AP19676951 – Разработка ресурсосберегающей, комбинированной технологии комплексной переработки многокомпонентной пыли цветной металлургии с получением товарных продуктов

Цель: Исследование физико-химических основ гидрометаллургических процессов. Технологические опыты по извлечению свинца, меди и рения. Для достижения поставленной цели решены задачи: 1. Проведен выбор и научное обоснование гидрометаллургической схемы извлечения свинца, меди, рения на основе построения общей концепции для технологии переработки пыли 2. Проведены лабораторные опыты по выщелачиванию огарка, изучены характеристики получаемых продуктов, установлены оптимальные параметры процесса в зависимости от расхода кислоты, температуры и длительности процесса 3. Проведены лабораторные опыты по извлечению меди и рения из кислого раствора в товарные продукты: цементационное выделение меди и экстракция рения из раствора, установление оптимальных параметров процессов. 4. Проведена оценка полученных результатов. Построена общая гидрометаллургическая схема извлечения меди и рения из кислого раствора.

Актуальность: Мышьяксодержащие свинцовые пыли, образующиеся в процессе медеплавильного производства, представляют собой сложное многокомпонентное техногенное сырье, утилизация которого затруднена из-за высокого содержания токсичных и трудноизвлекаемых компонентов. Разработка эффективной гидрометаллургической технологии с предварительным восстановительным обжигом и последующим извлечением ценных металлов (Pb, Cu, Re) обеспечивает не только ресурсосбережение, но и снижение экологической нагрузки. Актуальность проекта обусловлена необходимостью комплексной переработки отходов и максимального извлечения ценных компонентов при минимальном воздействии на окружающую среду.

Научный руководитель: Кандидат технических наук, Профессор, Досмухамедов Нурлан Калиевич

Полученные результаты: В ходе работы были исследованы состав и формы нахождения компонентов тонкой пыли электрофильтров медеплавильного производства, установлены особенности распределения металлов и примесей. Проведены термодинамические расчёты и экспериментальные исследования восстановительного обжига пыли природным газом, позволившие определить оптимальные условия удаления мышьяка и разрушения ферритных соединений. Разработана гидрометаллургическая схема переработки, включающая обжиг, выщелачивание и последующее извлечение меди и рения из растворов. Экспериментально установлены оптимальные параметры каждого технологического этапа, обеспечивающие высокие показатели извлечения целевых металлов. Проведены исследования процессов цементации меди и экстракции рения, а также получены товарные продукты высокого качества. В результате разработана комплексная технология переработки пылей с высокой степенью извлечения металлов и подтверждённой технико-экономической эффективностью.

Список публикаций с ссылками на них

1. Dosmukhamedov N., Zholdasbay E., Argyn A. Extraction of Pb, Cu, Zn and As from Fine Dust of Copper Smelting Industry via Leaching with Sulfuric Acid // Sustainability. Switzerland. 2023. Vol. 15, Issue 22, No. 15881 (WOS, Q2, Scopus, percentile – 87%). https://doi.org/10.3390/su152215881.
2. Dosmukhamedov N., Zoldasbay E., Argyn A., Kurmanseitov M., Icheva Yu., Klyshbekova Zh. To the choice of technology for processing lead dust of copper production: Analysis of methods of dust recycling // EJH. 2023. No. 4 (RSCI). https://world-science.ru/en/issue/view?id=563.
3. Досмухамедов Н.К., Жолдасбай Е.Е., Курмансейтов М.Б., Аргын А.А. Особенности распределения Pb, Cu, Zn и As между продуктами выщелачивания тонкой пыли медеплавильного производства серной кислотой // МЖФиПИ. 2023. №10 (RSCI). https://doi.org/10.17513/mjpfi.13581.
4. Dosmukhamedov N.K., Zholdasbay E.E., Argyn A.A., Kurmanseitov M.B., Icheva Yu.B. On the issue of handling non-ferrous metallurgy dust // VIII International Scientific and Practical Conference “New problems of science and ways of their solution”, Paris, France, 2023. https://doi.org/10.5281/zenodo.10161214.
5. Zoldasbay E.E., Argyn A.A., Dosmukhamedov N.K. Analysis of the thermal regime of converting of copper-lead matte with high-sulfur copper concentrate // Kompleksnoe Ispolzovanie Mineralnogo Syra. 2024; 329(2):82–91 (WOS, КОКНВО). https://doi.org/10.31643/2024/6445.19.
6. Dosmukhamedov N., Takishov A., Zholdasbay E., Argyn A. Extraction of arsenic from fine dust of copper smelters by reduction roasting with natural gas // Sustainable Environment Research. 2024. Vol. 34, Article 20 (WOS, Q2, Scopus, Q1, percentile – 88%). https://doi.org/10.1186/s42834-024-00228-8.
7. Dosmukhamedov N., Zholdasbay E., Argyn A., Aitenov K. Behavior of As, Pb, Cu, and Zn under conditions of reduction roasting of fine dust generated by a copper smelter with natural gas // Metallurgist. 2024. Vol. 3. P. 1–9 (WOS, Q4, Scopus, Q3, percentile – 42%). https://doi.org/10.1007/s11015-024-01764-9.
8. Досмухамедов Н.К., Жолдасбай Е.Е., Ичева Ю.Б. Извлечение Cu, Zn, Pb из огарка от обжига тонкой конвертерной пыли медного производства выщелачиванием серной кислотой // Горный журнал Казахстана. 2024. №5. С. 44–50 (КОКНВО). https://minmag.kz/ru/2024/05/31/%e2%84%965-2024/.
9. Dosmukhamedov N., Kaplan V., Zholdasbay E. Characterization of dust from copper-lead production // VIII International Scientific and Practical Conference “Theoretical and practical perspectives of modern science”, Stockholm, Sweden, 2024. https://doi.org/10.5281/zenodo.10950374.
10. Dosmukhamedov N., Kaplan V., Zholdasbay E. Analysis of converter dusts of non-ferrous metallurgy // VIII International Scientific and Practical Conference “Questions. hypotheses. answers: science XXI century”, Toronto, Canada, 2024. https://doi.org/10.5281/zenodo.11222240.
11. Dosmukhamedov N., Argyn A., Zholdasbay E. Investigation of the distribution of non-ferrous metals during the leaching of a stub // XIII International Scientific and Practical Conference “Modern science: theoretical and practical view”, Madrid, Spain, 2024. https://doi.org/10.5281/zenodo.13124742.
12. Dosmukhamedov N.K., Zholdasbay E.E., Argyn A.A., Icheva Yu.B., Klyshbekova Zh.E. Technology for extraction of Pb, Cu, Zn from a feed based on lead cake from leached dust generated by reduction-oxidation blowing of melt // Kompleksnoe Ispolzovanie Mineralnogo Syra. 2025; 334(3):78–90 (WOS, КОКНВО). https://doi.org/10.31643/2025/6445.30.
13. Dosmukhamedov N.K., Zholdasbay E.E., Argyn A.A., Icheva Yu.B., Kurmanseitov M.B. Technology for processing balanced feed charge based on copper-, lead-containing products // Kompleksnoe Ispolzovanie Mineralnogo Syra. 2026; 336(1):96–104 (WOS, КОКНВО). https://doi.org/10.31643/2026/6445.09.
14. Dosmukhamedov N.K., Zholdasbay E.E., Argyn A.A., Icheva Yu.B., Kurmanseitov M.B. Enlarged tests on the processing of copper-lead mattes obtained after reductive smelting of balanced feed charge // Kompleksnoe Ispolzovanie Mineralnogo Syra. 2026; 337(2):75–84 (WOS, КОКНВО). https://doi.org/10.31643/2026/6445.19.
15. Dosmukhamedov N., Zholdasbay E., Koishina G., Icheva Yu., Myrzabekova K. Extraction of copper and rhenium from the sulfuric-acid leaching solutions of cinder // Metallurgist. 2025. Vol. 9. P. 2–12 (WOS, Q4, Scopus, Q3, percentile – 42%). https://doi.org/10.1007/s11015-025-02012-4.
16. Dosmukhamedov N., Shambulayev B., Dityatovskiy L., Zholdasbay Ye., Argyn A. Determination of quantitative ratios (mechanical and dissolved) of copper, gold and silver losses in Vanyukov furnace slags under the conditions of the Balkhash copper smelter in Kazakhstan // Recycling. 2025. Vol. 10, 181 (WOS, Q4, Scopus, Q3, percentile – 86%). https://doi.org/10.3390/recycling10050181.
17. Dosmukhamedov N., Shambulayev B., Dityatovskiy L., Zholdasbay Ye. Comprehensive study of the distribution of metals during the smelting of copper-containing raw materials in the Vanyukov furnace at the Balkhash copper smelter // Advances in Science and Technology Research Journal. 2025. Vol. 19(10). P. 347–358 (WOS, Q4, Scopus, Q3, percentile – 46%). https://doi.org/10.12913/22998624/208173.
18. Досмухамедов Н.К., Жолдасбай Е.Е., Ичева Ю.Б., Курмансейтов М.Б. Способ удаления мышьяка из тонкой пыли цветной металлургии. Заявка на патент №2025-76555 от 17.09.2025 г.