blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2020-8-579-590blackmet-1950Research ArticleПо итогам Международной научной конференции «ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ» им. академика А.М. САМАРИНА, Москва, 25 – 28 ноября 2019 г.Futher to the International Scientific Conference “PHYSICO-CHEMICAL BASES OF METALLURGICAL PROCESSES” named after Academician A.M. SAMARIN, Moscow, November 25 – 28, 2019Проблема марганца в российской металлургииProblem of manganese in Russian metallurgyДашевскийВ. Я.DashevskiiV. Ya.

д.т.н., профессор кафедры энергоэффективных и ресурсосберегающих промышленных технологий, заведующий лабораторией

119334, Москва, Ленинский пр., 49119049, Москва, Ленинский пр., 4 

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “EnergyEfficient and Resource-Saving Industrial Technologies”, Head of the Laboratory

Moscow

vdashev@imet.ac.ruАлександровА. А.AleksandrovA. A.

к.т.н., старший научный сотрудник

119334, Москва, Ленинский пр., 49

Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher

Moscow

a.a.aleksandrov@gmail.comЖучковВ. И.ZhuchkovV. I.

д.т.н., профессор, главный научный сотрудник

620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Chief Researcher

Ekaterinburg

ntm2000@mail.ruЛеонтьевЛ. И.Leont’evL. I.

академик РАН, советник, д.т.н., профессор, главный научный сотрудник

620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101119049, Москва, Ленинский пр., 4119071, Москва, Ленинский пр., 14 

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Academician, Adviser of the Russian Academy of Sciences, Chief Researcher

EkaterinburgMoscow 

leo@presidium.ras.ruИнститут металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН; Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»РоссияBaikov Institute of Metallurgy and Materials Science, RAS; National University of Science and Technology “MISIS” (MISIS)Russian FederationИнститут металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАНРоссияBaikov Institute of Metallurgy and Materials Science, RASRussian FederationИнститут металлургии УрО РАНРоссияInstitute of Metallurgy UB RASRussian FederationИнститут металлургии УрО РАН; Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»; Президиум РАНРоссияInstitute of Metallurgy UB RAS; National University of Science and Technology “MISIS” (MISIS); Scientific Council on Metallurgy and Metal Science of Russian A demy of Sciences (Department of Chemistry and Material Sciences)Russian Federation202008102020638579590Copyright © Дашевский В.Я., Александров А.А., Жучков В.И., Леонтьев Л.И., 20202020Дашевский В.Я., Александров А.А., Жучков В.И., Леонтьев Л.И.Dashevskii V.Y., Aleksandrov A.A., Zhuchkov V.I., Leont’ev L.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/1950

Основной потребитель марганца – черная металлургия. Объем производства марганцевых ферросплавов в мире составляет ~1 % объема производства стали. После распада Советского Союза Россия оказалась без марганцеворудной базы. В настоящее время в России из импортной руды выплавляют только высокоуглеродистый ферромарганец и ферросиликомарганец в ограниченном объеме. Минерально-сырьевая база марганцевых руд России достаточно велика: балансовые запасы марганцевых руд составляют около 230 млн т (~2 % мировых), прогнозные ресурсы – более 1 млрд т. Качество марганцевых руд России ниже, чем марганцевых руд большинства основных стран-продуцентов. Среднее содержание марганца в российских рудах 9 – 23 %. Основу минерально-сырьевой базы марганцевых руд составляют карбонатные руды, доля которых составляет более 77 %. Добыча марганцевых руд в России ведется нерегулярно и не превышает 66 тыс. т/год. Потребность российских ферросплавных заводов, выплавляющих марганцевые ферросплавы, в марганцевых рудах и концентратах покрывается за счет импорта. Проблема ускорения создания отечественной марганцеворудной базы с позиции экономической безопасности представляется весьма важной. Необходимо решить целый ряд вопросов, связанных с обогащением бедных марганцевых руд, с разработкой эффективных технологий выплавки марганцевых ферросплавов из концентратов, получаемых после обогащения этих руд, а также с созданием более совершенных методов дефосфорации марганцевых концентратов. При производстве марганцевых ферросплавов от руды до готовых сплавов теряется порядка 50 % марганца, добытого из недр, образуется большое количество побочных продуктов (шламы обогащения, шлаки, отсевы мелких фракций рудного сырья и готовой продукции, шламы процесса выплавки и пыли), использование и переработка которых позволяют не только сократить потребление исходного минерального сырья, но и повысить эффективность основного производства, уменьшить загрязнение окружающей среды. Доизвлечение марганца из техногенных отходов, совершенствование технологических процессов выплавки марганцевых ферросплавов – путь к повышению сквозного извлечения марганца.

Ferrous metallurgical industry is the main consumer of m nese. The production volume of manganese ferroalloys in the world is approximately 1 % of steel production. After the collapse of the Soviet Union, Russian Federation found itself without any manganese ore base. At present, only high-carbon ferromanganese and ferrosilicomanganese are smelted from imported ore in Russia in a limited quantity. The mineral and raw base of manganese ores in Russia is quite large: the balance reserves of manganese ores are about 230 million tons (approximately 2 % of the world), forecast resources – more than 1 billion tons. Quality of the manganese ores is lower than the manganese ores of most major producing countries. Average manganese content in Russian ores is 9 – 23 %. Basis of mineral and raw base of these manganese ores are carbonate ores, share of which is more than 77 %. Manganese ore mining in Russia is sporadic and does not exceed 66 thousand tons per year. Demand of Russian ferroalloy plants, producing manganese ferroalloys, in manganese ores and concentrates is covered by imports. The problem of accelerating the creation of domestic manganese ore base from the position of economic security seems to be very important. It is necessary to solve a number of issues related to the enrichment of poor manganese ores, development of effective technologies for manganese ferroalloys smelting from concentrates obtained after the enrichment of these ores, as well as creation of more advanced methods of manganese concentrates dephosphorization. In the production of manganese ferroalloys from ore to finished alloys, about 50 % of manganese mined from the subsoil is lost; a large number of by-products are formed (sludges of enrichment, slags, screenings of small fractions of ore raw materials and finished products, sludges of smelting process and dust). The use and processing of them allow not only to reduce the consumption of initial mineral raw materials, but also to increase the efficiency of main production and to reduce environmental pollution. Additional extraction of manganese from industrial wastes and improvement of the technological processes for manganese ferroalloys smelting are the ways to increase the through extraction of manganese.

марганецминерально-сырьевая базавыплавка марганцевых ферросплавовдефосфорацияпотери марганцаконкрецииmanganesemineral resources basesmelting of manganese ferroalloysdephosphorizationloss of manganesenodulesРабота выполнена по Программе фундаментальных исследований Президиума РАН № 22П.The work was financially supported by the Fundamental Research Program of RAS Presidium No. 22P.ReferencesРожихина И.Д., Нохрина О.И., Елкин К.С., Голодова М.А. Ферросплавное производство и тенденции развития в мире и России // Тр. XXI Междунар. науч.-практич. конф. «Металлургия: технологии, инновации, качество» (Металлургия – 2019). – Новокузнецк: Изд. центр СибГИУ, 2019. Ч. 1. С. 20 – 32.Rozhikhina I.D., Nokhrina O.I., Elkin K.S., Golodova M.A. Ferroalloy production: the state and trends of development in the world and in Russia. In: Trudy XXI Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii “Metallurgiya: tekhnologii, innovatsii, kachestvo” (Metallurgiya – 2019) [Proc. of the XXI Int. Sci. and Pract. Conf. “Metallurgy: Technologies, Innovations, Quality” (Metallurgy 2019). Part 1]. Novokuznetsk: SibGIU, 2019, pp. 20–32. (In Russ.).Ферросплавы. Цветные металлы. Справочник. – М.: ЗАО «Единые Ферросплавные Системы», 2006. – 48 с.Ferrosplavy. Tsvetnye metally. Spravochnik [Ferroalloys. Nonferrous metals. Handbook]. Moscow: ZAO Edinye Ferrosplavnye Sistemy, 2006, 48 p. (In Russ.).Краткая история легирования стали и ферросплавного производства. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.urmcompany.ru/upload/iblock/55d/55d37dd1eba407afd28de86efd312fd6.pdf.Kratkaya istoriya legirovaniya stali i ferrosplavnogo proizvodstva [A brief history of alloying of steel and ferroalloy production]. Electronic resource. Available at URL: www.urm-company.ru/upload/iblock/55d/55d37dd1eba407afd28de86efd312fd6.pdf (In Russ.).Боярко Г.Ю., Хатьков В.Ю. Товарные потоки ферросплавов в России // Черные металлы. 2018. № 3. С. 60 – 69.Boyarko G.Yu., Khat’kov V.Yu. Commercial streams of ferroalloys in Russia. Chernye metally. 2018, no. 3, pp. 60–69. (In Russ.).Марганцевые руды // Государственный доклад «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2018 году». – М.: ФГБУ «ВИМС», 2019. С. 105 – 113.Manganese ores. In: Gosudarstvennyi doklad “O sostoyanii i ispol’zovanii mineral’no-syr’evykh resursov Rossiiskoi Federatsii v 2018 godu” [State report “On the State and Use of Mineral and Raw Resources of the Russian Federation in 2018”]. Moscow: VIMS, 2019, pp. 105–113. (In Russ.).Марганцевые руды // Государственный доклад «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2015 году». – М.: ФГБУ «ВИМС», 2016. С. 101 – 108.Manganese ores. In: Gosudarstvennyi doklad “O sostoyanii i ispol’zovanii mineral’no-syr’evykh resursov Rossiiskoi Federatsii v 2018 godu” [State report “On the State and Use of Mineral and Raw Resources of the Russian Federation in 2015”]. Moscow: VIMS, 2016, pp. 101–108. (In Russ.).Марганец / К.Н. Трубецкой, В.А. Чантурия, А.Е. Воробьев и др. – М.: Изд-во Академии горных наук, 1999. – 271 с.Trubetskoi K.N., Chanturiya V.A., Vorob’ev A.E. etc. Marganets [Manganese]. Moscow: Izd. Akademii gornykh nauk, 1999, 271 p. (In Russ.).Тигунов Л.П., Смирнов Л.А., Менаджиева Р.А. Марганец: геология, производство, использование. – Екатеринбург: Изд-во АМБ, 2006. – 84 с.Tigunov L.P., Smirnov L.A., Menadzhieva R.A. Marganets: geologiya, proizvodstvo, ispol’zovanie [Manganese: geology, production, use]. Ekaterinburg: Izd-vo AMB, 2006, 84 p. (In Russ.).Импорт в Россию: марганцевые руды. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru-stat.com/date-M201301-201612/RU/import/world/052602.Import v Rossiyu: margantsevye rudy [Import to Russia: manganese ores]. Electronic resource. Available at URL: https://ru-stat.com/date-M201301-201612/RU/import/world/052602 (In Russ.).Марганцевые руды // Государственный доклад «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2013 году». – М.: ООО «Минерал-Инфо», 2014. С. 137 – 142.Manganese ores. In: Gosudarstvennyi doklad “O sostoyanii i ispol’zovanii mineral’no-syr’evykh resursov Rossiiskoi Federatsii v 2013 godu [State report “On the State and Use of Mineral and Raw Resources of the Russian Federation in 2013]. Moscow: MineralInfo, 2014, pp. 137–142. (In Russ.).Полулях Л.А., Дашевский В.Я., Юсфин Ю.С. Производство марганцевых ферросплавов из отечественных марганцевых руд // Изв. вуз. Черная металлургия. 2014. № 9. С. 5 – 12.Polulyakh L.A., Dashevskii V.Ya., Yusfin Yu.S. Production of manganese ferroalloys from domestic manganese ores. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2014, no. 9, pp. 5–12. (In Russ.).Технологический регламент для проекта «Строительство Усинского ГОКа: дробильно-обогатительная фабрика». – Екатеринбург: ОАО «Уралмеханобр», 2008. – 64 с.Tekhnologicheskii reglament dlya proekta “Stroitel’stvo Usinskogo GOKa: drobil’no-obogatitel’naya fabrika” [Technological regulations for the project “Construction of the Usinsky Mining and Processing Plant: Crushing and Processing Factory”]. Ekaterinburg: OAO Uralmekhanobr, 2008, 64 p. (In Russ.).Хитрик С.И., Гасик М.И., Кучер А.Г. Получение низкофосфористых марганцевых концентратов. – Киев: Изд-во «Технiка», 1969. – 200 с.Khitrik S.I., Gasik M.I., Kucher A.G. Poluchenie nizkofosforistykh margantsevykh kontsentratov [Obtaining low phosphorous manganese concentrates]. Kiev: Tekhnika, 1969, 200 p. (In Russ.).Осокина Г.Н., Хоревич В.М., Корепина С.И. и др. Гаусманитовый метод обогащения и дефосфорации марганцевых концентратов // Физико-химические основы металлургии марганца. – М.: Наука, 1977. С. 84 – 89.Osokina G.N., Khorevich V.M., Korepina S.I. etc. Gausmanite method of enrichment and dephosphorization of manganese concentrates. In: Fiziko-khimicheskie osnovy metallurgii margantsa [Physicochemical basics of manganese metallurgy]. Moscow: Nauka, 1977, pp. 84–89. (In Russ.).Безъязыков Б.Н. Исследование и разработка дитионатного процесса переработки бедных марганцевых продуктов. Автореф. дисс. … канд. техн. наук. – Кривой Рог: Механобрчермет, 1971. – 23 с.Bez”yazykov B.N. Issledovanie i razrabotka ditionatnogo protsessa pererabotki bednykh margantsevykh produktov. Avtoreferat diss. … kand. tekhn. nauk [Research and development of the dithionate process for processing of poor manganese products. Extended Abstract of Cand. Sci. Diss.]. Krivoi Rog: Mekhanobrchermet, 1971, 23 p. (In Russ.).Бижанов А.М., Подгородецкий Г.С., Курунов И.Ф. и др. Опыт применения брикетов экструзии (брэксов) для выплавки ферросиликомарганца // Металлург. 2013. №. 2. С. 44 – 49.Bizhanov A.M., Podgorodetskii G.S., Kurunov I.F., Dashevskii V. Ya., Farnasov G.A. Experience with the use of extrusion briquettes (brex) to make ferrosilicomanganese. Metallurgist. 2013, vol. 57, no. 1-2, pp. 105–112.Гасик М.И. Марганец. – М.: Металлургия, 1992. – 608 с.Gasik M.I. Marganets [Manganese]. Moscow: Metallurgiya, 1992, 608 p.Пат. 2594997 РФ. Способ дефосфорации марганцевых руд и концентратов / В.Я. Дашевский, Ю.С. Юсфин, Л.А. Полулях и др. Бюл. изобретений. 2016. № 23.Dashevskii V.Ya., Yusfin Yu.S., Polulyakh L.A. etc. Sposob defosforatsii margantsevykh rud i kontsentratov [Method of dephosphorisation of manganese ores and concentrates]. Patent RF no. 2594997. Byulleten’ izobretenii. 2016, no. 23. (In Russ.).Пат. 2458994 РФ. Способ легирования чугуна марганцем / В.Я. Дашевский, Ю.С. Юсфин, С.В. Киреев и др. Бюл. изобретений. 2012. № 23.Dashevskii V.Ya., Yusfin Yu.S., Kireev S.V. Sposob legirovaniya chuguna margantsem [Method of cast iron alloying with manganese]. Patent RF no. 2458994. Byulleten’ izobretenii. 2012, no. 23. (In Russ.).К освоению месторождений марганцевых конкреций в Балтийском море // БИКИ. 1986. № 114. С. 6.Development of manganese nodule deposits in the Baltic Sea. BIKI. 1986, no. 114, p. 6. (In Russ.).Русаков М.Р., Глазатов А.Н., Ткачук А.В. Переработка высокофосфористых железомарганцевых конкреций Балтийского моря с использованием электротермии // Электрометаллургия. 2004. № 2. С. 21 – 26.Rusakov M.R., Glazatov A.N., Tkachuk A.V. Processing of high-phosphorus ferromanganese nodules of the Baltic Sea using electrothermics. Elektrometallurgiya. 2004, no. 2, pp. 21–26. (In Russ.).Гасик М.И., Лякишев Н.П. Теория и технология электрометаллургии ферросплавов. – М.: Интермет Инжиниринг, 1999. – 764 с.Gasik M.I., Lyakishev N.P. Teoriya i tekhnologiya elektrometallurgii ferrosplavov [Theory and technology of ferroalloys electrometallurgy]. Moscow: Intermet Inzhiniring, 1999, 764 p. (In Russ.).А. с. 1002390 СССР. Шихта для выплавки низкофосфористого углеродистого ферромарганца / В.Я. Дашевский, Я.В. Дашевский, Н.В. Матвеенко и др. Бюл. изобретений. 1983. № 9.Dashevskii V.Ya., Dashevskii Ya.V., Matveenko N.V. etc. Shikhta dlya vyplavki nizkofosforistogo uglerodistogo ferromargantsa [Charge for melting low-phosphorus carbon ferromanganese]. Certificate of authorship USSR no. 1002390. Byulleten’ izobretenii. 1983, no. 9. (In Russ.).А. с. 1254044 СССР. Шихта для выплавки металлического марганца / В.Я. Дашевский, В.Я. Щедровицкий, Я.В. Дашевский и др. Бюл. изобретений. 1986. № 32.Dashevskii V.Ya., Shchedrovitskii V.Ya., Dashevskii Ya.V. Shikhta dlya vyplavki metallicheskogo margantsa [Charge for melting metal manganese]. Certificate of authorship USSR no. 1254044. Byulleten’ izobretenii. 1986, no. 32. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.