iron with a high content of sulfur and nickel. Subsequent remelting in an induction furnace with the addition of manganese made it possible to convert sulfur into manganese sulfides, providing a metal suitable for the production of construction fittings. The slag phase after melting is characterized by a low content of iron oxides and can be used in road construction. The organization of the nickel slag processing process in specialized pyrometallurgical micro-plants for integrated waste disposal and production of metal products with minimal capital and energy costs is proposed.

ADILOV G.A.

Candidate of technical sciences, researcher at the research institute «Hydrogen technologies in metallurgy», South Ural state university (NIU), Chelyabinsk, Russian Federation

Е-mail: adilovg@susu.ru, https://orcid.org/0000-0002-1012-8097

1. Серёдин Д. А., Смирнов И. В. Пирометаллургическое извлечение цветных металлов из никелевых шлаков // Журнал горной и металлургической промышленности. – 2016. – Т. 6. – № 3. – С. 45–51.
2. Чжан Х., Ван С., Ли Г. Современные подходы к утилизации никелевых шлаков // Минералы. – 2019. – Т. 9. – № 5. – С. 300.
3. Апиратикул М., Юн Н., Ким С. Вторичная переработка конвертерных шлаков никелевого производства // Журнал чистого производства. – 2020. – Т. 245. – С. 118820.
4. Чжоу Х., Лянь Ю., Гао С. Восстановление металлов из никелевого шлака методом восстановительной сульфидизации // Минералы. – 2021. – Т. 11. – № 9. – С. 1022.
5. Ли Ю., Чэнь В., Сюй М. Извлечение железа, никеля и меди из конвертерных шлаков путем окисления и восстановления // ISIJ International. – 2018. – Т. 58. – № 12. – С. 2215–2223.
6. Ван Т., Лю Х., Ши П. Комплексное использование металлургических отходов: переработка никелевого шлака с алюминиевым дроссом и добавлением конвертерного шлака // Журнал устойчивой металлургии. – 2019. – Т. 5. – С. 156–168.
7. Чжао Ю., Го Ч., Лю Д. Пирометаллургическая переработка никелевого шлака с использованием биоугля // Материалы международной конференции «Molten 2024». – 2024.
8. Лю С., Чжан М., Хэ Ю. Сочетание пирометаллургии и флотации для извлечения никеля из шлаков // Журнал опасных материалов. – 2020. – Т. 386. – С. 121642.
9. Ким Дж., Пак Х., Ли М. Модификация конвертерного шлака для повышения извлечения никеля // Металлы. – 2022. – Т. 12. – № 3. – С. 410.
10. Ли Д., Чжэн Ю., Фэн С. Контроль состава шлака для оптимизации пирометаллургической переработки // Инженерия минералов. – 2023. – Т. 198. – С. 107015.
11. Селиванов, Е.Н. Формы нахождения металлов в шлаке конвертирования никелевых штейнов / Е.Н. Селиванов, С.А. Федичкин // Расплавы. – 2004. – № 3. – С. 17–23.
12. Макаров А.Б. Главные типы техногенно-минеральных месторождений Урала. Екатеринбург, УГГУ,2006. 206
13. Чантурия В.А., Козлов А.П. Развитие физико-химических основ и разработка инновационных технологий глубокой переработки техногенного минерального сырья. Горный журнал. 2014. № 7. C. 79-84.

converter nickel slag, pyrometallurgy, reduction firing, solid-phase reduction, arc furnace, metal slag, waste disposal