Темы дня

Как сделать безотходным медное производство

Таких залежей металлургических техногенных отходов на Урале сейчас много. Фото: Ольга Мельчакова

Таких залежей металлургических техногенных отходов на Урале сейчас много. Фото: Ольга Мельчакова

«Облгазета» продолжает серию публикаций об интересных и полезных исследованиях молодых уральских учёных, получивших премию губернатора Свердловской области в 2019 году. В прошлый раз мы рассказывали о перспективных материалах для промышленности. Сегодня – о новом способе переработки отходов металлургических производств. 

— Урал остаётся одной из лидирующих территорий России по добыче полезных ископаемых и производству цветных и редких металлов. По медеплавильному производству Свердловская область - лидер среди регионов. Но далеко не все задумываются о необходимости переработки и утилизации вредных шлаков и пылей, образующихся при производстве меди и других металлов , — рассказывает «Облгазете» старший научный сотрудник лаборатории пирометаллургии цветных металлов Института металлургии Уральского отделения Российской академии наук Станислав Тюшняков

старший научный сотрудник лаборатории пирометаллургии цветных металлов Института металлургии Уральского отделения Российской академии наук Станислав Тюшняков
Сейчас Станислав проводит исследования на реакторе высокого давления. Фото: Из личного архива Станислава Тюшнякова

Разработкой новой технологии утилизации отходов 29-летний учёный занимается около десяти лет. Поясняет, что при обогащении медьсодержащих сульфитных руд выделяются медные и цинковые концентраты. Из медных извлекают ценные элементы: медь, золото, серебро, селен, теллур и серу. А вот цинк, свинец, сурьма и мышьяк идут в пыль и шлаки. Количество таких отходов на Среднем Урале достигает уже более 90 миллионов тонн. Но о переработке шлаков не очень задумываются, хотя это позволило бы получить дополнительное ценное сырьё. К тому же и для экологии была бы польза.

Сейчас большое количество отходов медного производства, по словам Станислава, находится на открытом воздухе, и под воздействием природных условий содержащиеся в них цинк, свинец, сурьма и мышьяк проникают в почву, воду и воздух. Эти накапливающиеся вредные соединения могут принести значительный вред здоровью человека: от отравлений до серьёзных заболеваний дыхательной и пищеварительной систем. Технология утилизации металлургических отходов, разработанная Станиславом Тюшняковым, помогает решить проблемы и сделать медное производство практически безотходным. 

— Новшество и уникальность разработки в том, что я предлагаю перерабатывать медеплавильные шлаки на нестандартном оборудовании — в печах постоянного тока. Модель лабораторной печи данного типа для проведения исследований была собрана из имеющегося в нашей лаборатории оборудования. А в качестве восстановителя для химической реакции использовать не стандартный углеров (коксик), а смесь коксовой мелочи с цинкосодержащими пылями и шламами предприятий чёрной металлургии, - говорит Станислав Тюшняков. - По сути, мы объединяем два техногенных  элемента и перерабатываем их в продукты, которые пригодны для последующего получения марочных металлов и строительных материалов. 

Так, после плавки образуется три товарных продукта: цинковые возгоны, обеднённый шлак для производства строительных материалов и металл. Цинковые возгоны по составу близки к концентратам и послужат сырьём на профильных заводах. Выделенный в ходе плавки металл предполагается использовать на металлургических заводах с целью получения марочного чугуна. А обеднённый по железу, цинку, меди и другим вредным примесям шлак после корректировки состава представляет собой сырьё для производства шлаковой ваты, литья и щебня. 

— Рентабельность переработки медеплавильных отходов зависит от их объёмов на предприятии и сбыта получаемых из них продуктов. По нашим подсчётам срок окупаемости инвестиций в предложенную технологию утилизации шлаков составит шесть лет. Но любые технологии, связанные с переработкой отходов, достаточно затратны, поэтому немногие заводы заинтересованы в их утилизации, — считает Станислав. — Однако будущее у нашей разработки, несомненно, есть.

В дальнейшем молодой учёный планирует вести исследование по созданию процессов переработки других металлургических отходов, загрязняющих окружающую среду. Тем более что в Свердловской области их довольно много. 

  • Опубликовано в №26 от 13.02.2019
Областная газета Свердловской области
.