Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2025(16))

различные пирометаллургические [2, 3] и обогатительные [4, 5] способы переработки клинкера вельцевания с целью извлечения ценных компонентов. Эти исследования свидетельствуют, что переработка клинкера затруднена из-за образования труднообрабатываемых промежуточных продуктов и низкой селективности извлечения ценных компонентов. При этом следует отметить, что недостаточно внимания уделено гидрометаллургическим способам на основе выщелачивания, селективность извлечения ценных элементов которых выше [6]. Целью данной работы являлось опробование и выявление особенностей выщелачивания железа, цинка и меди из клинкера вельцевания пылей электросталеплавильного производства. Р е зу л ь т а ты исследований Химический состав клинкера вельцевания пылей электросталеплавильного производства, используемого в настоящем исследовании, указан в табл. Основными минералами клинкера являются металлическое железо, магнетит, гетит, мелилит, монтичеллит, форстерит. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 4. С. 33-38. Transactions of the Kola Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 4. P. 33-38. Таблица Химический состав клинкера вельцевания пылей электросталеплавильного производства Fe Zn Cu Pb Ca Mg Al Si Mn Na K Cr As Sb Ni Ti V C P S 28,2 0,83 0,81 0,27 9,92 3,86 1,75 5,61 2,25 0,49 0,27 0,32 0,22 0,04 0,05 0,14 0,01 19,1 0,17 1,84 Наши предыдущие исследования [7] показали, что клинкер вельцевания имеет сложный состав и такие ценные компоненты, как цинк и медь, распределены по различным фазам, причем значительная доля цинка находится в форме труднорастворимых феррита и сульфида, а большая часть меди — в металлической форме внутри частиц металлического железа. Это делает нецелесообразным рассмотрение в качестве растворителей щелочей и солей ввиду затрудненности селективного выделения этих элементов в отдельные продукты. В связи с этим, в качестве растворителей были рассмотрены сильные кислоты (H 2 SO 4 , HCl, HNO 3 ), использование которых может обеспечить переход основной части этих элементов в раствор. Экспериментальное выщелачивание было выполнено на магнитной мешалке c подогревом в стеклянных конических колбах объемом 50 мл. В колбу насыпали образец размолотого до -200 мкм клинкера массой 4 г, приливали 20 мл соответствующей кислоты требуемой концентрации. При необходимости добавляли другие реагенты в требуемых количествах и концентрациях. Пульпу в ходе опыта перемешивали магнитными якорями размером 27,5*7 мм, температуру контролировали опущенной в пульпу термопарой. После выдержки при определенной температуре пульпу фильтровали с помощью вакуумной фильтрации. Полученный раствор доводили в мерной колбе до 250 мл подкисленной дистиллированной водой и анализировали методом атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно­ связанной плазмой на приборе Varian Vista Pro (Австралия). На рис. 1 представлено сравнение влияния вида кислоты на степени извлечения железа, меди и цинка из клинкера. Как следует из приведенных данных, при использовании серной кислоты степень извлечения железа составила 94,47 %, цинка — 82,35 %, в то время как медь практически полностью сохранилась в клинкере. Соляная кислота обеспечила сходные результаты: степень извлечения железа составила 90,94 %, цинка — 78,68 %, а меди — лишь 0,21 %. Наиболее выраженное отличие наблюдается при применении азотной кислоты: степень извлечения меди достигла 92,12 %, тогда как степень извлечения железа снижается до 80,16 %, а цинка — до 81,75 %. Таким образом, серная и соляная кислоты обеспечивают высокое извлечение железа и цинка, но не растворяют медь, тогда как азотная кислота, которая является сильным окислителем, способствует извлечению меди. Однако за счет более энергоемкого производственного процесса азотная кислота является более дорогой [8], чем серная и соляная кислоты, а ее негативное влияние на окружающую среду при промышленном © Грудинский П. И., 2025 34