Кольские ученые открыли новый эффективный способ переработки медно-никелиевых отходов

Комбинаты «Печенганикель» и «Североникель» много лет перерабатывали медно-никелевую руду на двух промышленных площадках — в городе Заполярный и в поселке Никель. До 2021 года в процессе металлургического обогащения происходили выбросы в атмосферу диоксида серы, что приводило к выпадению на землю слабых растворов серной кислоты. Она выщелачивала тяжелые цветные металлы из шлака.

Образовавшиеся таким образом растворы с превышающей ПДК никеля и меди негативно влияли на окружающую среду. С 2020 года компания «Норникель» отказалась от устаревшей и экологически небезопасной технологии обжига медно-никелевого концентрата, и плавильный цех Кольской ГМК в городе Никель был закрыт. Встал вопрос: как поступить с огромным количеством твердых отходов, накопленных за годы работы комбината?

В Мурманской области, как и во всем мире, складывается ситуация сокращения запасов полезных ископаемых богатых и легкообогатимых руд при весомом объеме так называемых техногенных месторождений. Поэтому сейчас необходимо разрабатывать новые, экономически эффективные методы извлечения из горнорудных отходов, содержащихся в них металлов, переработки и использования шлаков в качестве заменителя природных ресурсов для производства продукции с высокой добавленной стоимостью.

Ученые ИХТРЭМС КНЦ РАН давно занимаются разработкой способов утилизации шлаков различных металлургических производств, в том числе для использования их в строительной индустрии. Необходимо помнить, что металлургические отходы отличаются нестабильным химическим и минеральным составом, содержат тяжелые металлы с опасными свойствами, что ограничивает их использование в качестве наполнителей в строительных материалах. Важно при этом использовать самые доступные и дешевые реагенты, не потерять цветные металлы и выделить в удобной для применения форме основные макрокомпоненты шлака: железо и диоксид кремния.

В ходе лабораторных экспериментов был разработан новый метод, который включает разложение шлака разбавленными растворами серной кислоты с выведением в раствор более 70 процентов кремния, 77 — железа и 78 — магния и концентрированием цветных металлов в остатке, выделение диоксида кремния из раствора, обезвоживание растворов, прокаливание порошка солей железа и магния с получением оксида железа пигментного качества и сульфата магния.

В результате сернокислотного выщелачивания в неразложившемся остатке обнажаются сульфидные зерна, заключенные в ферросиликате, что является благоприятным фактором для дальнейшей флотации сульфидов. Хвосты обогащения могут далее использованы в строительной отрасли. На разработанный способ переработки металлургических шлаков в 2022 году получен российский патент. Предложенный учеными принципиально новый комплексный подход к переработке отвальных шлаков медно-никелевой промышленности позволяет полностью использовать отходы с получением оксида железа, концентрата цветных металлов, диоксида кремния и сульфата магния. 

КНЦ РАН

84 статей

Кольский научный центр Российской академии наук (бывший Кольский филиал Академии наук СССР) имени С. М. Кирова, объединение научных учреждений РАН на Кольском полуострове.

Показать больше