В большинстве случаев складированные отходы горно-металлургического комплекса лишь условно можно отнести к техногенным месторождениям, так как последнее предполагает наличие экономически эффективных способов и процессов их переработки. В то же время, ряд предлагаемых наукой и бизнесом технологий направлены на извлечение из отходов одного или нескольких компонентов, но не полной их утилизации.
Накопление техногенных отходов происходило на протяжении десятилетий, поэтому в отвалах скопилось большое количество ценных металлов. Эти отходы уже подняты на поверхность и не требуют затрат на добычу, располагаются вблизи промышленно развитых населенных пунктов, частично подготовлены (раздроблены, измельчены) к переработке. Однако, достаточно простые, известные методы извлечения металлов в большинстве случаев не применимы к отходам металлургического производства в связи с низким содержанием полезных элементов и необходимостью создания новых затратных технологий их обогащения.
В тех же случаях, когда техногенные образования имеют значительные запасы различных металлов, например красные шламы алюминиевой промышленности или шлаки и шламы от производства меди, то дополнительным ограничивающим фактором становится повышенная опасность данных отходов производства (кислотные и щелочные отходы).
Отходы горно-металлургического комплекса условно можно разделить на образующиеся в ходе добычи, обогащения и переработки. Большими объемами образования отходов характеризуются предприятия, осуществляющие разработку месторождений открытым способом, так как вскрышные породы кратно превышают объемы рудного тела. В настоящее время нет горных предприятий, ведущих разработку с количеством вскрышных и пустых пород меньшим, чем объем добываемых руд.
Эти вскрышные и пустые породы претерпели минимальные изменения в сравнении с нахождением в рудном массиве, использование их возможно для нужд строительных организаций (отсыпка дорог, производство щебня, песка).
Наиболее крупнотоннажным отходом в металлургии (80 - 85 процентов от общего количества твердых отходов) являются шлаки (доменные, сталеплавильные и ферросплавные), которые в большинстве случаев охлаждают и вывозят на шлаковые дворы и далее в отвал. В результате получают кусковой материал, пригодный для строительных нужд - производства щебня и песка.
На большинстве предприятий из шлаков извлекают металлические включения путем ручной разборки или магнитной сепарации. Технологии переработки шлаков включают дробление (измельчение) исходного продукта, последующую магнитную сепарацию, обеспечивающую выделение металлического скрапа, являющегося оборотным продуктом.
Переработка жидких доменных шлаков, в основном, осуществляется на придоменных и отдельно расположенных грануляционных установках. Разработаны решения по совершенствованию этих технологий, повышению качества граншлака, снижению его влажности и серосодержащих выбросов. Заслуживает внимания внедренная в практическое производство технология бассейнового способа грануляции доменного шлака с экранами - охладителями, позволяющая в несколько раз снизить в граншлаке остаточную влагу и вредные парогазовые выбросы.
Для переработки твердых доменных, сталеплавильных и ферросплавных шлаков текущего производства разработана и реализована технология первичной переработки с использованием термодробления. Созданы типовые технологические схемы переработки текущих и отвальных шлаков на дробильно-сортировочных установках, мощность которых варьируется от 50 тысяч до 3 млн. тонн в год, и комплексах с максимальным извлечением металла, производством щебня и щебеночно-песчаных смесей для строительства.
С пуском на ОАО "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" крупнейшего в Европе цеха по переработке техногенных отходов с проектной производительностью первой очереди 3 млн. тонн в год введенные в Свердловской области мощности по переработке шлаков более чем в два раза превысили годовое производство шлака. Это позволило приступить к ликвидации ранее накопленных отвалов.
Оригинальные технологические схемы созданы для переработки ферросплавных шлаков. Наряду с известными способами сепарации они предусматривают максимальное извлечение металла рентгенорадиометрическими и теплометрическими способами. Реализованная в ОАО "Ключевская обогатительная фабрика" технология позволяет разделять металл и шлак по видам производства и выделять до 20 и более видов продукции, что обеспечивает рациональное использование шлаковых составляющих.
Сталеплавильные шлаки содержат значительное количество оксидов железа и других элементов и могут служить флюсующими материалами. Так, в ОАО "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" часть шлаков повторно используется с целью доизвлечения ванадия.
Перспективным направлением утилизации техногенных образований является производство железофлюса для использования в доменных печах. Сырьем для производства таких флюсов являются: отсев мелочи агломерата, аспирационные пыли, колошниковая пыль и шламы газоочистки. В условиях ОАО "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" ванадийсодержащий железофлюс, производимый на аглофабрике ОАО "Высокогорский горно-обогатительный комбинат", используется с 2009 года. В результате вывода из шихты доменных печей отсевов агломерата и известняка и полной утилизации ванадийсодержащих техногенных образований возросла производительность печей, снизился удельный расход кокса и повысилось извлечение ванадия.
Технология производства брикетов отработана в промышленных условиях, а эффективность их использования в сталеплавильном производстве исследована в ОАО "Северский трубный завод". Брикеты могут использоваться также в доменном производстве при частичной замене окатышей или агломерата. Внедрение этой технологии создает предпосылки к полной переработке твердых отходов.