Экологичный подход к ликвидации шлаков медеплавильных предприятий предусматривает проект ЮУрГУ и «ИЦ АС Теплострой» по комплексной переработке техногенных отходов. Из них предлагается извлекать железо и использовать его для изготовления износостойких чугунных мелющих шаров и строительной арматуры, а из оксидных остатков – синтетический базальт, псевдоволластонит, псевдобиоволокно. Перспективный проект реализуют в рамках Уральского НОЦ.
Пирометаллургическое производство цветных металлов характеризуется образованием большого количества отходов производства, основными из которых являются шлаки. Комплексное использование техногенных отходов, к которым относятся шлаки, позволит экономить природные ресурсы и защитить окружающую среду.
«Утилизация отходов медеплавильного производства является важной проблемой не только в России, но и во всём мире. Только в Челябинской области на Карабашском медеплавильном комбинате накопилось свыше 20 млн тонн шлаковых отвалов. При этом производственные мощности Карабашского абразивного завода, который занимается переработкой отходов медеплавильного производства, составляют 200-300 тыс. тонн шлака в год. Таким образом, потребуется около 100 лет на полную утилизацию уже накопившихся объёмов отвального шлака. И это невзирая на то, что в скором времени в Челябинской области запланирован выход на полную мощность Томинского горно-обогатительного комбината, что значительно повысит не только объёмы производства меди, но и сгенерирует ещё большее количество отходов медеплавильного производства», – поясняет руководитель проекта Павел Гамов, заведующий кафедрой «Пирометаллургические процессы» Политехнического института ЮУрГУ.
.png)
Стоит подчеркнуть, что речь идет только о тех отходах, которые формируются в процессе выплавки черновой меди (не принимая в расчет хвосты обогащения и отходы, формирующиеся на других стадиях передела). На данный момент отвальные шлаки в Карабаше занимают площадь свыше 27 гектар.
Перед учеными стоит задача по разработке технологии извлечения железа из шлаков медеплавильного производства и технологии изготовления чугунных мелющих тел, соответствующих требованиям ГОСТ. Кроме того, планируется разработка технологии для изготовления синтетического базальта, псевдоволластонита, псевдобиоволокна из оксидных остатков. На площадке предприятия-партнера будет создана пилотная линия по переработке шлаков медеплавильного производства.
Реализация этого проекта позволит снизить объемы складирования и образования шлаков медеплавильного производства путем переработки их в чугунные мелющие шары и синтетический базальт. Такой подход предотвратит накопление меди в ломе чёрных металлов, поскольку чугунные мелющие шары полностью истираются в процессе работы.
.jpg)
В 2023 году команда проекта провела лабораторное исследование и подбор условий подготовки исходного сырья, а также лабораторное исследование процесса металлизации окускованных материалов с учетом кинетики и максимальной степени металлизации железа.
В 2022 году проект получил грантовую поддержку Правительства Челябинской области. Также в проекте предусмотрено финансирование за счет собственных средств индустриального партнера.
Уральский межрегиональный НОЦ «Передовые производственные технологии и материалы» создан в рамках национального проекта «Наука и университеты» для проведения прикладных научных исследований и разработок мирового уровня. Центр участвует в получении конкурентоспособных технологий и продуктов, их коммерциализации, а также в подготовке кадров. В развитии УМНОЦ активное участие принимают ведущие вузы Свердловской, Челябинской и Курганской областей – УрФУ, ЮУрГУ, КГУ и другие.