AP23490117 – Разработка технологии комплексной переработки пиритных концентратов с получением железоокисных пигментов и ультрадисперсных порошков металлов

Цель – Разработка комплексной технологии переработки пиритных концентратов с получением железоокисных пигментов (Fe2O3, Fe3O4), порошков оксидов металлов (Fe2O3, Fe3O4) и ферритов на их основе состава NiFe2O4, ZnFe2O4, CoFe2O4 методом высокотемпературного гидролиза с регенерацией соляной кислоты.

Актуальность: Проект направлен на разработку технологии переработки пиритовых концентратов методом высокотемпературного гидролиза с регенерацией соляной кислоты и получением порошков ферритов и оксидов металлов с составами NiFe₂O₄, ZnFe₂O₄ и CoFe₂O₄. В Казахстане сектор нанометаллургии развит недостаточно, и отсутствуют эффективные безотходные технологии производства ферритов и оксидов металлов. Поэтому важными задачами являются использование техногенного сырья, оптимизация подбора исходных материалов и налаживание цикла регенерации соляной кислоты. В ходе исследования будут изучены принципы термического разложения хлоридов и получены наноразмерные ферриты и оксиды металлов высокой чистоты. В результате полученные материалы будут представлены в виде высококачественного продукта, свободного от примесей, пригодного для промышленного применения.

Научный руководитель: Доктор Ph.D., Кандидат технических наук, Ассоциированный профессор, Чепуштанова Татьяна Александровна

Ожидаемые и достигнутые результаты: Разработана комплексная технология переработки пиритовых концентратов, позволяющая получать пигменты оксидов железа Fe₂O₃ и Fe₃O₄, а также ультрадисперсные порошки металлов и ферриты. Технологический процесс включает низкотемпературную хлорирующую обжига пиритовых шлаков с последующим перколяционным выщелачиванием. Одновременная дистилляция и улавливание сублиматов хлоридов осуществляются в барботизаторах и электростатических осадителях. Для хлорирования использовались NaCl, MgCl, CaCl и газообразный хлор; было установлено, что оптимальной является температура в диапазоне от 1000 до 1150 °C. Эти условия обеспечивают сублимацию до 25% никеля и до 7% кобальта. Впервые разработана технология получения ферритовых прекурсоров NiFe₂O₄, ZnFe₂O₄ и CoFe₂O₄ из растворов хлоридов путем высокотемпературного гидролиза для переработки пирито-кобальтовых концентратов. Было установлено, что размеры ферритных порошков, полученных методом SEM-EDS, составляют 5–20 нм. Плотность восстановленного железного порошка (FeCl₂) после прокаливания составила примерно 96 %, что превышает показатель карбонила железа (~92 %). Это свидетельствует об эффективности технологии высокотемпературного гидролиза и кристаллизации. Кислотная технология предполагает переработку пирротино-кобальтовых концентратов с получением ультрадисперсных порошков, цветных металлов и ферритов при одновременной регенерации соляной кислоты.

Список публикаций с ссылками на них

1. Chepushtanova T., Altmyshbayeva A., Merkibayev Y., Yespenova Z., Mishra B. Development of technology for processing pyrite–cobalt concentrates to obtain pigments of the composition Fe₂O₃ and Fe₃O₄ // Metals. – 2025. – Vol. 15, No. 8. – Art. 886. – DOI: https://doi.org/10.3390/met15080886.
2. Seredavina T., Zhapakov R., Murzalinov D., Spivak Y., Ussipov N., Chepushtanova T., Bolysbay A., Mamyrbayeva K., Merkibayev Y., Moshnikov V., Altmyshbayeva A., Tulegenov A. The analysis of the ZnO/Por-Si hierarchical surface by studying fractal properties with high accuracy and the behavior of the EPR spectra components in the ordering of structure // Processes. – 2025. – Vol. 12, No. 11. – Art. 2541. – DOI: https://doi.org/10.3390/pr12112541.
3. Чепуштанова Т.А., Алтмышбаева Ә.Ж., Меркибаев Е.С., Мамырбаева К.К. Способ переработки пиритно-кобальтового концентрата : уведомление о положительном результате формальной экспертизы по заявке на изобретение № 2025/0514.1 от 30.05.2025. – Казахстан : РГП на ПХВ «Национальный институт интеллектуальной собственности» МЮ РК, 2025. – № 2025-47808.