COPPER SLAGS MINERALOGY OF THE VYISKY PLANT

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The Ural region has been the metallurgical center of Russia for over 300 years and has accumulated a huge amount of slags. Studying their mineral composition is an urgent task, since many slags can be a threat to the environment and represent potential ore that can be further processed. In this paper we present the results of a study of the material composition of copper slags from the Vyisky plant (Nizhny Tagil, Sverdlovsk region). It has been established that the slags are composed of a hercynite-fayalite aggregate with the constant presence of magnetite, sulphides (troilite and «melt solid solutions» of the Cu-Fe-S system), as well as glass, native copper and westerveldite. The temperature of their formation is estimated in the range of 1186—1193 °C. The studied slags can be completely processed, namely, copper-sulfide, hercynite-magnetite and fayalite concentrates can be obtained from them, which can then be used in metallurgical processing. It is shown that sulfides in the slag dump decompose and there is a constant removal of chalcophile and siderophile elements, which increases the technogenic load on the population living here.

About the authors

Yu. V. Erohin

V. S. Ponomarev

A. V. Zakharov

Lyubov Vladimirovna Leonova

Institute of Geology and Geochemistry Ural Branch of the RAS

References

  1. Алексеев В. В., Гаврилов Д. В. Металлургия Урала с древнейших времен до наших дней. М.: Наука, 2008. 886 с.
  2. Ерохин Ю. В., Захаров А. В., Леонова Л. В. Шлаки Благодатного медеплавильного завода (состав и геоэкология) // Известия вузов. Горный журнал. 2021. № 5. С. 75—86. doi: 10.21440/0536-1028-2021-5-75-86
  3. Ерохин Ю. В., Пономарев В. С., Захаров А. В., Леонова Л. В. Минералогия медных шлаков Сысертского железоделательного завода, Средний Урал // Минералогия. 2023. Т. 9. № 2. С. 30—40. doi: 10.35597/2313-545X-2023-9-2-3
  4. Ефимов А. И., Белорукова Л. П., Василькова И. В., Чечев В. П. Свойства неорганических соединений. Л.: Химия, 1983. 389 с.
  5. Металлургические заводы Урала XVII—XX вв.: Энциклопедия / Гл. ред. В. В. Алексеев. Екатеринбург: Академкнига, 2001. 536 с.
  6. Попова В. И., Попов В. А., Блинов И. А., Пономарев В. С. Минералы Меднорудянского месторождения (Средний Урал) // Минералогический альманах. 2015. Т. 20. Вып. 3. 128 с.
  7. Сайитов С. С., Цой В. Д., Расулов Ш. М., Печерский Р. Д., Расулова А. В., Абдуваитов А. К., Асроров А. А. Вещественный состав медных шлаков Алмалыкского медеплавильного завода (Узбекистан) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2024. Т. 335. № 4. С. 148—158. doi: 10.18799/24131830/2024/4/4292
  8. Artemyev D. A., Ankushev M. N., Blinov I. A., Kotlyarov V. A. Lukpanova Ya. A. Mineralogy and origin of slags from the 6th kurgan of the Taksay 1 burial complex, Western Kazakhstan // Canadian Mineralogist, 2018. Vol. 56. P. 883—904. doi: 10.3749/canmin.1800025
  9. Gelaude P., Kalmthout P., Rewitzer C. Lavrion, the Minerals in the Ancient Slags. Nijmegen: Janssen Print, 1996, 194 p.
  10. Kierczak J., Pietranik A. Mineralogy and composition of historical Cu slags from the Rudawy Janowickie mountains, Southwestern Poland // Canadian Mineralogist, 2011. Vol. 49. P. 1281—1296. doi: 10.3749/canmin.49.5.1281
  11. Kosyakov V. I., Sinyakova E. F. Melt crystallization of CuFe2S3 in the Cu-Fe-S system // Journal Thermal Analysis Calorimetry, 2014. Vol. 115. P. 511—516. doi: 10.1007/s10973-013-3206-0
  12. Lohmeier S., Lottermoser B. G., Schirmer T., Gallhofer D. Copper slag as a potential source of critical elements — a case study from Tsumeb, Namibia // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 2021. Vol. 121. P. 129—142. doi: 10.17159/2411—9717/1383/2021
  13. Nasab M. S., Bafti S. B., Yarahmadi M. R., Maymand M. M., Khorasani K. J. Mineralogical properties of the copper slags from the Sar Cheshmeh smelter plant, Iran // Minerals, 2022. Vol. 12. Article 1153. doi: 10.3390/min12091153
  14. Pekov I. V., Chukanov N. V., Zadov A. E., Voudouris P., Magganas A., Katerinopoulos A. Agardite-(Nd) NdCu6(AsO4)3(OH)63H2O from the Hilarion Mine, Lavrion, Greece: mineral description and chemical relations with other members of the agardite-zálesíite solid-solution system // Journal of Geosciences, 2011. Vol. 56. Is. 3. P. 249—255. doi: 10.3190/jgeosci.099
  15. Portillo-Blanco H., Zuluaga M. C., Ortega L. A., Alonso-Olazabal A., Cepeda-Ocampo J. J., Salcedo A. M. Mineralogical characterization of slags from the Oiola Site (Biscay, Spain) to assess the development in bloomery iron smelting technology from the Roman Period to the Middle Ages // Minerals, 2020. Vol. 10. Article 321. doi: 10.3390/min10040321
  16. Sanchez M., Sudbury M. Physicochemical characterization of copper slag and alternatives of friendly environmental management // Journal of Mining and Metallurgy. Section B: Metallurgy, 2013. Vol. 49. P. 161—168. doi: 10.2298/JMMB120814011S
  17. Siidra O. I., Nekrasova D. O., Chukanov N. V., Pekov I. V., Yapaskurt V. O., Katerinopoulos A., Voudouris P., Magganas A., Zaitsev A. N. Hydrocerussite-related phase NaPb5(CO3)4(OH)3 from the ancient slags of Lavrion, Greece // Mineralogical Magazine, 2018. Vol. 82. P. 809—819. doi: 10.1180/minmag.2017.081.058
  18. Ströbele F., Wenzel T., Kronz A., Hildebrandt L. H., Markl G. Mineralogical and geochemical characterization of high-medieval lead-silver smelting slags from Wiesloch near Heidelberg (Germany) — an approach to process reconstruction // Archaeological Anthropological Sciences, 2010. Vol. 2. P. 191—215. doi: 10.1007/s12520-010-0039-7

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Erohin Y.V., Ponomarev V.S., Zakharov A.V., Leonova L.V.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).