ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 549:54.055
DOI: 10.18503/1995-2732-2025-23-2-78-87
Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы). Среднеуральский медеплавильный завод является крупным производителем черновой меди, серной кислоты и суперфосфатных удобрений. За почти 100 лет работы на предприятии скопилось огромное количество шлаков, в том числе и медеплавильного производства. На данный момент завод занимается активной переработкой камнеподобных (литых) шлаков, выделяя из них сульфидный концентрат с благородными металлами. В результате дробления на предприятии формируются новые отвальные массы в виде пылевидного черного шлака. Для разработки технологии дальнейшей утилизации этих масс требуется детальная информация о минеральном составе шлаков. К сожалению, вещественный состав шлаков СУМЗа, полученный предыдущими исследователями, выглядит достаточно противоречивым и требует пересмотра. Цель работы. Изучение вещественного (минерального) состава шлаков Среднеуральского медеплавильного завода, полученных при проплавке медноколчеданных руд. Используемые методы. Химический состав шлака установлен на рентгено-флуоресцентном волновом спектрометре XRF 1800 фирмы Shimadzu, а состав минералов определен на сканирующем электронном микроскопе TESCAN MIRA LMS, S6123 с энергодисперсионной приставкой INCA Energy 450 X-Max 80 фирмы Oxford Instruments (ИГГ УрО РАН). На последнем приборе сделаны и фотографии минералов. Новизна. Рассмотрение вещественного состава шлаков проводилось с применением современной номенклатуры Комиссии по новым минералам Международной минералогической ассоциации и использованием методов классической минералогии. Результат. Нами рассмотрена и существенно дополнена минералогия литых шлаков Среднеуральского медеплавильного завода. Установлено, что они сложены фаялитом и железистым авгитом с присутствием магнетита, стекла и хромшпинелида (хромита и магнезиохромита). Сульфидная составляющая в основном представлена кубанитом и борнитом, реже идаитом, сфалеритом, галенитом и Zn-аналогом кубанита. Кроме того, отмечается арсенидно-стибнидная минерализация, сложенная брейтгауптитом, вестервельдитом, купростибитом и алларгентумом. Металлы и интерметаллиды, соответственно, представлены медью и аурикупридом. Практическая значимость. Изученные медные шлаки пускают в дополнительную переработку, так как они содержат большое количество сульфидов меди и цинка, а также примесь золота и серебра. Попутно из этих шлаков можно добывать магнетитовый концентрат, что позволит на 20% уменьшить объем отвалов. В целом пылевидные шлаки можно рассматривать как техногенную железную руду. К сожалению, технологии выделения железа из силикатов пока слишком затратные, но если учесть попутно выделяемые цинк, медь и другие элементы, то, возможно, это станет рентабельно.
Ключевые слова
фаялит, авгит, магнетит, сульфиды, минералогия, шлаки, Среднеуральский медеплавильный завод
Для цитирования
Вещественный состав шлаков Среднеуральского медеплавильного завода / Ерохин Ю.В., Козлов П.С., Захаров А.В., Ширяев П.Б., Леонова Л.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2025. Т. 23. №2. С. 78-87. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2025-23-2-78-87
1. Металлургические заводы Урала XVII – XX вв. Энциклопедия / под ред. В.В. Алексеева. Екатеринбург: Академкнига, 2001. 536 с.
2. Макаров А.Б. Техногенные месторождения минерального сырья // Соросовский образовательный журнал. 2000. Т. 6. № 8. С. 76‒80.
3. Техногенное минеральное сырье Урала: монография / Перепелицын В.А., Рытвин В.М., Коротеев В.А., Макаров А.Б., Григорьев В.Г., Гильварг С.И., Абызов В.А., Абызов А.Н., Табулович Ф.А. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 2013. 332 с.
4. Макаров А.Б., Талалай А.Г. Техногенно-минеральные месторождения и их экологическая роль // Литосфера. 2012. № 1. С. 172‒176.
5. Оценка мобильности элементов из отходов переработки медеплавильных шлаков в лесные почвы / Золотова Е.С., Рябинин В.Ф., Котельникова А.Л., Иванова Н.С. // Литосфера, 2020. Т. 20. № 5. С. 717‒726. DOI:10.24930/1681-9004-2020-20-5-717-726
6. Техногенные месторождения Среднего Урала и оценка их воздействия на окружающую среду: монография / Мормиль С.И., Сальников В.Л., Амосов Л.А., Хасанова Г.Г., Семячков А.И., Зобнин Б.Б., Бурмистренко А.В. Екатеринбург: ДПР по Уральскому региону, 2002. 206 с.
7. Макаров А.Б. Главные типы техногенно-минеральных месторождений Урала. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2006. 206 с.
8. Ерохин Ю.В., Козлов П.С. Фаялит из шлаков Среднеуральского медеплавильного завода (г. Ревда) // Минералогия техногенеза – 2010: сборник докладов XI научного семинара / отв. ред. С.С. Потапов. Миасс: ИМин УрО РАН, 2010. С. 32‒40.
9. Ерохин Ю.В., Козлов П.С. Магнетитовый шлак из Среднеуральского медеплавильного завода // Минералогия техногенеза – 2013: сборник докладов XIV научного семинара / отв. ред. С.С. Потапов. Миасс: ИМин УрО РАН, 2013. С. 29‒37.
10. Ерохин Ю.В., Козлов П.С., Хиллер В.В. Купритовый шлак из Среднеуральского медеплавильного завода // Минералогия техногенеза – 2011: сборник докладов XII научного семинара / отв. ред. С.С. Потапов. Миасс: ИМин УрО РАН, 2011. С. 26‒38.
11. Использование отходов переработки отвальных шлаков для рекультивации земель горнодобывающего комплекса / Гуман О.М., Долинина И.А., Макаров А.Б., Рудой А.Г. // Известия высших учебных заведений. Горный журнал, 2010. № 4. С. 43‒49.
12. Макаров А.Б., Гуман О.М., Долинина И.А. Минеральный состав отходов переработки отвальных шлаков Среднеуральского медеплавильного завода и оценка их потенциальной экологической опасности // Вестник Уральского отделения РМО. 2010. № 7. С. 80‒86.
13. Котельникова А.Л., Рябинин В.Ф. Особенности вещественного состава и перспективы использования отходов вторичной переработки отвальных медеплавильных шлаков // Литосфера. 2018. Т. 18. № 1. С. 133‒139.
14. Медеплавильные шлаки и вопросы утилизации минеральных отходов / Кориневская Г.Г., Муфтахов В.А., Котельникова А.Л., Халезов Б.Д., Реутов Д.С. // Минералогия техногенеза – 2014: сборник докладов XV научного семинара / отв. ред. С.С. Потапов. Миасс: ИМин УрО РАН, 2014. С. 244‒250.
15. Cipriani C., Corazza M., Mazzetti G. Reinvestigation of natural silver antimonides // European Journal of Mineralogy. 1996, vol. 8, pp. 1347‒1350.
16. Новые данные по кристаллохимии и свойствам природных интерметаллических соединений системы Cu – Au / Новгородова М.И., Цепин А.И., Горшков А.И., Кудревич И.М., Вяльсов Л.Н. // Записки ВМО. 1977. Ч. 106. Вып. 5. С. 540–552.