Приведены результаты анализа характеристик и параметров отходов высокотемпературной переработки минерального сырья – доменных и сталеплавильных шлаков, отвальных шлаков от выплавки меди и производства феррохрома, шлака мусоросжигательного завода. Проведен детальный анализ вещественного состава объектов исследования, выделены основные ресурсно и экологически значимые показатели химического состава и физических характеристик отходов и приняты в качестве индикаторов ресурсно-экологического потенциала шлаков. Рассмотрены подходы для разделения сырьевых объектов техногенного происхождения на группы схожих по ресурсной ценности и экологической опасности объектов. В качестве альтернативы для классификации отходов высокотемпературных процессов предложено использование кластерного подхода, позволяющего создать систему категорий техногенного сырья согласно их характеристикам и ограничить количество признаков при осуществлении выборки без утраты достаточного охвата объектов классификации. В результате стандартизации и проверки мультиколлинеарности выбранных индикаторов ресурсно-экологического потенциала шлаков в изучаемом массиве данных установлено, что большинство выбранных индикаторов имеет невысокую, отсутствующую либо случайную корреляцию. В программе Statistica проведено ранжирование объектов исследования методом нечеткой кластеризации С-средних. На основе полученного распределения сформулированы три кластерные группы утилизации – ресурсно-инертные; ресурсно-ценные с умеренной экологической нагрузкой; экологически опасные, требующие глубокой переработки. Определено, что гранулированные доменные шлаки, доменный кусковой шлак и шлак производства феррохрома пригодны для производства строительных материалов без предварительного обогащения при подтверждении соответствия продукции требованиям по экологической безопасности. Сталеплавильные шлаки являются ресурсно-ценным материалом с умеренной экологической нагрузкой, пригодным для получения металлоконцентрата. Медьсодержащие шлаки и шлак мусоросжигательных установок – экологически опасные шлаки, требующие глубокой переработки с извлечением металлов, а хвосты обогащения – стабилизации и обезвреживания. Полученные результаты являются основой для дальнейшей разработки методики комплексной ресурсно-экологической оценки техногенных минеральных объектов, необходимой для перехода к замкнутым технологическим циклам.
Важнейшая задача современного развития производства – обеспечение минерально-сырьевого сектора экономики ресурсами, входящими в перечень стратегического сырья, к числу которых относится чешуйчатый графит. Кроме природного сырья, источником его получения могут быть отходы металлургического производства, не вовлеченные в переработку. Разработка технологии обогащения металлургических пылей решит задачу получения высокочистого чешуйчатого графита с кристаллическим строением, близким к идеальному, и востребованному в сферах производства высокотехнологичных материалов. Позволит создать возобновляемую сырьевую базу графита и утилизировать отходы металлургического производства. Исследования включали изучение обогатимости пылей по крупности, магнитным и флотационным методами, влияния на показатели обогащения процессов дезинтеграции пыли. Исходя из установленных технологических свойств компонентов, входящих в состав пылей, для их разделения могут быть применены магнитный, флотационный и гравитационный методы обогащения в различной последовательности. Показано, что пыли различных участков имеют разную обогатимость данными методами, и это необходимо учитывать при разработке комплексной технологии их переработки. Степень обогатимости возрастает в ряду пылей доменного цеха (ДЦ) – электросталеплавильного цеха (ЭСПЦ) – кислородно-конвертерного цеха (ККЦ). На показатели разделения существенное влияние оказывает способ измельчения – при сухом помоле в центробежно-ударной мельнице с последующей пневмоклассификацией качество графитовых концентратов повышается на 22,7 % углерода для пыли ДЦ и на 13,48 % углерода для пыли ЭСПЦ. Показатели обогащения пыли ККЦ высокие при грубом измельчении стальной средой – массовая доля углерода 96,1 %.
