Технический университет УГМК, Верхняя Пышма, Россия:

Козлов П. А., заместитель директора по науке, эл. почта: p.kozlov@tu-ugmk.com

Растущие потребности России в цинке и целой гамме сопутствующих ему цветных и редких металлов, например цинке, свинце, кадмии, олове, меди, не обеспечены их производством на действующих предприятиях в связи с недостатком сырья. В то же время на предприятиях черной и цветной металлургии, химической промышленности накоплены сотни миллионов тонн цинк содержащих отходов 2–4-х классов опасности, переработка которых позволит не только восполнить сырьевую базу заводов, но и улучшить экологическую ситуацию в регионах, где расположены металлургические предприятия. При переработке промышленных отходов расширяется сырьевая база не только цветной и черной металлургии, но и строительной индустрии. В качестве базовой технологии наиболее рационально использование вельц-процесса, в основе которого лежит дистилляционное разделение поликомпонентных систем в восстановительных условиях. Предложена блок-схема переработки промышленных отходов с получением:
– цинка, кадмия и индия в виде компактных металлов;
– цинка и индия в виде тонкодисперсных порошков;
– клинкера в качестве сырья для производства высокомарочного цемента для строительной индустрии и низкомарочного цемента для закладки горных выработок.
Элементы технологии, имеющие техническую и научную новизну, запатентованы в России и зарубежом. Впервые на практике с использованием крупногабаритных вельц-печей реализованы:
– пароокислительное вельцевание полиметаллических отходов;
– рециклинг тепла газов и твердых продуктов с получением технологического пара;
– применение альтернативных видов флюсов (доломит) и альтернативного топлива (нефтекокса).
Практически все приведенные на блок-схеме технологии переработки промышленных отходов либо реализованы на ПАО «Челябинский цинковый завод», либо прошли промышленную проверку и находятся в стадии разработки технологических регламентов.

1. Леонтьев Л. И. Нет дальнейшему накоплению отходов металлургии // Экология и промышленность России. 2013. № 1. С. 1.
2. Xu Z., Li Q., Nie H. Pressure leaching technique of smelter dust with high-copper and high-arsenic // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010. Vol. 20. P. 176–181.
3. Alguacil F. J., Garcia-Diaz I., Lopez F. et al. Recycling of copper flue dust via leaching-solvent extraction processing // Desalination and water Treatment. 2015. Vol. 56. P. 1202–1207.
4. Kasikov A. G., Areshina N. S., Mal’ts I. E. Hydrometallurgical processing of the fine dusts of copper production of OAO Kol’skaya GMK // Theoret. Foundat. Cytm. Eng. 2010. Vol. 44, No. 5. P. 811–817.
5. Harp G. Eisenhaltige Kreislaufstoffe als secundare Rohstoffe in Europa – Processing ferriferous steelworks byproducts as secondary raw materials in Europe // Stahl und Eisen. 2009. Bd. 129, No. 3. S. 55–62.
6. Piret N. L., Muller D. Beurteilungskriterien der Verarbeitung von Reststoffen mit niedrigem Zinkgehalt aus der Eisen und Stahlproduction // Erzmetall. 1993. Bd. 46, No. 6. S. 364–368.
7. Segers. Treatment of Electric Arc Furnace Dust. A Case Study in the Environmental Field // ATB-Metallurgie. 1996. Vol. XXXVI, No. 1-2. P. 111–122.
8. Zunkel A. D. EAF DustTreatment Technologies and Processes: A Status Report // Proc. Of REWAS’99. — San Sebastian, 1999. Vol. II. P. 1453–1461.
9. Southwick L. M. Perspectives on hydrometallurgical processing of zinc oxide recovered from electric arc furnace dusts // Proc. Of Nichel-cobalt 1997. — Sudbury, August 1997. Vol. III. P. 373–396.
10. Rutten J. T. Ist der Walzprozess fur EAF Staub noch zeitgemab? Stand der Technic und Herausforderungen // Vemetzung von Zink und Stahl. 2. GDMB Seminar. — Leoben, January 2009. S. 137–149.
11. Nakamura T. Zink Recycling Technology now and in the future // Proc. Of Lead&Zinc 2005. — Kyoto, 2005. Vol. I. P. 123–137.
12. Якорнов С. А., Паньшин А. М., Грудницкий П. И., Дюбанов В. Г. и др. Особенности процесса разложения феррита цинка известью в пылях электродуговой плавки стали // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2017. № 3. C. 29–33.
13. Kozlov P. A. The Waels Process. — Moscow : Ore and Metals, 2003. — 160 p.
14. Kozlov P. A., Panshin A. M., Yakornov S. A. Research, Development and Implementation of Processing Zinc Oxidized Raw Material for Zinc and Indium Recovery at Chelyabinsk Zinc Plant // EMC 2017. — Leipzig, Germany, 25–28 June 2017. Vol. 4. P. 1669–1679.
15. Паньшин А. М., Шакирзянов Р. М., Избрехт П. А., Затонский А. В. Основные направления совершенствования производства цинка на ОАО «Челябинский цинковый завод» // Цветные металлы. 2015. № 5. C. 19–21.
16. Якорнов С. А., Паньшин А. М., Козлов П. А., Ивакин Д. И. Разработка технологии грануляции шихты на основе пылей электродуговых печей для пирометаллургической переработки во вращающихся печах // Металлург. 2017. № 7. С. 25–29.
17. Пат. 2516191 РФ. Способ вельцевания окисленных цинксодержащих материалов / Козлов П. А., Паньшин А. М., Шакирзянов Р. М., Дюбанов В. Г и др. ; заявл. 29.12.2012 ; опубл. 20.05.2014, Бюл. № 14.
18. Пат. 2509815 РФ. Шихта для вельцевания цинк свинец олово содержащих материалов / Козлов П. А., Паньшин А. М., Затонский А. В., Дюбанов В. Г. и др. ; заявл. 31.07.2012 ; опубл. 20.03.2014, Бюл. № 8.
19. Pat. 202014008166 DE. Einsatsgutzum Walzen von zinkbleizinnhaltigen Materiallen / AO «CHELYABINCKII TSINKOVII ZAVOD» ; Introduced 17.09.2014 ; Published 03.11.2014.
20. Пат. 2266467 РФ. Котел-утилизатор / Крехов А. Г., Гладышев А. Н., Добрынин В. В., Соболев В. И. и др. ; заявл. 23.07.2002 ; опубл. 20.12.2005, Бюл. № 35.
21. Пат. 2496895 РФ. Способ вельцевания цинковых кеков / Козлов П. А., Паньшин А. М., Затонский А. В., Решетников Ю. В. и др. ; заявл. 22.09.2012 ; опубл. 27.10.2013, Бюл. № 30.
22. Козлов П. А., Ходыко И. И., Порошин Е. А., Ивакин Д. А. Разработка технологии использования нефтекокса в вельцпроцессе // Цветные металлы. 2019. № 4. С. 28–32.
23. Пат. 2218244 РФ. Способ получения индиевого порошка высокой чистоты / Казанбаев Л. А., Козлов П. А., Кубасов В. Л., Колесников А. В., Загребин С. А. ; заявл. 05.04.2002 ; опубл. 10.12.2003, Бюл. № 34.
24. Пат. 2659513 РФ. Шихта для вельцевания цинксодержащих материалов / Козлов П. А., Якорнов С. А., Паньшин А. М., Избрехт П. А. и др. ; заявл. 01.09.2017 ; опубл. 02.07.2018, Бюл. № 19.
25. Дегтярев А. М., Ивакин Д. А., Шумилин Ю. П., Майоров С. П. Освоение технологии прокалки вельц-оксида в трубчатой вращающейся печи // Цветные металлы. 2015. № 5. С. 31–35.
26. Паньшин А. М., Решетников Ю. В., Ивакин Д. А., Гераскин В. В. Исследования и разработка гидрометаллургического передела в технологии переработки отходов медной промышленности с извлечением олова в оловянный концентрат // Цветные металлы. 2015. № 5. С. 46–50.
27. Пат. 2653394 РФ. Способ переработки цинксодержащих пылей электродуговых печей / Козлов П. А., Якорнов С. А., Паньшин А. М., Избрехт П. А. и др. ; заявл. 23.03.2017 ; опубл. 08.05.2018, Бюл. № 13.
28. Пат. 2663918 РФ. Способ получения цинкового порошка из цинксодержащих отходов / Козлов П. А., Якорнов С. А., Паньшин А. М., Избрехт П. А. и др. ; заявл. 01.09.2017 ; опубл. 13.08.2018, Бюл. № 23.
29. Kozlov P. A., Panshin A. M., Yakornov S. A. Research and Development of Pyrohydrometallurgical Technology of Ferrous Dust Treatment with Zinc Powder Production // EMC 2019. — Dusseldorf, Germany, 23–26 June 2019.
30. Патрушев А. В., Останина Т. Н., Рудой В. М., Верещагина А. В. и др. Выбор условий получения электролитических порошков цинка для металлонаполненных композиций // Материалы докладов конференции «Химия в Федеральных университетах». — Екатеринбург, 2013. С. 124–128.