В условиях истощения запасов высококачественного минерального сырья особую актуальность приобретает разработка эффективных технологий переработки бедных и труднообогатимых руд. В настоящей работе рассматривается возможность получения ферросилиция из полиметаллической руды месторождения Шалкия методом карботермического восстановления с применением низкозольных восстановителей (спецкокса и низкозольного угля). Данное исследование выполнено с использованием метода термодинамического моделирования на базе программного комплекса HSC Chemistry (Outokumpu) в модуле «Equilibrium Composition». Рассчитаны равновесные фазовые соотношения в системе Fe-Si-Zn-C-O в широком температурном диапазоне (500-2100 °C), проведён анализ распределения элементов между металлической и газовой фазами. Установлено, что наибольшее извлечение кремния в ферросплав (до 90 %) достигается при температурах 1700-1900 °C, преимущественно в виде силицида железа (FeSi) и свободного кремния. Одновременно обеспечивается эффективное удаление цинка в газовую фазу при температурах выше 1600 °C. Полученные результаты подтверждают перспективность пирометаллургического подхода для глубокой переработки руд, содержащих кремнезём и летучие компоненты, без необходимости предварительного флотационного обогащения. Представленные данные могут служить основой для проведения опытных испытаний по получению различных кремнийсодержащих сплавов из руд месторождения Шалкия.

ВОРОБКАЛО Н.Р.

PhD, старший научный сотрудник лаборатории «Пирометаллургические процессы», Химико-металлургический институт им. Ж. Абишева, г. Караганда, Казахстан

E-mail: nina.timirbaeva23@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-3240-104X 

БАЙСАНОВ А.С.

Кандидат технических наук, профессор, заведующий лабораторией «Пирометаллургические процессы», Химико-металлургический институт им. Ж. Абишева, г. Караганда, Казахстан

E-mail: alibekbaisanov@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-3025-7267

ИСАГУЛОВА Д.А.

PhD, ассоциированный профессор кафедры «Нанотехнологии и металлургия», Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова, г. Караганда, Казахстан

E-mail: isagulovada@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-0166-0225

ИБРАХИМОВА Ж.А.

Магистрант, Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова, г. Караганда, Казахстан

E-mail: zhanna.ibrakhimova@mail.ru, https://orcid.org/0009-0003-8622-6165

ШАРИЕВА С.С.

Инженер лаборатории «Пирометаллургические процессы», Химико-металлургический институт им. Ж. Абишева, г. Караганда, Казахстан

E-mail: shariyeva.symbat@mail.ru, https://orcid.org/0009-0006-3018-5458

1. Цинк Казахстана [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://zinc.kz/ru/ Дата обращения: 10.05.2025.
2. Месторождение Шалкия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://tks.kz/ru/mestorozhdenie-shalkiya/ – Дата обращения: 10.05.2025.
3. Мотовилов И.Ю., Барменшинова М.Б., Телков Ш.А., Омар Р.С. Изучение вещественного состава и оценка гравитационной обогатимости окисленных полиметаллических руд месторождения РК // Горный журнал Казахстана. – 2024. – № 9. – С. 51–58. – Режим доступа: https://minmag.kz/wp-content/uploads/2024/10/2409_51-58.pdf
4. Moradi S., Monhemius J. Mixed Sulphide–Oxide Lead and Zinc Ores: Problems and Solutions // Minerals Engineering. – 2011. – Т. 24, № 10. – С. 1067–1076. – DOI: 10.1016/j.mineng.2011.05.014.
5. Есенгазиев А.М., Шарипов Р.Х., Маркаев Е.К., Сулейменов Э.Н. Особенности характеристики минеральных образований в свинцово-цинковом концентрате // Science and World. – 2017. – № 12 (52), Вып. I. – С. 49–57.
6. Semushkina L., Dulatbek T., Tusupbaev N., Nuraly B., Mukhanova A. The Shalkiya deposit finely disseminated lead-zinc ore processing technology improvement // Обогащение руд. – 2015. – № 2. – С. 8–14. – DOI: 10.17580/or.2015.02.02.
7. Shevko V., Makhambetova B., Aitkulov D., Badikova A. Optimization of joint electric smelting of the Shalkiya sulfide ore and its beneficiation tailings with medium-silicon ferrosilicon production // Kompleksnoe Ispolzovanie Mineralnogo Syra = Complex Use of Mineral Resources. – 2024. – № 3 (334). – С. 91–98. – DOI: 10.31643/2025/6445.31.
8. Victor M., Shevko, Baktygul A., Makhanbetova, Dosmurat K., Aitkulov. Theoretical and experimental substantiation of obtaining an alloy from flotation tailings of lead-zinc sulfide ore // Physicochemical Problems of Mineral Processing. – 2023. – Т. 59, Вып. 1. – DOI: 10.37190/ppmp/161853.
9. Избасханов К.С. и др. Полупромышленные испытания коллективной схемы обогащения полиметаллической руды месторождения "Шалкия” // ҚазҰТУ хабаршысы. – 2015. – № 5. – С. 311–320.
10. Makhanbetova B., Shevko V., Aitkulov D. Producing a ferroalloy and zinc concentrate from the Shalkiya deposit sulfide and oxidized ores’ mixture // Journal of Applied Science and Engineering. – 2025. – Т. 28, № 1. – С. 175–182. – DOI: 10.6180/jase.202501_28(1).0017.
11. Султангазиев Р.Б. Разработка и исследование технологии выплавки борсодержащих сталей для изготовления высокопрочных крепежных изделий: дис. … д-ра PhD: 6D070900. – Караганда: КарГТУ, 2017. – 129 с.
12. Белов Г.В. Моделирование равновесных состояний многокомпонентных гетерогенных систем и информационное обеспечение термодинамических расчетов: автореф. дис. … д-ра техн. наук: 05.13.18. – М., 2006. – 32 с.

полиметаллическая руда, термодинамическое моделирование;, HSC Chemistry, карботермическое восстановление, ферросилиций