Таджикский технический университет имени академика М. С. Осими, Душанбе, Таджикистан:

З. Х. Гайбуллаева, доцент кафедры «Технология химического производства», канд. хим. наук, эл. почта: zumratihabib@rambler.ru
Б. И. Асроров, соискатель кафедры «Технологии химического производства», эл. почта: bahodur177@inbox.ru

Дангаринский государственный университет, Дангара, Таджикистан:
Г. Т. Насымов, руководитель Центра управления международными проектами и аккредитаций, канд. тех. наук, эл. почта: winnasim@gmail.com
А. Шарифов, профессор, докт. техн. наук, эл. почта: Sharifov49@mail.ru

Предложен совмещенный способ получения восстановительных газов газификацией угля и пирометаллургической переработки галенитсодержащего концентрата. Уголь предварительно очищают от сопутствующих углероду компонентов в реакторе, обогреваемом через внутренние стенки двойного корпуса теплом потока нагретых газов металлургического производства. При нагреве угля до 300–350 ^oC из него испаряется влага, десорбируются СО и СО₂ и выделяются летучие компоненты, а при повышении температуры до 500–550 ^oC с выделением смолистых веществ начинается графитизация угля. С ростом температуры до 700 ^oC образуется кокс, который подвергается газификации водяным паром в соотношении С:Н₂О = 1:1 в газогенераторе при температуре 1000–1050 ^oC. Образующийся генераторный газ эквимолярного состава Н₂:СО = 1:1 с температурой до 1050 ^oC первоначально нагревает через стенку реактора реакционную смесь из галенитсодержащего концентрата и воздуха. Часть тепла используют для получения водяного пара, а при температуре 350–380 ^oC — как восстановительный газ для получения чернового свинца. Газы окисления сульфидных минералов с температурой 1050 ^oC используют для нагревания угля в реакторе с двойным корпусом до температуры 700 ^oC, далее они отдают часть своего тепла для получения водяного пара и с температурой 400 ^oC поступают в реактор окисления сернистого ангидрида, где происходит каталитическое окисление SO₂ до серного ангидрида, используемого для получения серной кислоты. Остаток смеси газов, состоящий из инертных азота и аргона, разделяется на отдельные компоненты мембранным способом. Предложенный способ реализуют по безотходной технологии: попутно образующиеся водяной пар и конденсат, СО₂, серная кислота и инертные газы используют как полезные продукты. Теплообеспечение способа реализуется за счет теплообмена между потоками веществ внутри технологической схемы. Способ является малозатратным и экологически чистым, выбросы в окружающую среду исключены.

1. Тихонов Б. С. Тяжелые цветные металлы и сплавы : справочник. Т. 1. — М. : Изд. ЦНИИЭИцветмета, 2000. — 452 с.
2. Habashi F. Extractive Metallurgy Today. Progress and problems // Minerals Engineering. 2000. Vol. 13, Iss. 10-11. P. 1191.
3. Perillo A., Carminaty A., Garlini G. The KIVCET lead smelter at Portovesme, commissioning and operating results // AIME Annual Meeting. 1988. No. A88-2.
4. Nennes E. O. Flash smelting of lead concentrates // Metall. 36. 1982. No. 9. P. 1007–1009.
5. Gonzalez-Dominguez J. A. The Refining of lead by the Betts process // Journal of Applied Electrochemistry. 1991. No. 21. P. 189–202.
6. Moriya K., Mackey T. S., Prengaman R. D. Lead Smelting and refining – its status and future // Lead-Zinc’90, AIME. 1990. P. 23–38.
7. Ахмедов М. М., Теймурова Э. А. Переработка высокожелезистых сульфидных концентратов. — Баку : ХХI-YNE, 2008. — 252 с.
8. Faris N., Ram R., Tardio J., Bhargava S., McMaster S. et al. Application of ferrous pyrometallurgy to the beneficiation of rare earth bearing iron ores // Minerals Engineering. 2017. Vol. 110. P. 20–30.
9. Пат. 19714 РФ. Способ переработки свинецсодержащих материалов / Шумский В. А.; заявл. 20.12.2006; опубл. 15.09.2010, Бюл. № 9.
10. Mounsey E. N., Piret N. L. A Review of Ausmelt Technology for Lead Smelting // Lead-Zinc 2000: Proceedings of the Lead-Zinc 2000 Symposium Which Was Part of the TMC Fall Extraction & Process Metallurgy Meeting, Pittsburgh, U.S.A., October 22–25. 2000. P. 149–169.
11. Safarzadeh M. S., Miller J. D. The pirometallurgy of enargite // International Journal Mineral Processing. 2016. Vol. 157, Iss. 10. P. 103–110.
12. Дигонский С. В. Теоретические основы и технологии восстановительной плавки металлов из неокускованного сырья. — СПб. : Наука, 2007. — 322 с.
13. Лыколов А. А., Рысс Г. М., Бородин И. С. Восстановление железа из шлака сульфидной плавки продуктами газификации углерода // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2014. № 1. С. 30–33.
14. Рыбенко И. А. Развитие теоретических основ и разработка ресурсосберегающих технологий прямого восстановления металлов с использованием метода и инструментальной системы моделирования и оптими зации: дис. … докт. техн. наук. — Новокузнецк : ФГБОУ «Сибирский государственный индустриальный университет», 2018. — 327 с.
15. Dorofeenko S. O., Polianczuk E. V. Gasification of pulverized coal in a counter flow moving bed filtration combustion reactor: In search of the optimum // Fuel. 2021. Vol. 291. 120255.
16. Hu Z., Peng Y., Sun F., Chen S., Zhou Y. Thermodynamic eguilibrium simulation on the synthesis gas composition in the context of underground coal gasification // Fuel. 2021. Vol. 293. 120462.
17. Пат. 2644892 РФ. Способ извлечения металлов при газификации твердого топлива в политопливном газогенераторе / Подгородецкий Г. С., Горбунов Б. Г., Шаруда А. К., Дубовкин С. Г., Козлова О. Н.; заявл. 29.12.2016; опубл. 14.02.2018, Бюл. № 5.
18. Пат. 2486267 РФ. Способ переработки свинцово-цинковых концентратов / Власов О. А.; заявл. 05.06.2012; опубл. 27.06.2013, Бюл. № 18.

19. Полывянный И. Р. Кислород и природный газ в металлургии свинца. — Алма-Ата : Наука, 1976. — 375 с.
20. Mularski J., Pawlak-Kruczek H., Modlinski N. A review of recent studies of the CFD modelling of coal gasification in entrained flow gasifiers, covering devolatilization, gas-phase reactions, surface reactions, models and kinetics // Fuel. 2020. Vol. 271. 117620. DOI: 10.1016/j.fuel.2020.117620.
21. Кунаев М. М., Кожахметов С. М., Ванюков Н. В. Основы комплексного использования сырья цветной металлургии. — Алма-Ата : Наука, 1982. — 391 с.
22. Пат. 1068 РТ. Способ переработки галенитсодержащего концентрата водяным газом / Гайбуллаева З. Х., Шарифов А., Насымов Г. Т.; заявл. 20.08.2019; зарег. 13.03.2020.
23. Атрощенко В. И., Алексеев А. М., Засорин А. П. и др. Курс технологии связанного азота. — М. : Химия, 1968. — 384 с.
24. Шарифов А., Шодиев Г. Г., Субхонов Д. К., Бобоев Т. С. Использование золы угля Фан-Ягнобского месторождения в качестве наполнителя композиций из гипсовых вяжущих / Доклады Академии наук Республики Таджикистан. 2016. Т. 59. № 9-10. С. 413–417.