Utilization of Secondary Copper Smelting Slags for Proppant Production

2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/met16030328
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

The accumulation of copper smelting slags generated by non-ferrous metallurgy represents both an environmental challenge and a potential source of technogenic raw materials for value-added products. In this study, the feasibility of producing magnesia–quartz proppants from secondary copper smelting slag formed after the pyrometallurgical extraction of iron and zinc was investigated. The slag, primarily composed of oxides of the SiO2–CaO–Al2O3–MgO system, was processed by centrifugal melt granulation to obtain spherical granules suitable for proppant applications. The initial granules exhibited an amorphous glassy structure and insufficient mechanical strength, with up to 70% of particles destroyed under a pressure of 34.5 MPa. Controlled heat treatment within the temperature range of 300–1000 °C induced crystallization of silicate and aluminosilicate phases, leading to a significant improvement in mechanical performance. Optimal properties were achieved after holding at 800 °C for 60 min, where the fraction of crushed granules decreased to 10%, meeting the requirements of GOST R 54571-2011. The influence of MgO content on microstructure and strength was also examined. Increasing the MgO concentration from 5 to 16 wt.% resulted in grain refinement and improved crushing resistance, reducing the fraction of destroyed granules to 3%. To enhance chemical durability, a phenol–formaldehyde protective coating was applied, decreasing proppant solubility in a hydrochloric–hydrofluoric acid mixture from 19% to 2%. These results demonstrate that secondary copper smelting slag can serve as a promising raw material for producing standard-compliant proppants while contributing to the efficient utilization of metallurgical waste.