Как техногенные отходы становятся сырьём для металлургии

Металлолом используется в металлургии с момента её появления более десяти тысячелетий назад. Сегодня на железо из лома приходится до 30% общего потребления железосодержащего сырья в чёрной металлургии. В ряде индустриально развитых стран, включая Россию, отрасль движется к увеличению этой доли до 50% и выше.

Одновременно современные технологии позволяют возвращать в производство металлосодержащие отходы, накопленные в промышленных центрах. Значительная их часть представлена мелкодисперсными техногенными образованиями.

По данным Группы «РОСНАНО», в России накоплено свыше 100 млрд тонн металлургических отходов, а к 2050 году их объём может превысить 200 млрд тонн. До 80% этих материалов потенциально можно вернуть в производственный цикл. По поручению Президента РФ в нескольких регионах запускаются пилотные проекты по переработке техногенных образований с извлечением полезных компонентов — от отходов горно-металлургических предприятий до золошлаков и фосфогипса. Параллельно совершенствуется нормативная база, регулирующая доступ инвесторов к таким объектам.

Почему предложение металлолома сокращается, чем его можно дополнить и какие специалисты потребуются отрасли, объясняет заведующий кафедрой энергоэффективных и ресурсосберегающих промышленных технологий НИТУ МИСИС Геннадий Торохов.

Почему сокращается заготовка металлолома

Металлолом остаётся одним из ключевых видов сырья для российской металлургии, но объёмы его заготовки снижаются. По данным компании «Транслом», в 2025 году заготовка лома чёрных металлов в России сократилась почти на 19%, до 16,4 млн тонн. Это минимальный показатель за последние шестнадцать лет.

Среди причин — ограничения экспортных поставок и снижение внутреннего спроса на металлопродукцию. При этом доступного объёма лома недостаточно для покрытия потребностей российских металлургических предприятий.

В качестве альтернативы компании используют горячебрикетированное железо и товарный чугун. Эти материалы снижают зависимость от рынка металлолома, но не решают долгосрочную задачу обеспечения отрасли сырьём.

Техногенные отходы как источник сырья

Дополнить сырьевую базу могут металлосодержащие техногенные отходы. В отдельных случаях содержание железа в них сопоставимо с показателями природного сырья. Такие материалы могут содержать до 15% металлического и около 27% оксидного железа, а доля оксидов железа в железной окалине достигает 96%.

Эти ресурсы уже находятся на промышленных площадках и не требуют добычи как природное сырьё. Главная задача — подобрать технологию, которая позволит извлечь полезные компоненты и вернуть их в производственный цикл. Такой подход соответствует принципам экономики замкнутого цикла: он помогает рациональнее использовать ресурсы, сокращать воздействие на окружающую среду и повышать производственную эффективность.

Как выбирают технологию переработки

Для техногенных отходов не существует универсального способа переработки. Каждый отвал или шламохранилище отличается химическим и гранулометрическим составом, влажностью и историей формирования.

Работа начинается с комплексного анализа материала. Специалисты определяют содержание металлов и минералогический состав, оценивают размер частиц и влажность, а затем выясняют, можно ли использовать сырьё в действующих металлургических процессах.

По результатам анализа выбирают технологию переработки. В зависимости от состава применяют механические, магнитные, гравитационные и флотационные методы обогащения, а также пиро- и гидрометаллургические процессы. Они позволяют извлекать железо и сопутствующие ценные компоненты. Полученный металлосодержащий концентрат можно использовать, например, при производстве агломерата, окатышей и другой продукции.

Какие компетенции нужны инженерам

Промышленное вовлечение техногенного сырья пока ограничено. Одна из причин — сложность таких проектов. Инженеру недостаточно традиционной металлургической подготовки: требуется понимать металлургические процессы, проектировать нагревательные и термические печи, сопровождать их монтаж и эксплуатацию, совершенствовать автоматизированные системы управления.

Технологические решения необходимо оценивать комплексно — с учётом параметров производства, доступности и стоимости сырья, а также экологических требований.

Для подготовки таких специалистов Университет МИСИС в рамках пилотного проекта по совершенствованию национальной системы высшего образования реализует программу «Логистика и экодизайн индустриальных технологий». Она объединяет металлургию, ресурсосбережение, производственную логистику и промышленную экологию. Во время обучения студенты решают производственные задачи индустриальных партнёров.

Роль техногенного сырья в металлургии

Металлолом сохранит значение для отрасли, но сырьевая база металлургии может расшириться за счёт накопленных техногенных ресурсов. Для этого предприятиям предстоит внедрять технологии, которые учитывают состав конкретных отходов и требования действующего производства.

Задача инженера — не просто переработать материал, а определить, как вернуть его в производственный цикл с учётом технологических, экономических и экологических факторов.