Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

Фундаментальные проблемы и перспективы использования титанового сырья в России

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-3-4-178-194

Полный текст:

Аннотация

Приводится детальный анализ результатов исследований по использованию различных видов титанового сырья из месторождений России: коренные (титаномагнетитовые, ильменит-титаномагнетитовые), метаморфизованные (погребенные лейкоксеновые и ильменит-лейкоксеновые песчаники) и комплексные циркон-рутил-ильменитовые россыпи. Все месторождения титана в России отличаются низким качеством руды, не отвечающим по технологическим свойствам требованиям производства пигментного TiO2 и металлического титана. В коренных месторождениях основными составляющими являются титаномагнетиты, содержащие от 3 до 17 % TiO2 . Ильменит находится в подчиненном положении. Лейкоксеновые песчаники Ярегского месторождения отличаются высоким содержанием титана (около 10 % TiO2 ), но при их обогащении известными методами получаются низкокачественные высококремнистые лейкоксеновые концентраты, содержащие 40 - 50 % TiO2 , с существенными потерями титана. Пижемские ильменит-лейкоксеновые песчаники содержат 3 - 10 % TiO2 . Основными титансодержащими фазами являются псевдорутил Fe2O3·3TiO2 и лейкоксен. Цементирующей связкой зерен в песчаниках является сидерит с магнитными свойствами, что сильно снижает степень раскрытия минералов при дроблении и ухудшает условия обогащения руды в целом. Ильменитоносные россыпи состоят из мелкозернистого вкрапленного ильменита и труднообогатимы. Комплексные циркон-рутил-ильменитовые россыпи заражены хромом и другими нежелательными примесями, что не позволяет существующими методами обогащения получить кондиционный ильменитовый концентрат. Обсуждаются основные проблемы использования трудно-обогатимых титановых руд всех вышеуказанных типов месторождений и научно-обоснованные пути их решения, которые направлены на получение качественного сырья для производства металлического титана и пигментного TiO2 с одновременным извлечением других ценных составляющих. Особое внимание уделено исследованиям по использованию массового комплексного сырья - титаномагнетитов, которые выделены в три поэтапных направления, продолжающихся в течение примерно 200 лет - с начала XIX века по настоящее время.

Об авторе

Г. Б. Садыхов
Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова, РАН
Россия

Доктор технических наук, заведующий лабораторией проблем металлургии комплексных руд им. академика И.П. Бардина.

119991, Москва, Ленинский пр. 49



Список литературы

1. Тигунов Л.П., Быховский Л.З., Зубков Л.Б. Титановые руды России: состояние и перспективы освоения. - М.: ВИМС, 2005. - 104 с.

2. Резниченко В.А., Шабалин Л.И. Титаномагнетиты. Месторождения, металлургия, химическая технология. - М.: Наука, 1986. - 294 с.

3. Липин В.Н. Металлургия чугуна, железа и стали. Т. 1. - М.: Химтехиздат, 1925. - 1009 с.

4. Шманенков И.В. Плавка уральских титаномагнетитов. - М.; Л.: Цветметиздат СССР, 1932. - 84 с.

5. Соболев М.Н. Извлечение ванадия и титана из уральских титаномагнетитов. - М.; Л.: ОНТИ НКТП СССР, 1936. - 316 с.

6. Брицке Э.В., Шманенков И.В., Тагиров Х.К. Проблема титано-магнетитовых руд блестяще разрешена // Новая техника (Приложение к газете «За индустриализацию»). 1931. № 24 (74).

7. Лурье И.Л., Тагиров К.Х., Шманенков И.В. Титаномагнетиты на службу качественной металлургии // Труды Института прикладной минералогии. 1934. - 28 с.

8. Брицке Э.В., Тагиров Х.К., Шманенков И.В. Проблема плавки высокотитанистых шихт в доменных печах // Доклады Академии наук СССР. 1940. Т. XXIX. № 8 - 9. С. 588.

9. Брицке Э.В., Тагиров Х.К., Шманенков И.В. Доменная плавка титаномагнетитов с применением в шихте нефелиновых сиенитов // Известия АН СССР. Отделение технических наук. 1941. № 2. С. 9 - 18.

10. Лякишев Н.П. И.П. Бардин и металлургическая наука // Институту металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН 60 лет: Сб. тр. - М.: Элиз, 1998. С. 3 - 19.

11. Поляков А.Ю. Основы металлургии ванадия. - М.: Металлургиздат, 1959. - 140 с.

12. Чусовской металлургический завод / А.А. Каменских, А.А. Карпов, А.М. Седых, С.В. Устьянцев. - Екатеринбург: Старт, 1998. - 256 с.

13. Качканарский ванадий / А.Ф. Захаров, Н.А. Вечер, А.Н. Леконцев и др. - Свердловск: Средне-Уральское книжное изд-во, 1964. - 304 с.

14. Титаномагнетиты и металлургия Урала / Ф.М. Елюхин, В.И. Довгопол, А.А. Медведев, А.К. Рябов. - Свердловск: Средне-Уральское книжное изд-во, 1982. - 144 с.

15. Ванадий в черной металлургии / Н.П. Лякишев, Н.П. Слотвинский-Сидак, Ю.Л. Плинер, С.И. Лаппо. - М.: Металлургиздат, 1983. - 192 с.

16. Слотвинский-Сидак Н.П. Извлечение ванадия из железованадиевых концентратов и конверторных шлаков: Дис. ... д-ра тех. наук. - М., 1973. - 213 с.

17. Шаврин С.В. Новые варианты металлургической схемы переработки титаномагнетитов. - В кн.: И.П. Бардин и развитие металлургии в СССР. - М.: Наука, 1976. С. 371 - 379.

18. Пирометаллургическая переработка комплексных руд / Л.И. Леонтьев, Н.А. Ватолин, С.В. Шаврин, Н.С. Шумаков. - М.: Металлургия, 1997. - 432 с.

19. Дерябин Ю.А., Смирнов Л.А., Дерябин А.А. Перспективы переработки чинейских титаномагнетитов. - Екатеринбург: Сред.-Урал. кн. изд-во, 1999. - 368 с.

20. Смирнов Л.А., Дерябин Ю.А., Шаврин С.В. Металлургическая переработка ванадийсодержащих титаномагнетитов. - Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1990. - 256 с.

21. Производство и использование ванадиевых шлаков / Л.А. Смирнов, Ю.А. Дерябин, А.А. Филиппенков и др. - М.: Металлургия, 1985. - 125 с.

22. Ванадиевые шлаки / Н.А. Ватолин, Ю.А. Дерябин, Л.А. Смирнов и др. - М.: Металлургия, 1985. - 125 с.

23. Окисление ванадиевых шлаков / Н.А. Ватолин, Н.Г. Молева, П.И. Волкова, Т.В. Сапожникова. - М: Наука, 1978. - 153 с.

24. Фотиев А.А., Слободин Б.В., Ходос М.Я. Ванадаты. Состав, синтез, структура, свойства. - М.: Наука, 1988. - 272 с.

25. Фотиев А.А., Волков В.Л., Капусткин В.К. Оксидные ванадиевые бронзы. - М.: Наука, 1978. - 176 с.

26. Rohmann B., Raper A.G. Recovery of vanadium from hot metal using the shaking ladle process: a preliminary report // Iron and Steel Inst. 1970. Vol. 208. Р. 336 - 341.

27. Rohrmann B. Vanadium in South Africa (Metal Review Series no. 2) // J. S. Afr. Inst. Min. Metall. 1985. Vol. 85. Р. 141 - 150.

28. New Zealand Steel. The History of Ironsand. Available at URL: https://www.nzsteel.co.nz/new-zealand-steel/the-story-of-steel/the-history-of-ironsand. (Accessed: 24.01.20).

29. Ferro-Alloy Resources Limited. Vanadium market. Available at URL: http://www.ferro-alloy.com/ru/vanadium/vanadium-market-overview/. (Accessed 24.01.20).

30. Mining Review Africa. Nyanza Light Metals’ plant to provide titanium dioxide pigment to Africa. Available at URL: https://www.miningreview.com/speciality-minerals/nyanza-light-metals-plant-to-provide-titanium-dioxide-pigment-to-africa/. (Accessed 24.01.20).

31. Исследование электроплавки титаномагнетитов / Х.К. Тагиров, В.А. Резниченко, А.В. Руднева, Т.П. Уколова. - М.: Изд-во АН СССР, 1954. - 156 с.

32. Резниченко В.А. Электротермия титановых руд. - М.: Наука, 1969. - 208 с.

33. Электрометаллургия и химия титана / В.А. Резниченко, В.С. Устинов, И.А. Карязин, А.Н. Петрунько. - М.: Наука, 1982. - 278 с.

34. Химическая технология титана / В.А. Резниченко, В.С. Устинов, И.А. Карязин, Ф.Б. Халимов. - М.: Наука, 1983. - 246 с.

35. Садыхов Г.Б. Разработка научных основ и технологии комплексного использования титаномагнетитов с высоким содержанием диоксида титана: Дис. ... д-ра техн. наук. - М., 2001. - 313 с.

36. Садыхов Г.Б., Резниченко В.А., Карязин И.А., Наумова Л.О. О научных основах комплексного использования титаномагне-титов // Металлы. 1993. № 1. С. 53 - 56.

37. Резниченко В.А., Садыхов Г.Б., Карязин И.А. Титаномагнетиты - сырье для новой модели производства // Металлы. 1997. № 6. С. 3 - 7.

38. Садыхов Г.Б., Резниченко В.А., Карязин И.А., Наумова Л.О. Особенности процессов окисления ванадийсодержащих титановых шлаков // Металлы. 1998. №1. С. 17 - 24.

39. Садыхов Г.Б., Резниченко В.А., Карязин И.А., Наумова Л.О. Поведение оксидных фаз при автоклавном кислотном разложении титанатных продуктов // Металлы. 1998. № 4. С. 17 - 21.

40. Садыхов Г.Б., Карязин И.А. Исследование титанованадиевых шлаков процесса прямого получения железа из титаномагнетитовых концентратов // Металлы. 2007. № 6. С. 3 - 12.

41. Садыхов Г.Б. Исследование процессов окисления титанованадиевых шлаков с участием Na2O и их влияние на поведение ванадия // Металлы. 2008. № 6. С. 1 - 13.

42. Садыхов Г.Б. Новые подходы к решению проблем использования комплексного титанового и других видов труднообогатимого сырья России // Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН 75 лет: Сб. тр. - М.: Интерконтакт Наука, 2013. С. 37 - 59.

43. Пат. 2399680 RU. Способ металлизации титаномагнетитовых концентратов с получением железных гранул и титанованадиевого шлака / Ю.В. Макаров, Г.Б. Садыхов, Г.Г. Самойлова, В.Г. Мизин; заявл. 04.09.2008; опубл. 20.09.2010. Бюл. № 26.

44. Пат. 2365649 RU. Способ извлечения ванадия из титанованадиевых шлаков / Ю.В. Макаров, Г.Б. Садыхов, Г.Г. Самойлова, B. Г. Мизин; заявл. 30.04.2008; опубл. 27.08.2009. Бюл. № 24.

45. Садыхов Г.Б., Гончаров К.В., Олюнина Т.В., Гончаренко Т.В. Особенности фазового состава ванадийсодержащих титановых шлаков от восстановительной плавки титаномагнетитового концентрата Куранахского месторождения // Металлы. 2010. № 4. С. 3 - 10.

46. Садыхов Г.Б., Гончаров К.В., Гончаренко Т.В., Олюнина Т.В. Особенности фазовых превращений при окислении кальцийсодержащих титанованадиевых шлаков и их влияние на образование ванадатов кальция // Металлы. 2013. № 2. С. 3 - 11.

47. Kobayashi I., Tanigaki Y., Uragami A. A new process to produce iron directly from fine ore and coal // Kobe Steel, Iron and Steelmaker. 2001. Vol. 28. No. 9. P. 19 - 22.

48. Kikuchi S., Ito Sh., Kobayashi I. etc. ITmk3® Process // KOBELCO Technology Review. 2010. No. 29. P. 77 - 84.

49. Игнатьев В.Д., Бурцев И.Н. Лейкоксен Тимана: Минералогия и проблемы технологии. - СПб.: Наука, 1997. - 215 с.

50. Авджиев Г.Р., Коржаков В.В. Ярегское месторождение - крупная и перспективная сырьевая база развития титановых производств в России // Народное хозяйство Республики Коми. 1993. Т. 2. № 1. С. 77 - 83.

51. Пирометаллургическая переработка комплексных руд / Л.И. Леонтьев, Н.А. Ватолин, С.В. Шаврин, Н.С. Шумаков. - М.: Металлургия, 1997. - 432 с.

52. Садыхов Г.Б., Резниченко В.А., Заблоцкая Ю.В. и др. Нефтеносные титановые пески ярегского месторождения - решение проблемы титанового сырья в России // Титан. 2006. № 1 (18). C. 12 - 19.

53. Анисонян К.Г., Садыхов Г.Б., Олюнина Т.В. и др. Исследование процесса магнетизирующего обжига лейкоксенового концентрата // Металлы. 2011. № 4. С. 62 - 66.

54. Заблоцкая Ю.В., Садыхов Г.Б., Гончаренко Т.В. и др. Особенности процессов автоклавного выщелачивания лейкоксенового концентрата с участием Сa(ОН)2 // Металлы. 2011. № 6. С. 9 - 15.

55. Садыхов Г.Б., Заблоцкая Ю.В., Анисонян К.Г. и др. Получение игольчатого волластонита при каталитическом автоклавном выщелачивании лейкоксенового концентрата известковым молоком // Перспективные материалы. 2015. № 1. С. 65 - 72.

56. Садыхов Г.Б., Заблоцкая Ю.В., Анисонян К. Г., Олюнина Т.В. О комплексном использовании лейкоксеновых руд ярегского месторождения с получением синтетических рутила и волла-стонита и попутным извлечением редких и редкоземельных элементов // Металлы. 2016. № 6. С. 3 - 10.

57. Садыхов Г.Б., Заблоцкая Ю.В., Анисонян К.Г. и др. Получение высококачественного титанового сырья из лейкоксеновых концентратов Ярегского месторождения // Металлы. 2018. № 6. С. 3 - 8.

58. Макеев А.Б, Дудар В.А., Самарова Г.С. и др. Пижемское титановое месторождение (Средний Тиман): аспекты геологического строения и освоения // Рудник будущего. 2012. № 1(9). С. 16 - 24.

59. Макеев А.Б. Типоморфные особенности минералов титановых руд Пижемского месторождения // Минералогия. 2016. № 1. С. 24 - 49.

60. Понарядов А.В. Минералого-технологические особенности ильменит-лейкоксеновых руд Пижемского месторождения, Средний Тиман // Вестник ИГ КОМИ НЦ УрО РАН. № 1. С. 29 - 36.

61. Морозов А.А., Садыхов Г.Б., Олюнина Т.В. и др. Физико-химические основы переработки ильменит-хромит-гематитового концентрата // Технология металлов. 2012. № 11. С. 3 - 7.


Для цитирования:


Садыхов Г.Б. Фундаментальные проблемы и перспективы использования титанового сырья в России. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2020;63(3-4):178-194. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-3-4-178-194

For citation:


Sadykhov G.B. Fundamental problems and prospects for the use of titanium raw materials in Russia. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2020;63(3-4):178-194. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2020-3-4-178-194

Просмотров: 83


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)