Труды КНЦ. Технические науки. – 2026. - № 1

Acknowledgements: This work was carried out within the framework of the State Research Program of the Northern Energetics Research Centre of the Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences (FMEZ-2025-0057). For citation: Klimov A. A. Prospects of electric pulse fracturing of copper-nickel production slags for further processing // Transactions of the Коіа Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2026. Vol. 17, No. 1. P. 94-104. doi:10.37614/2949-1215.2026.17.1.010. Введение Исходя из полученных Росстатом данных [Паспорт..., 2025], в 2021 г. на предприятиях цветной металлургии Российской Федерации было образовано 5,8 млн т шлаков, при этом 4,8 млн т из них было использовано (доля использования — 82,8 %). Также указывается, что, по экспертным оценкам, количество образуемых ежегодно шлаков цветной металлургии составляет не менее 9,5 млн т. Образующиеся на предприятиях медно-никелевого производства шлаки с разных этапов передела руд первоначально складируются в отвалы, которые на данный момент могут рассматриваться как техногенные месторождения металлосодержащего сырья. К примеру, отвалы шлаков плавильного цеха комбината «Печенганикель» АО «Кольская ГМК» исследователями оцениваются как месторождение, в котором находится более 45 млн т сырья [Потапов и др., 2013]. Однако складирование шлаков в отвалы и перемещение в пределах полигонов приводит к их выветриванию и постепенному снижению их крупности, что вызывает трудности при вторичном применении. Дополнительно воздействие атмосферных осадков на них приводит к вымыванию токсичных тяжелых металлов и загрязнению подземных вод [Тюкавкина, Гуревич, 2009], из чего следует необходимость переработки таких отходов. Наиболее дешевыми способами рециклинга медно-никелевых шлаков с их минимальной обработкой являются применение в качестве материала заполнителя при производстве бетонных конструкций [Доманская, Тропников, 2014] и измельчение с последующим введением в роли связующего вещества в состав цементных смесей — шлакопортландцементов [Гуревич, Тюкавкина, 2007; Katsiotis et al., 2015]. Также одним из вариантов прямого применения является дробление шлаков и использование в качестве абразивных порошков купершлака и никельшлака. Проводятся исследования по применению шлаков как химического мелиоранта с водоудерживающими агентами для выращивания растительного покрова, поскольку содержащиеся в их составе компоненты могут выступать в роли медленно выделяющихся питательных микроэлементов [Горбачева и др., 2018; Горбачева и др., 2018]. Основу современной промышленной переработки шлаков медно-никелевых производств составляют методы флотации, пирометаллургии и гидрометаллургии. Авторы работы [Sarfo et al., 2017] приводят данные по карботермическому процессу восстановления металлов из соединений шлака медеплавильного производства, в результате которого получаются стальной сплав с высоким содержанием меди и молибдена и вторичный силикатный шлак. Эти продукты могут быть напрямую использованы в металлургии и при изготовлении стёкол и керамики. Гидрометаллургические же методы строятся на применении различных выщелачивающих химических соединений для перевода кремнезема и металлов из шлака в растворы и нерастворимые осадки в зависимости от применяемого реагента [Окорочкова, 2008; Тимощик и др., 2019]. Практически каждому из перечисленных выше методов обычно предшествует стадия механической подготовки сырья, для чего шлаковые отходы подвергают дроблению , измельчению и классификации. Для увеличения эффективности методов необходимо вести измельчение шлаков до крупности менее 500 мкм, при достижении которой начинает происходить раскрытие металлосодержащих компонентов, оставшихся в шлаке после его удаления из расплава. Однако данные в работе [Шадрунова и др., 2013] свидетельствуют, что в шлаках цветных металлов не обнаруживается сложных срастаний рудных минералов со шлакообразующей матрицей. Более того, из соотношений микротвердостей компонентов рассмотренных в работе медно-никелевых шлаков можно сделать вывод, что нерудные компоненты, образующие матрицу шлака, обладают высокой склонностью к хрупкому разрушению, тогда как рудные минералы более подвержены пластической деформации и более стойки к нагружающему воздействию. Поэтому представляется перспективным изучение возможности использования метода электроимпульсной дезинтеграции в жидкости для дробления и измельчения таких техногенных отходов, исходя из доказанной селективности воздействия Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2026. Т. 17, № 1. С. 94-104. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2026. Vol. 17, No. 1. P. 94-104. © Климов А. А., 2026 9 5