Металлургический прорыв: из побочного продукта в основу новой промышленной технологии

В Казахстане сделан важный шаг к формированию циркулярной металлургии: на основе цинксодержащих возгонов, которые образуются при электроплавке труднообогатимого полиметаллического сырья месторождения Шалкия, разработаны опытные образцы электрохимических цинковых и композиционных покрытий.

Эти образцы были созданы научными сотрудниками Национального центра по комплексной переработке минерального сырья РК (РГП «НЦ КПМС РК») в ходе реализации научно-технической программы «Разработка принципиально новых технологий комплексной переработки полиметаллического сырья на 2023-2025 годы» в рамках программно-целевого финансирования Комитета промышленности Министерства промышленности и строительства РК.

В результате были выявлены оптимальные параметры, при которых возможно выщелачивание цинковых возгонов в сернокислых растворах и извлечение до 70–80% содержащегося цинка. Затем цинк выделяют методом электролиза и получают плотные защитные цинковые покрытия.

Получены следующие опытные образцы композиционных электрохимических покрытий (КЭП):

• покрытие цинка с диоксидом титана (Zn–TiO₂), коррозионная стойкость которого в 3,4 раза выше, чем цинкового покрытия;
• электрохимический сплав цинка с медью (Cu-48,80%, Zn-45,68%), коррозионная стойкость которого в 10 раз выше по сравнению с цинковым и медным покрытием. 

В отличие от традиционных реактивных солей (ZnSO4·7H2O, ZnCl2) возгоны содержат до 25-30% цинка и могут служить полноценным сырьем для электролитов. По предварительным оценкам, их использование позволяет сократить потребность в реактивном цинке около 40%, что значительно снижает производственные затраты и одновременно уменьшает накопление техногенных отходов. 

По итогам работы также разработан технологический регламент на получение композиционного электрохимического покрытия цинка с диоксидом титана из растворов после сернокислого выщелачивания цинксодержащих возгонов. 

Получены 4 патента: 

• «Электрохимический способ получения защитных цинкосодержащих композиционных покрытий на поверхности меди» (№ 8876); 
• «Способ получения сульфида цинка» (№9968);
• «Способ получения композиционного железо-титансодержащего порошка» (№ 8875); 
• «Способ извлечения цинка из отработанных растворов (№10298).

Дальнейшее внедрение технологии позволит:

• снизить себестоимость защитных покрытий;
• уменьшить зависимость от реактивных солей цинка;
• сократить объемы техногенных отходов;
• повысить экологическую устойчивость металлургических производств.

Таким образом, разработка демонстрирует успешную трансформацию металлургических возгонов из побочного продукта электроплавки в высокотехнологичное сырье для электрохимической промышленности.

Напомним, что целью программы «Разработка принципиально новых технологий комплексной переработки полиметаллического сырья на 2023-2025 годы» является разработка и опытно-промышленные испытания технологий комплексной переработки труднообогатимых высококремнистых полиметаллических руд с получением новых видов комплексных кремнистых сплавов и композиционных свинец-, цинксодержащих материалов. Разработка технологических регламентов, технических условий на новые виды комплексных сплавов и технологических заданий для проектирования новых инновационных производств.

Источник : https://www.gov.kz/memleket/entities/comprom/press/news/details/1167816?lang=kk