ООО «УГМК-Холдинг», Екатеринбург, Россия:

С. А. Якорнов, зам. технического директора
А. М. Паньшин, технический директор

Технический университет УГМК, Верхняя Пышма, Россия:
П. А. Козлов, заместитель директора научно-исследовательского и проектного института по науке,
эл. почта: pak@zinc.ru

ПАО «Челябинский цинковый завод», Челябинск, Россия:
Д. А. Ивакин, начальник технологического бюро инженерного центра

Проанализированы современные пиро- и гидрометаллургические методы переработки пылей черной металлургии. Показано, что пыли электродуговых сталеплавильных печей (ЭДП), содержащие более 20 % Zn, являются перспективным сырьем для извлечения цинка, свинца и других ценных компонентов. Существующие высокотемпературные методы (вельцевание, процессы Mitsui, Contop, Primus, печь с вращающейся подиной и др.) отличаются большим расходом углеродистого восстановителя и получением продуктов низкого качества, требующих дополнительной переработки. Альтернативой распространенным в настоящее время пирометаллургическим технологиям являются гидрометаллургические процессы с применением в качестве головной операции кислотного, аммиачного или щелочного выщелачивания. Сернокислые растворы не обеспечивают селективного и полного перевода цинка в раствор, существуют проблемы очистки сульфатных растворов от железа и утилизации твердых остатков. Основным недостатком прямого аммиачно-хлоридного выщелачивания цинка из пыли ЭДП с последующим получением катодного металла (процесс EZINEX) является присутствие в исходном сырье значительных количеств труднорастворимого феррита цинка, что приводит к низкому извлечению цинка в раствор. Наиболее перспективной следует считать технологию щелочной переработки пылей ЭДП, обеспечивающую селективное извлечение цинка и свинца в раствор и концентрирование железа в кеке, пригодном для переработки на предприятиях черной металлургии. В связи с этим актуально исследование операций щелочного выщелачивания, очистки растворов и электроэкстракции цинка из щелочных электролитов. Для повышения извлечения цинка на стадии выщелачивания необходима разработка процессов предварительной обработки пылей ЭДП (без возгонки цинка) с целью разрушения ферритов цинка и удаления галогенидов.

Авторы выражают благодарность профессору кафедры металлургии цветных металлов УрФУ (Екатеринбург) С. В. Мамяченкову за помощь и участие в подготовке данной работы.

1. Leushin I. O., Subbotin A. Yu., Geyko M. A. Recycling of galvanized steel scrap for use in cast iron melting in induction melting facilities // CIS Iron and Steel Review. 2015. No. 1. P. 19–22. DOI: 10.17580/cisisr.2015.01.04
2. Letimin V. N., Vdovin K. N., Druzhkov V. G., Makarova I. V., Nasyrov T. M. Analysis of the ways for the disposal of gas cleaning dust and sludge at the metallurgical enterprises // CIS Iron and Steel Review. 2014. No. 1. P. 54–56.
3. Паньшин А. М., Леонтьев Л. И., Козлов П. А., Дюбанов В. Г., Затонский А. В., Ивакин Д. А. Технология переработки пылей электродуговых печей ОАО «Северсталь» в вельц-комплексе ОАО «ЧЦЗ» // Экология и промышленность России. 2012. № 11. С. 4–6.
4. Тарасов А. В., Бессер А. Д., Мальцев В. И. Металлургическая переработка вторичного цинкового сырья. — М. : Гинцветмет, 2004. — 218 с.
5. Kozlov P. A. The Waelz Process. — M. : «Ore and metals» publishing house, 2003. — 160 p.
6. Havlík T., Kukurugya F., Orá D., Parilák L., Miškufová A., Takáová Z. Acidic leaching of EAF steelmaking dust // Erzmetall. 2012. Vol. 65, No. 1. P. 48–50.
7. Olper M., Maccagni M. Zn Production from Zinc Bearing Secondary Materials: The Combined Indutec^® / Ezinex^® Process // Proc. of the 3th European Metallurgical Conference «EMC 2005». — Dresden, Germany, 2005. Vol. 2. P. 491–500.
8. Frias C., Palma J., Martin D., Diaz E. The ZINCEX technology a safe and profitable way for zinc dusts and oxides recycling // The 4th European Metallurgical Conference «EMC 2007». — Dusseldorf, Germany, 2007. Vol. 3. P. 1107.
9. Díaz G., Martín D., Frías C., Sánchez F. Emerging applications of ZINCEX and PLACID technologies // JOM. 2001. Vol. 53, No. 12. P. 30, 31.
10. Frenay J., Hissel J., Ferlay S. Recovery of lead and zinc from electric steelmaking furnace dusts by the Cebedeau process // Recycle and Secondary Recovery of Metals. — Warrendale, PA : TMS, 1985. P. 195–208.
11. Liu Jidong, Su Jialin, Lu Jianhua, Zheng Songzhang, Liu Guocheng. Thermodynamic analysis on system of ZnO – NH₃ – NH₄HCO₃ – H₂O in process of zinc oxide leaching // Inorganic Chemicals Industry. 2015. Vol. 47, No. 6. P. 30–33.
12. Gökhan Orhan. Learching and cementation of heavy metals from electric arc furnace dust in alkaline medium // Hydrometallurgy. 2005. Vol. 78, No. 3–4. P. 236–245.
13. Xia D. K., Pickles C. A. Caustirasting and leaching of electric arc furnace dust // Canadian Metallurgical Quarterly. 1999. Vol. 38, No. 3. P. 175–186.
14. Habashi F. Principles of extractive metallurgy. Vol. 1. — N. Y. : Gordon and Breach, Science Publishers, Inc., 1969.