Марганец бар техногендік қалдықтардан марганец түйіршіктерін алу
##plugins.pubIds.doi.readerDisplayName##:
https://doi.org/10.51301/ejsu.2025.i6.03Ключевые слова:
құрамында марганец бар қалдықтар, технологиялық сұлба, марганец концентраты, марганец түйіршіктері, беріктігіАннотация
Марганецке бай өнеркәсіптік қалдықтарды қайта өңдеу таукен өндірісі аймақтарында маңызды технологиялық және экологиялық қиындық тудырады, себебі ол ұзақ мерзімді қалдықтардың жиналуын азайтады және ферроқорытпа өндірісі үшін құнды қосымша шикізат болып табылады. Бұл зерттеуде Үшқатын-3 кен орнынан («Жайрем ГОК» АҚ) алынған ұсақ түйіршікті марганец шламы бөлшектердің мөлшерін талдау, рентгендік флуоресценциялық спектроскопия, рентгендік дифракция, ICP-AES және дифференциалды термиялық талдау әдістерін қолдана отырып мұқият зерттелді. 15.0-18.3% Mn құрайтын бастапқы техногендік материалдың барлығы дерлік барит, кварц, биксбиит, кальцит және брауниттен тұрды. Анықталған гранулометриялық және минералогиялық қасиеттерге сүйене отырып, гравитациялық-магниттік байыту ағындық схемасы жасалды. Джиггинг, концентрация кестелері және жоғары қарқынды магниттік бөлуді қолдана отырып, тізбекті өңдеу нәтижесінде Mn мөлшері 34.9-35.2% және қалпына келтіруі шамамен 61% болатын ұсақ дисперсті марганец концентраты алынды. Алынған концентратты пайдаланып, кальций оксиді, табиғи темірі бар диатомит және кейбір құрамдарда кокс бар түйіршіктеу қоспалары жасалды. Эйрих араластырғыш-грануляторында түйіршіктеу кезінде жасыл түйіршіктердің пайда болуы байланыстырушы заттың құрамы мен бөлшектердің мөлшерінің таралуына байланысты зерттелді. Композиттік қоспаның термиялық мінез-құлқы TGA-DTA/DSC және квадрупольді масс-спектрометрияны қолдану арқылы зерттелді, бұл 200-1160°C температура диапазонында марганец фазаларының дегидратациясын, карбонаттың ыдырауын және полиморфты түрленулерін анықтады. Жартылай балқымай, жеткілікті фазалық конденсацияны қамтамасыз ететіндіктен, күйдіру процесі 1170°C оңтайлы күйдіру температурасы екенін дәлелдеді. Ферробустамиттің (CaFe2Si2O4), гаусманниттің (Mn3O4) және якобситтің (MnFe2O4) пайда болуы күйдірілген түйіршіктердің рентгендік дифракциялық талдауы арқылы расталды. Бұл агломераттардың құрылымдық тұтастығын нығайтатын ферросилиций кальцийін байланыстыру фазасы. Бітелген түйіршіктердің жоғары механикалық беріктігі (бір түйіршікте 33.8 кг-ға дейін), көрінетін тығыздығы 1.45-1.91 г/см³ және ашық кеуектілігі 27-35% олардың ферромарганец қорытпасын өндіруге арналған шикізат ретінде жарамдылығын растайды. Әзірленген байыту және агломерация әдісі төмен сұрыпты марганец шламын пайдалы металлургиялық шикізатқа айналдырудың тиімді тәсілін білдіреді. Ұсынылған технология қалдық қоймаларының қоршаған ортаға әсерін азайтады және марганец бар өнеркәсіптік қалдықтарды тұрақты пайдалануға жол ашады.
Библиографические ссылки
International Manganese Institute. |Mn| Annual Review. (2019). Retrieved from: https://www.manganese.org/wp-content/uploads/2021/04/IMnI-2019-Annual-Review_ENG.pdf
Shekhar, S., Sinha, S., Mishra, D., Agrawal, A. & Sahu, K.K. (2021). Extraction of manganese through baking-leaching tech-nique from high iron containing manganese sludge. Materials Today: Proceedings, 46(3), 1499-1504. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.12.637
Kenzhaliyev, B.K. (2019). Innovative technologies providing enhancement of nonferrous, precious, rare earth metals extrac-tion. Kompleksnoe Ispol’zovanie Mineral’nogo Syr’a = Com-plex Use of Mineral Resources, 3, 64-75. https://doi.org/10.31643/2019/6445.22
Yessengaliyev, D.A., Baisanov, A.S., Dossekenov, M.S., Kelamanov, B.S. & Almabekov, D.M. (2022). Thermophysical properties of synthetic slags of the FeO - MnO - CaO - Al2O3 – SiO2 system. Kompleksnoe Ispol’zovanie Mineral’nogo Syr’a = Complex Use of Mineral Resources, 4(328), 38-45. https://doi.org/10.31643/2022/6445.38
Shevko, V.M., Aitkulov, D.K., Badikova, A.D. & Tuleyev, M.A. (2021). Ferroalloy production from ferrosilicon manga-nese dusts. Kompleksnoe Ispol’zovanie Mineral’nogo Syr’a. = Complex Use of Mineral Resources, 3(318), 43-50. https://doi.org/10.31643/2021/6445.27
Mehdilo, A., Irannajad, M. & Hojjati-Rad, M.R. (2013). Char-acterization and beneficiation of Iranian low-grade manganese ore. Physicochemical Problems of Mineral Processing, 49(2), 725-741. https://doi.org/10.5277/ppmp130230
Dyussenova, S., Lukhmenov, A., Imekeshova, M. & Akim-zhanov, Z. (2023). Investigation of the beneficiation of refracto-ry ferromanganese ores «Zhomart» deposits. Kompleksnoe Ispolzovanie Mineralnogo Syra = Complex Use of Mineral Re-sources, 329(2), 34-42. https://doi.org/10.31643/2024/6445.14
Cheraghi, A., Becker, H., Eftekhari, H., Yoozbashizadeh, H. & Safarian, J. (2020). Characterization and calcination behavior of a low-grade manganese ore, Materials Today Communications, 25, 101382. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2020.101382.
Singh, V., Ghosh, T.K., Ramamurthy, Y. & Tathavadkar, V. (2011). Beneficiation and agglomeration process to utilize low-grade ferruginous manganese ore fines. International Journal of Mineral Processing, 99(1-4), 84-86. https://doi.org/10.1016/j.minpro.2011.03.003
Liu, B., Zhang, Y., Lu, M., Su, Z., Li, G. & Jiang, T. (2019). Extraction and separation of manganese and iron from ferrugi-nous manganese ores. A review. Minerals Engineering, 131, 286-303. https://doi.org/10.1016/j.mineng. 2018.11.016
Telkov, Sh.A., Motovilov, I.U., Daruesh, G.S., Kadyrsyzov, D.S. & Taubashev, S.R. (2018). Research of gravitational and magnetic enrichment of aged manganese sludges. Proceedings Satpayev’s readings «Innovative solutions to traditional prob-lems: Engineering and technology», 2, 527-531. Retrieved from: https://official.satbayev.university/ru/materialy-satpaevskikh-chteniy
Brynjulfsen, T., Tangstad, M. (2013). Melting and reduction of manganese sinter and pellets. Proceedings of the Thirteenth In-ternational Ferroalloys Congress «Efficient technologies in fer-roalloy industry», 137-147. Retrieved from: https://www.pyrometallurgy.co.za/InfaconXIII/0137-Brynjulfsen.pdf
Faria, G.L., Tenório, J.A.S., Jannotti, N. Jr., da S. & Araújo, F.G. (2015). A geometallurgical comparison between lump ore and pellets of manganese ore. International Journal of Mineral Processing, 137, 59-63. https://doi.org/10.1016/j.minpro.2015.03.003
Zhang, Y., Zhang, B., Liu, B., Huang, J., Ye, J. & Li, Y. (2022). Physicochemical Aspects of Oxidative Consolidation Behavior of Manganese Ore Powders with Various Mn/Fe Mass Ratios for Pellet Preparation. Materials, 15(5), 1722. https://doi.org/10.3390/ma15051722
Zhang, Y., Liu, B., You, Zh., Su, Z., Luo, W., Li, G. & Jiang, T. (2016). Consolidation Behavior of High-Fe Manganese Ore Sinters with Natural Basicity. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. An International Journal, 37(5), 333-341. https://doi.org/10.1080/08827508.2016.1218870
Zhunusov, A., Tolymbekova, L., Abdulabekov, Ye., Zholduba-yeva, Zh. & Bykov, P. (2021). Agglomeration of manganese ores and manganese containing wastes of Kazakhstan. Meta-lurgija, 60(1-2), 101-103. https://hrcak.srce.hr/file/357485
Zhu, D., Chun, T., Pan, J. & Zhang, J. (2013). Influence of basicity and MgO content on metallurgical performances of Bra-zilian specularite pellets. International Journal of Mineral Pro-cessing, 125, 51-60. https://doi.org/10.1016/j.minpro.2013.09.008
Yoshikoshi, H., Takeuchi, O., Miyashita, Ts., Kuwana, T. & Kishikawa, K. (1984). Development of composite cold pellet for silico-manganese production. Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan, 24(6), 492-497. https://doi.org/10.2355/isijinternational1966.24.492
Shchedrovitsky, V.Ya., Eliseev, S.B. & Kopyrin, I.A. (1990). Study of technology for producing manganese-fluxed autoclave pellets and smelting high-carbon ferromanganese using them. Collection of conference materials «Theory and Practice of Manganese Metallurgy», 20-22.
Navaei, Sh., Ghorbani, M., Sheibani, S., Hosseini, L. & Zare, M. (2025). A review on hematite concentrate pelletization: effect of process parameters on iron ore pellet quality. Journal of Ma-terials Research and Technology, 38, 4849-4859. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2025.08.295
Gonidanga, B.S., Njoya, D., Lecomte-Nana, G. & Njopwouo, D. (2019). Phase Transformation, Technological Properties and Microstructure of Fired Products Based on Clay-Dolomite Mix-tures. Journal of Materials Science and Chemical Engineering, 7(11), 1-14. https://doi.org/10.4236/msce.2019.711001
Cultrone, G., Rodriguez-Navarro, C., Sebastian, E., Cazalla, O. & De la Torre, M.J. (2001). Carbonate and silicate phase reac-tions during ceramic firing. European Journal of Mineralogy, 13, 621-634. https://doi.org/10.1127/0935-1221/2001/0013-0621.
Shtepenko, O., Hills, C., Brough, A. & Thomas, M. (2006). The effect of carbon dioxide on β-dicalcium silicate and Portland ce-ment. Chemical Engineering Journal, 118(1–2), 107-118. https://doi.org/10.1016/j.cej.2006.02.005
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Engineering Journal of Satbayev University
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
<div class="pkpfooter-son">
<a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/"><img alt="Creative Commons License" style="border-width:0" src="https://i.creativecommons.org/l/by-nc/4.0/80x15.png"></a><br>This work is licensed under a <a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/">Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License</a>.
</div>
