Бельский Сергей Сергеевич, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры металлургии цветных металлов
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия
Sergey S. Belskii, Сand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Non-Ferrous Metals Metallurgy
83, Lermontov St., Irkutsk 664074, Russia
Зайцева Анна Александровна, ассистент кафедры металлургии цветных металлов
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия
Anna A. Zaitseva, Assistant Professor of the Department of Non-Ferrous Metals Metallurgy
83, Lermontov St., Irkutsk 664074, Russia
Тютрин Андрей Александрович, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры металлургии цветных металлов
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия
Andrey A. Tyutrin, Сand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Non-Ferrous Metals Metallurgy
83, Lermontov St., Irkutsk 664074, Russia
Исмоилов Зулфикор Зафарович, магистрант
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия
Zulfikor Z. Ismoilov, Master’s Degree Student
83, Lermontov St., Irkutsk 664074, Russia
Баранов Анатолий Никитич, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры металлургии цветных металлов
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия
Anatoly N. Baranov, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Professor of the Department of Non-Ferrous Metals Metallurgy
83, Lermontov St., Irkutsk 664074, Russia
Сокольникова Юлия Владимировна, кандидат химических наук, доцент кафедры металлургии цветных металлов; начальник химико-аналитической производственной лаборатории
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия
664033, Иркутск, ул. Фаворского, 1/А, Россия
Yuliya V. Sokolnikova, Сand. Sci. (Сhem.), Associate Professor of the Department of Non-Ferrous Metals Metallurgy
83, Lermontov St., Irkutsk 664074, Russia
1/A, Favorsky St., Irkutsk 664033, Russia
Цель – на основе анализа существующих способов переработки шлаков сталеплавильного производства, включая десульфурацию и дефосфорацию шлаков, оценить свойства и состав шлаков сталеплавильного производства. Для изучения химического состава исследуемых образцов шлака применялись методы атомноабсорбционного и оптико-эмиссионного анализов, для исследования микроструктуры – металлографический анализ. Изучены основные направления использования шлаков как в России, так и за рубежом. Показано, что основными направлениями утилизации шлаков сталеплавильного производства являются обезвреживание и обработка шлаков различными методами с последующим использованием в строительной и дорожной отраслях промышленности, а образующиеся фосфорсодержащие продукты – в сельском хозяйстве для замены суперфосфата. Также данные продукты можно использовать для снижения расхода извести и улучшения шлакообразования в сталеплавильном производстве. Выявлены факторы, сдерживающие многократное применение электросталеплавильного и конвертерного шлаков для рафинирования металла, среди которых основным является наличие в шлаках фосфора. По результатам проведенного анализа химического состава образцов шлака электросталеплавильного производства содержание железа составило 33,2% масс., кальция – 19,15% масс., фосфора – 0,33% масс., кремния – 5,39% масс. Железо находится в окисленной форме (FeO, Fe2O3 и Fe3O4), кремний и кальций присутствуют в виде двукальциевого силиката (2CaO∙SiO2), фосфор представлен силикофосфатом кальция сложного состава – Ca2(SiO4)6(Ca3(PO4)2. Фосфор поступает в плавильные агрегаты с минералами пустой породы, агломератом, рудой и флюсами. При повторном использовании шлаков фосфор возвращается обратно в металл, тем самым загрязняя конечный продукт. Возможными направлениями извлечения фосфора из шлаков сталеплавильного производства являются методы магнитной и электростатической сепарации, гравитационного и флотационного обогащения, а также гидрометаллургические методы переработки.
In the present work, the properties and composition of steelmaking slag are assessed by analysing existing processing methods, including desulfurisation and dephosphorisation. The atomic absorption and optical emission methods were used to study the chemical composition of slag samples, and metallographic analysis was used to study their microstructure. Major approaches to processing slags applied in Russia and abroad were studied. It was shown that steelmaking slags are neutralised and treated by various methods and subsequently applied in construction and road industries, while the obtained phosphorus-containing products are used in agriculture instead of superphosphate. In addition, these products reduce lime consumption and improve slag formation in steelmaking. The key factor hampering reusing electric steelmaking and converter slags for metal refining is shown to be the presence of phosphorus. The chemical composition of slag samples from the electric steelmaking production was analysed; the iron content amounted to 33.2 wt%, calcium – 19.15 wt%, phosphorus – 0.33 wt% and silicon – 5.39 wt%. Iron is present in the oxidised form (FeO, Fe2O3 and Fe3O4), silicon and calcium in the form of dicalcium silicate (2CaO ∙ SiO2 ), phosphorus in the form of calcium silicophosphate having complex composition – Ca2(SiO4)6(Ca3(PO4)2. Phosphorus is fed to the melting units with gangue minerals, agglomerate, ore and fluxes. When the slags are reused, phosphorus returns to the metal, thus contaminating the final product. Possible methods for extracting phosphorus from steelmaking slags include magnetic and electrostatic separation, gravity and flotation concentration, as well as hydrometallurgical processing.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.