Южно-Уральский государственный университет (НИУ), Челябинск, Россия

Н. Ы. Косдаулетов, научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории (НИЛ) «Водородные технологии в металлургии»
А. В. Рощин, ведущий научный сотрудник кафедры пирометаллургических и литейных технологий, докт. техн. наук, доцент
В. Е. Рощин, главный научный сотрудник НИЛ «Водородные технологии в металлургии», докт. техн. наук, профессор, эл. почта: roshchinve@susu.ru

Приведены результаты твердофазного восстановления водородом компонентов марганцевых руд разного генезиса, отличающихся содержанием оксидов марганца, железа и фосфора. В качестве исходного материала использованы богатая марганцевая руда (Бразилия), концентрат Жайремского ГОКа (Казахстан) с высоким содержанием железа и железомарганцевая руда Селезеньского месторождения (Россия), характеризующаяся относительно высоким содержанием железа и фосфора. Эксперименты по совместному селективному твердофазному восстановлению железа и фосфора из всех трех рудных материалов провели одновременно и в одинаковых условиях вертикальной печи MM 6000 компании RB Automazione. В процессе восстановления реактор печи продували водородом при температурах 800 и 900 °C в течение 20 и 30 мин соответственно при расходе водорода 5 л/мин. Установлена возможность селективного извлечения железа или совместного восстановления железа и фосфора до металлического состояния. При температуре 800 °C в металлическую часть переходит только железо, а с увеличением температуры до 900 °C — железо и фосфор. При этом в обоих случаях во всех трех рудах высшие оксиды марганца восстанавливаются до монооксида марганца и сохраняются в оксидной фазе. После разделения продуктов восстановительного обжига железомарганцевой руды месторождения Селезень плавлением получили шлак с высоким (35 %) содержанием марганца и металл (железо), легированный фосфором, кобальтом, медью и никелем с небольшим (0,5 %) содержанием марганца. Результаты работы могут быть использованы при разработке теоретических и технологических основ переработки железомарганцевых руд с повышенным содержанием фосфора, которые существующими технологиями не перерабатываются.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (государственное задание на выполнение фундаментальных научных исследований № FENU-2023-0011 (2023011ГЗ)).

1. Чернобровин В. П., Мизин В. Г., Сирина Т. П., Дашевский В. Я. Комплексная переработка карбонатного марганцевого сырья: химия и технология. — Челябинск : Изд. центр ЮУрГУ, 2009. — 294 с.
2. Полулях Л. А., Дашевский В. Я., Юсфин Ю. С. Производство марганцевых ферросплавов из отечественных марганцевых руд // Известия вузов. Черная металлургия. 2015. Т. 57. № 9. С. 5–12.
3. Дашевский В. Я., Юсфин Ю. С., Подгородецкий Г. С., Баева Н. В. Производство марганцевых ферросплавов из марганцевых руд Усинского месторождения // Известия вузов. Черная металлургия. 2015. Т. 56. № 9. С. 9–16.
4. Павлов М. В., Шабанов В. Ф., Павлов В. Ф. Комплексная переработка высокофосфористых марганцевых руд Новониколаевского месторождения // Химия в интересах устойчивого развития. 2012. Т. 20. № 4. С. 443–448.
5. Дашевский В. Я. Ферросплавы: теория и технология. — Москва; Вологда : Инфра-Инженерия, 2021. — 288 с.

6. Zhou F., Chen T., Yan C. J., Liang H. et al. The flotation of low-grade manganese ore using a novel linoleate hydroxamic acid // Colloid. Surface. A. 2015. Vol. 466. P. 1–9.
7. Liu B. B., Zhang Y. B., Wang J. et al. New understanding on separation of Mn and Fe from ferruginous manganese ores by the magnetic reduction roasting process // Appl. Surf. Sci. 2018. Vol. 444. P. 133–144.
8. Singh V., Ghosh T. K., Ramamurthy Y., Tathavadkar V. Beneficiation and agglomeration process to utilize low–grade ferruginous manganese ore fines // Int. J. Miner. Process. 2011. Vol. 99, Iss. 1. P. 84–86.
9. Kononov R., Ostrovski O., Ganguly S. Carbothermal solid state reduction of manga-nese ores: 1. Manganese ore characterization // ISIJ Int. 2009. Vol. 49. P. 1115–1122. DOI: 10.2355/isijinternational.49.1099
10. Chan L. H., Hein J. R. Lithium contents and isotopic compositions of ferromanganese deposits from the global ocean // Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. 2007. Vol. 54, Iss. 11–13. P. 1147–1162.
11. Zhang W., Cheng C. Y. Manganese metallurgy review. Part I: Leaching of ores/secondary materials and recovery of electrolytic/chemical manganese dioxide // Hydrometallurgy. 2007. Vol. 89, Iss. 3–4. P. 137–159.
12. Aishvaryaa V., Barmana S., Pradhana N., Ghosha M. K. Selective enhancement of Mn bioleaching from ferromanganese ores in presence of electron shuttles using dissimilatory Mn reducing consortia // Hydrometallurgy. 2019. Vol. 186. P. 269–274.
13. Нохрина О. И., Рожихина И. Д., Голодова М. А., Израильский А. О. Изучение возможности обогащения железомарганцевых руд Кузбасса // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 9. С. 904–909. DOI: 10.32339/0135-5910-2020-9-904-909
14. Леонтьев Л. И., Жучков В. И., Жданов А. В., Дашевский В. Я. Современное состояние ферросплавного производства в России // Сталь. 2015. № 10. С. 21–25.
15. Жучков В. И., Сиротин Д. В. Эффективность применения марганцевых руд в металлургической промышленности Урала // Экономика региона. 2013. № 2 (34). С. 102–105.
16. Косдаулетов Н., Мухамбетгалиев Е. К., Рощин В. Е. Разделение компонентов железомарганцевой руды бесконтактным и контактным карботермическим восстановлением // Известия вузов. Черная металлургия. 2021. Т. 64. № 10. С. 761–767. DOI: 10.17073/0368-0797-2021-10-761-767