ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ ШЛАМОВ

Аннотация

В данном исследовании рассмотрены термодинамические условия восстановления цинка из сульфатных соединений, содержащихся в шламах черной металлургии. Для анализа были выбраны четыре образца шламов, полученных с двух различных металлургических предприятий. В результате химического и фазового анализа этих образцов было установлено, что шламы содержат значительное количество оксидов железа, цинка, кальция и кремния. Для определения химического состава использовали метод рентгенофлуоресцентного анализа с применением спектрометра S4 Explorer. Количественное определение фазового состава было выполнено с помощью рентгеновской дифрактометрии на приборе STADI-P. В результате исследований установлено, что цинк в шламах встречается как в сульфатной, так и в сульфидной форме. Это свидетельствует о сложной природе его соединений в этих отходах. Для извлечения цинка применяли методику восстановительного возгона с добавлением известняка и кокса. Лабораторные эксперименты показали высокую эффективность известняка в процессе перевода сульфидного цинка в оксидную форму, что значительно облегчает последующую стадию восстановления. Термический анализ показал, что оптимальная температура процесса восстановления составляет 1100–1300 °C. В результате обжига цинк практически полностью удаляется из шламов, а степень металлизации железа достигает 94 %. Кроме того, было проведено исследование влияния механохимической активации (МХА) на фазовый состав отходов предприятий черной металлургии. Установлено, что увеличение давления при прессовании брикетов до 300 МПа способствует существенному изменению фазового состава и увеличивает долю свободного ZnO. Это, в свою очередь, значительно повышает эффективность процесса извлечения цинка. Полученные результаты подтверждают высокую перспективность применения известняка в качестве реагента для переработки цинксодержащих шламов. Использование данного подхода позволяет не только повысить эффективность извлечения цинка и других металлов, но и снизить остаточное содержание цинка в отходах, что способствует улучшению экологической ситуации и уменьшению негативного воздействия на окружающую среду.