АО «Чепецкий механический завод», Глазов, Россия:

А. А. Таланов, ведущий инженер
В. Л. Киверин, начальник цеха производства кальция
Р. С. Грачёв, начальник цеха производства СПМ

АО «Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии», Москва, Россия:

М. Л. Коцарь, начальник лаборатории

При получении металлического кальция электролитическим методом возникают потери меди, для компенсации которых в электролизер на 1 т кальция вводят 14,7 кг катодной меди. В процессе производства сверхпроводящих материалов (СПМ) на Чепецком механическом заводе (ЧМЗ) образуются медьсодержащие отходы, которые представляют собой разные по форме и размерам компактные композиты, состоящие из проволоки ниобий-титанового сплава НТ-47 в медной основе, и смешанная стружка, в состав которой входят элементы меди, сплава, а также смазочно-охлаждающая жидкость. Рассмотрены несколько вариантов переработки отходов СПМ:
1) высокотемпературные процессы, включающие плавление меди;
2) растворение меди из прутков СПМ непосредственно в медно-кальциевом сплаве работающего электролизера;
3) получение брикетов путем прессования стружки с последующим вакуумным отжигом при температуре 700–750 °С и растворение их в медно-кальциевом сплаве работающего электролизера.
Первый способ оказался непригодным вследствие образования медных сплавов с компонентами ниобий-титановой проволоки. Полученные при этом слитки не растворялись в медно-кальциевом сплаве. Из рассмотренных вариантов наиболее перспективными являются второй и третий. Для второго варианта разработана технологическая схема переработки прутков, включающая утилизацию как меди, так и ниобий-титанового сплава. Однако данная схема не реализована в настоящее время в производстве из-за отсутствия сортировки отходов СПМ. По третьему варианту перерабатывают в промышленном масштабе медьсодержащую стружку отходов СПМ и покрывают примерно 70 % потребности кальциевого производства в меди.

1. Доронин Н. А. Кальций. — М. : Атомиздат, 1962. — 192 c.
2. Родякин В. В. Кальций, его соединения и сплавы. — М. : Металлургия, 1967. — 188 с.
3. Таланов А. А., Коцарь М. Л., Ильенко Е. В., Киверин В. Л., Кочубеева С. Л. Анализ технико-экономических показателей современного производства кальция // Цветные металлы. 2013. № 1. С. 57–60.
4. Bruzzone P. Superconductors for fusion: Achievements, open issues, roadmap to future // Physica C: Superconductivity. 2010. Vol. 470, iss. 20. P. 1734–1739.
5. Dergunova E., Vorobieva A., Abdyukhanov I., Mareev K., Balaev S., Aliev R., Shikov A., Vasiliev A., Presnyakov M., Orekhov A. The Study of Nb₃Sn Phase Content and Structure Dependence on the Way of Ti Doping in Superconductors Produced by Bronze Route // Physics Procedia. 2012. Vol. 36. P. 1510–1515.
6. А. с. 1669194 СССР, МКИ3 С 22 B 7/00. Способ переработки металлического лома, содержащего медь / А. П. Паршин, В. В. Лазаренко, О. А. Морозов, В. Н. Кобозев, В. А. Дробышев, В. В. Мясников, А. К. Сараев, В. П. Косенко, И. Н. Лозовский ; опубл. 23.12.92, Бюл. № 47.
7. Пат. 2393247 РФ, МПК7 С 22 В 7/00, 15/00. Способ переработки медьсодержащих отходов / Кунёв А. И., Штуца М. Г., Коцарь М. Л., Таланов А. А., Абрамушин К. М., Доброскокина Т. А., Ильенко Е. В., Киверин В. Л., Копарулин И. Г., Лазаренко В. В., Манукьян А. М., Науман В. А., Попов А. М., Сафонов В. А. ; опубл. 27.06.2010, Бюл. № 18.
8. Пат. 2559076 РФ, МПК7 С 22 В 7/00. Способ утилизации медьсодержащих отходов / Болтачев А. А., Грачёв Р. С., Киверин В. Л., Коцарь М. Л., Максимов С. В., Мартынов А. А., Таланов А. А., Худяков Д. А. ; опубл. 10.08.2015, Бюл. № 22.
9. Wu J., Pan Y., Li X., Wang X. Microstructure evolution and mechanical properties of Nb-alloyed Cu-based bulk metallic glasses and composites // Materials & Design. 2015. Vol. 75. P. 32–39.
10. Gargarella P., Pauly S., de Oliveira M. F., Kühn U., Eckert J. Glass formation in the Ti–Cu system with and without Si additions // Journal of Alloys and Compounds. 2015. Vol. 618. P. 413–420.
11. Okamoto H. Cu – Nb (Copper-Niobium) // J. Phase Equilibria and Diffusion. 2012. Vol. 33, No. 4. — 344 р.
12. Okamoto H. Cu – Ti (Copper-Titanium) // J. Phase Equilibria. 2002. Vol. 23, iss. 6. P. 549, 550.
13. Пат. 2236473 РФ, МПК7 С 22 В 7/00. Способ обработки медьсодержащих отходов / Коцарь М. Л., Синегрибов В. А., Дегтярева Л. В., Сутягина Е. И., Черемных Г. С., Агапитов В. А., Индык С. И., Штуца М. Г. ; опубл. 20.09.2004, Бюл. № 26.
14. Пат. 2243163 РФ, МПК7 С 01 G 3/08, С 01 В 12/48. Способ растворения меди / Коцарь М. Л., Дегтярева Л. В., Сутягина Е. И., Синегрибов В. А., Черемных Г. С., Агапитов В. А., Зеленчев А. В., Индык С. И. ; опубл. 27.12.2004, Бюл. № 36.