Алмалыкский филиал Ташкентского государственного технического университета имени Ислама Каримова, Алмалык, Узбекистан

Ш. Т. Хожиев, доцент кафедры «Металлургия», PhD, эл. почта: hojiyevshohruh@yandex.ru
Д. Б. Холикулов, профессор кафедры «Металлургия», докт. техн. наук, эл. почта: Kholikulov.d@tdtuof.uz
С. С. Муталибхонов, старший преподаватель кафедры «Металлургия», эл. почта: mutalibkhonov1990@gmail.com
И. И. Шайманов, докторант кафедры «Металлургия», эл. почта: ikromshaymanov5@gmail.com

Уханьский университет науки и технологий, Ухань, Китай.
Г. Ма, профессор Хубэйской международной научно-технической кооперационной базы технологий низкоуглеродистой металлургии, PhD, эл. почта: gma@wust.edu.cn

Проведен термодинамический анализ процесса карботермического восстановления фаялита – основного железосодержащего компонента силикатных шлаков черной металлургии – с использованием оксидов кальция и натрия в качестве флюсующих добавок. Показано, что реакция с участием Na₂O является экзотермической и обладает более высокой энергетической эффективностью по сравнению с CaO. Сравнительный анализ изменения энергии Гиббса и констант равновесия в диапазоне температур 323–1873 K показал, что при применении Na₂O восстановление железа происходит самопроизвольно даже при пониженных температурах. Установлено, что оптимальный температурный интервал составляет 1205–1300 °C с наибольшей эффективностью при значении около 1250 °C. Это обеспечивает устойчивость процесса, разделение жидкого чугуна и силикатного шлака. Также показано, что снижение дозировки Na₂O до 1 моль повышает экономическую эффективность без потери термодинамических преимуществ. Полученные результаты представляют практическую ценность для разработки ресурсосберегающих технологий переработки металлургических шлаков с целью извлечения железа.

1. Колесников Ю. А., Бигеев В. А., Сергеев Д. С., Дудчук И. А. Возможность применения сидеритовой руды для выплавки конвертерной стали с повышенной долей чугуна в металлошихте // Черные металлы. 2017. № 6. С. 40–44.
2. Kukkala V., Kumar A., Nirala R., Patel V. Beneficiation of low-grade hematite iron jre fines by magnetizing roasting and magnetic separation // ACS Omega. 2024. Vol. 9, Iss. 10. P. 12765–12775.
3. Пелевин А. Е. Повышение качества концентрата путем применения тонкого грохочения в стадиях измельчения железных руд // Черные металлы. 2023. № 10. С. 4–9.
4. Пелевин А. Е. Влияние магнитной флокуляции на результаты обогащения железосодержащих руд // Обогащение руд. 2021. № 4. С. 15–20.
5. Roshchin V. E. et al. Role of a silicate phase in the reduction of iron and chromium and their oxidation with carbide formation during the manufacture of carbon ferrochrome // Russian Metallurgy (Metally). 2016. Vol. 2016, Iss. 11. P. 1092–1099.
6. Khojiev S. T. Processing of copper slag using waste tires // Metallurgist. 2025. Vol. 68. P. 1–10.
7. Hou Y., Yu J., Zheng D., Xu J., Ma G., Khojiev S., Kadirov N. Preparation and chromatic performance of black ceramic tiles from chromium slag, copper slag and silicon manganese slag // Journal of Ceramic Processing Research. 2025. Vol. 26, Iss. 1. P. 139–147.
8. Юсупходжаев А. А., Хожиев Ш. Т., Акрамов У. А. Использование нетрадиционных восстановителей для расширения ресурсной базы ОАО «Узметкомбинат» // Черные металлы. 2021. № 4. С. 4–8.
9. Клингер А., Альтендорфер А., Беттингер Д., Хьюз Г. Д., Аль-Хусейни А. А. и др. Система оптимизации технологического процесса нового поколения для установки прямого восстановления железа // Черные металлы. 2017. № 10. С. 19–27.
10. Темников В. В., Калимулина Е. Г., Тлеугабулов Б. С. Анализ образования и переработки металлургических отходов в АО «ЕВРАЗ НТМК» // Черные металлы. 2018. № 7. С. 32–37.
11. Romenets V. A., Valavin V. S., Pokhvisnev Y. V. Technological assessment of the romelt process in the classic and two-zone variants // Metallurgist. 2014. Vol. 58. P. 20–27.
12. Allen W. C., Snow R. B. Orthosilicate-Iron Oxide Portion of the System CaO–‘FeO’–SiO2 // Journal of the American Ceramic Society. 2006. Vol. 38, Iss. 8. P. 264–272.

13. Долен М., Диркс К. Устойчивое ресурсосбережение благодаря использованию конвертерного шлака // Черные металлы. 2019. № 8. С. 37–41.
14. Шюлер С., Маркус Х. П., Алгермиссен Д., Мудерсбах Д. Качество электросталеплавильных шлаков // Черные металлы. 2015. № 9. С. 31–41.
15. Хожиев Ш. Т., Султонов Х. Ш., Кадиров Н. А., Гаибназаров С. Б. Усовершенствование технологии получения железорудного агломерата с использованием отходов полиэтилена // Черные металлы. 2024. № 10. C. 4–8.
16. Zhang H., Li B., Wei Y. et al. Effect of CaO on copper loss and phase transformation in copper slag // Metall. Mater. Trans. B. 2022. Vol. 53. P. 1538–1551.
17. Третьяков Ю. Д. Твердофазные реакции. – М. : Химия, 1978. – 360 с.