AP19679572 — Разработка новой технологии утилизации цинковой пыли сталеплавильных производств с получением товарных продуктов

Цель: Исследование физико-химических основ извлечения цинка из клинкера путем его спекания с хлоридом кальция. Технологические опыты по извлечению цинка из клинкера. Для достижения поставленной цели решены задачи: Проведены исследования форм нахождения металлов в клинкере. Проведен выбор и обоснование способа переработки клинкера с получением товарной цинковой пыли; Проведен термодинамический анализ твердофазного взаимодействия компонентов клинкера с хлоридом кальция; Проведены лабораторные опыты по изучению влияния температуры, расхода восстановителя и продолжительности процесса на распределение цинка и сопутствующих металлов между продуктами спекания клинкера хлоридом кальция; Проведена оценка полученных результатов. Построена общая технологическая схема для переработки цинковой пыли с получением товарных продуктов

Актуальность: Ввиду отсутствия рациональной технологии переработки цинковой пыли с большим содержанием свинца, они в промышленном масштабе не используются и накапливаются в больших объемах. Разработанная технология позволит стимулировать развитие производства Pb, Zn и стали путем вовлечения в переработку свинецсодержащей цинковой пыли черной металлургии с получением товарных продуктов с высокой добавленной стоимостью. Развитие производства по переработке свинецсодержащей цинковой пыли окажет положительное влияние на расширение ассортимента товарной продукции в традиционном их производстве и повысит ее экспортный потенциал.

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

Полученные результаты:  В рамках выполненной научно-исследовательской работы изучены процессы низко- и высокотемпературного хлорирующего спекания для селективного извлечения свинца и цинка из пылей сложного состава. Определены термодинамические и технологические параметры процессов с использованием NH4Cl и CaCl2, а также установлены оптимальные режимы переработки. В результате магнитной сепарации и последующей обработки получены железосодержащий продукт, а также возгоны свинца и цинка высокого качества. Исследованы фазовые превращения и закономерности распределения металлов между продуктами, что позволило установить механизмы их селективного извлечения. Результаты лабораторных и укрупненно-лабораторных испытаний подтвердили высокую эффективность и воспроизводимость технологии. Полученные данные свидетельствуют о перспективности промышленного внедрения разработанного подхода.

Список публикаций с ссылками на них

1. Koishina G., Zholdasbay E., Argyn A., Icheva Yu., Kurmanseitov M., Dosmukhamedov N. Iron extraction from dust from scrap metal smelting in electric arc furnaces by magnetic separation // Metallurgist. – 2024. – Vol. 7. – P. 1–7. – DOI: https://doi.org/10.1007/s11015-024-01818-y.
2. Dosmukhamedov N., Koishina G., Zholdasbay E., Kurmanseitov M. Lead extraction in low-temperature dust roasting during metal scrap melting in electric arc furnace together with ammonium chloride // CIS Iron and Steel Review. – 2024. – Vol. 28. – P. 104–109. – DOI: https://doi.org/10.17580/cisisr.2024.02.18; https://rudmet.net/media/articles/Article_CIS_2024_28_pp.104-109.pdf.
3. Koishina G.M., Dosmukhamedov N.K., Kaplan V.A., Zholdasbay E.E., Argyn A.A., Icheva Yu.B. Extraction of zinc from dust from electric arc furnaces by high-temperature chlorinating sintering // Engineering Journal of Satbayev University. – 2024. – Vol. 146(4). – P. 8–15. – DOI: https://doi.org/10.51301/ejsu.2024.i4.02; https://vestnik.satbayev.university/index.php/journal/article/view/1363/655.
4. Koishina G., Tazhiyev E., Daruesh G., Zholdasbay E., Myrzabekova K. Behaviour of impurities during high-temperature firing of sinter obtained after selective extraction of lead from dust together with calcium chloride // Satbayev International Conference. – 2024. – Vol. 24, Issue 1. – P. 89–95. – DOI: https://doi.org/10.51301/SIC.2024.i1.13.
5. Koishina G., Argyn A., Tazhiev Ye., Zholdasbay E. Investigation of the material composition of lead- and zinc-containing dust of ferrous metallurgy // IX International Scientific and Practical Conference “Questions, hypotheses, answers: science XXI century”. – 2024. – Toronto, Canada. – P. 88–92. – DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.12688843.
6. Koishina G., Argyn A., Tazhiev Ye., Zholdasbay E. Investigation of the effect of temperature, ammonium chloride consumption and process duration on the extraction of lead into commercial distillates // X International Scientific and Practical Conference “Theoretical and practical perspectives of modern science”. – 2024. – Stockholm, Sweden. – P. 68–73. – DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.12745671.
7. Dosmukhamedov N.K., Koishina G.M., Zholdasbay E.E., Argyn A.A., Icheva Yu.B. Enlarged laboratory experiments of ferrous metallurgy dust sintering with calcium chloride // Complex Use of Mineral Resources. – 2025. – Vol. 335(4). – P. 59–66. – DOI: https://doi.org/10.31643/2025/6445.40; https://kims-imio.com/index.php/main/article/view/478/484.
8. Koishina G., Dosmukhamedov N., Kaplan V., Nursainov I., Zholdasbay Ye. Technology for producing pure lead-free zinc oxide from electric arc furnace (EAF) dust // Engineering Journal of Satbayev University. – 2025. – Vol. 147(2). – P. 17–23. – https://vestnik.satbayev.university/index.php/journal/article/view/1452.
9. Koishina G., Zholdasbay E., Argyn A., Nursainov I., Dosmukhamedov N. Impurity behavior in low-temperature sintering products of ironmaking dust in the presence of ammonium chloride // Metallurgist. – 2025. – Vol. 4. – P. 90–95. – DOI: https://doi.org/10.1007/s11015-025-01975-8; https://link.springer.com/article/10.1007/s11015-025-01975-8.
10. Dosmukhamedov N.K., Nursainov I.N., Koishina G.M., Zholdasbay E.E., Kaplan V.A. Lead and zinc distribution in chloridizing sintering of zinc dust obtained after processing of different kinds of raw materials in the iron and steel industry // Non-ferrous Metals. – 2025. – No. 1. – P. 3–9. – DOI: https://doi.org/10.17580/nfm.2025.01.01; https://rudmet.net/media/articles/Article_NFM_01_25_pp.3-9.pdf.
11. Заявка на патент РК «Способ получения чистого, не содержащего свинца и кадмия, оксида цинка, из пыли электродуговой плавки вторичной стали». Авторы: Досмухамедов Н.К., Жолдасбай Е.Е., Каплан В., Қойшина Г.М., Кұрмансейтов М.Б., Тажиев Е.Б., Нурсаинов И.Н. – № 2025/0494.1 от 27.05.2025 г.