AP09058297 – Разработка новой безотходной технологии утилизации отходов горячего оцинкования с комплексным извлечением ценных компонентов

Цель: Создание новой ресурсосберегающей экологически чистой, безотходной технологии переработки изгари с получением товарных продуктов с высокой добавленной стоимостью: компактных металлических слитков цинка и чистого порошка оксида цинка высокого качества («ноу-хау»), пригодного для приготовления пищевых добавок в корм для животных и птиц.

Актуальность: Проблема защиты металла от коррозии является одной из важнейших технических задач. В числе большого количества известных способов защиты от коррозии является горячее оцинкование. Высокие цены на цинк, составляющие главную часть расходов в оцинковании, требуют экономного использования цинка и утилизации его отходов, в частности, изгари. Выход изгари составляет от 0,5 до 3,5 % от массы пропускаемых изделий. В нем остается до 30-40 % металлического цинка. Сложный химический состав изгари затрудняет дальнейшее ее использование. При переработке изгари большое значение имеет изучение поведения свинца, как одного из главных примесей, сдерживающей дальнейшее ее использование. Результаты работ не дают однозначной картины по удалению свинца. Нет данных по минимизированию содержания свинца в металлизированной и неметаллической части изгари. Не исследованы формы нахождения цинка, свинца и других металлов-примесей в оксидно-металлизированных расплавах, составляющих основу изгари. Остаются открытыми вопросы механизма распределения свинца между продуктами плавки металлической части и хлорирующей переработки неметаллической части изгари. Большой интерес для практики представляет разработка высокоэффективной технологии переработки изгари с комплексным извлечением цинка и его оксида в товарные продукты.

Научный руководитель: Доктор Ph.D., Ассоциированный профессор, Койшина Гулзада Мынгышкызы

Полученные результаты: В ходе работы были оптимизированы технологические параметры и усовершенствованы основные этапы переработки отходов цинкования. Установлено, что применение смеси CaCl₂ и NH₄Cl позволяет получать оксид цинка высокого качества с минимальным содержанием примесей. Показана эффективность предварительного разделения изгари на металлическую и окисленную фракции с их последующей раздельной переработкой. Для каждой фракции определены оптимальные режимы термической обработки, обеспечивающие получение чистого металлического цинка и качественного оксида. На основе экспериментальных данных установлены оптимальные параметры процесса обжига, включая температуру, продолжительность и расход реагентов. Разработана технологическая схема безотходной переработки и выполнены расчеты для промышленного внедрения. Полученные результаты подтверждают высокую экономическую эффективность и перспективность внедрения разработанной технологии.

Список публикаций с ссылками на них

1. Койшина Г.М., Жолдасбай Е.Е., Курмансейтов М.Б., Тажиев Е.Б. Выбор и обоснование технологии комплексной переработки изгари с получением товарных продуктов // Труды университета КарТУ. – 2021. – № 1. – С. 87–93. – DOI: 10.52209/1609-1825_2021_3_87.
2. Koishina G.M., Zholdasbay E.E., Kurmanseitov M.B., Tazhiev E.B., Argyn A.A. Study on the behavior of zinc and associated metal-impurities in the process of chlorinating roasting of dross // Kompleksnoe Ispol’zovanie Mineral’nogo Syr’a. – 2021. – № 3. – P. 71–80. – DOI: 10.31643/2021/6445.30.
3. Dosmukhamedov N.K., Kaplan A., Zholdasbay E., Koishina G., Tazhiev Ye., Argyn A., Kuldeyev Ye., Kaplan V. Processing of dross of hot-dip galvanizing by chlorinating roasting // Sustainability. – 2021. – Vol. 13. – P. 12530. – DOI: 10.3390/su132212530.
4. Zholdasbay E., Kaplan A., Koishina G., Tazhiyev Ye., Argyn A., Dosmukhamedov N. Method of hot-dip galvanizing dross processing with obtaining marketable products // Труды университета КарТУ. – 2022. – № 1 (86). – С. 34–40.
5. Жолдасбай Е.Е., Койшина Г.М., Тажиев Е.Б., Досмухамедов Н.К., Ичева Ю.Б. Технологические опыты по переработке изгари с получением товарных продуктов // Вестник КазНИТУ. – 2022. – № 1. – С. 11–16. – DOI: 10.51301/ejsu.2022.i1.02.
6. Койшина Г.М., Жолдасбай Е.Е., Каплан А.В., Досмухамедов Н.К. Переработка металлической фракции изгари хлорированием // Вестник КазНИТУ. – 2022. – № 6. – С. 5–10. – DOI: 10.51301/ejsu.2022.i6.01.
7. Досмухамедов Н.К., Жолдасбай Е.Е., Курмансейтов М.Б., Койшина Г.М., Каплан А. Хлорирующий обжиг окисленной составляющей, полученной из изгари при Т = 1000 °С // Металлург. – 2022. – № 3. – С. 85–91. – DOI: 10.52351/00260827_2022_03_85.
8. Dosmukhamedov N.K., Zholdasbai E.E., Koishina G.M., Kaplan A.V., Kurmanseitov M.B., Tazhiev E.B. Chlorination roasting of oxidized component obtained from dross at a temperature of 1000 °C // Metallurgist. – 2022. – Vol. 66, Issue 3–4. – P. 335–342. – DOI: 10.1007/s11015-022-01333-y.
9. Койшина Г.М., Тажиев Е.Б., Аргын А.А., Каплан В.А. Выбор технологического оборудования для комплексной переработки изгари // Вестник КазНИТУ (Engineering Journal of Satbayev University). – 2023. – № 5. – С. 31–38. – DOI: 10.51301/ejsu.2023.i5.05.