В работе рассмотрена возможность переработки конвертерных никелевых шлаков Южно-Уральского никелевого комбината с целью извлечения остаточных металлов и получения товарных продуктов. Исходный шлак содержит значительные количества железа, никеля и серы, находящихся в фазах фаялита и пирита. Проведены эксперименты по восстановительному обжигу окатышей смеси шлака и энергетического угля при 1000 °C в печи сопротивления Таммана. Установлено, что при данной температуре происходит частичное восстановление железа с образованием металлической фазы, содержащей около 1% никеля, но без извлечения железа из пирита. Для выделения металлической фазы проведены пирометаллургические плавки в одноэлектродной дуговой печи при 1600 °C с добавлением извести, в результате чего получен металлический сплав на основе железа с высоким содержанием серы и никеля. Последующий переплав в индукционной печи с добавлением марганца позволил перевести серу в сульфиды марганца, обеспечив получение металла, пригодного для производства строительной арматуры. Шлаковая фаза после плавки характеризуется низким содержанием оксидов железа и может быть использована в дорожном строительстве. Предложена организация процесса переработки никелевых шлаков на специализированных микрозаводах пирометаллургического типа для комплексной утилизации отходов и получения металлопродукции при минимальных капитальных и энергетических затратах.

АДИЛОВ Г.А.

Кандидат технических наук, научный сотрудник НИЛ «Водородные технологии в металлургии», Южно-Уральский государственный университет (НИУ), г. Челябинск, Россииская Федерация

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.

конвертерный никелевый шлак, пирометаллургия, восстановительный обжиг, твердофазное восстановление, дуговая печь, металлошлак, утилизация отходов