Preview

Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

Фтораммонийный способ переработки титановых шлаков

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2021-3-178-183

Полный текст:

Аннотация

Диоксид титана является наиболее распространенным титансодержащим продуктом на мировом рынке, спрос на который носит возрастающий характер. Общемировое потребление TiO2 составляет 7 – 7,5 млн т ежегодно. Диоксид титана в основном получают из ильменитовых и рутиловых концентратов. К наиболее крупным производителям относятся Китай, США, Германия, Великобритания, Мексика, Саудовская Аравия. Помимо природных ресурсов титана существуют техногенные источники. К такому типу ресурсов относятся титансодержащие шлаки, получаемые в результате пирометаллургической переработки руд и концентратов, содержащих диоксид титана. Данные шлаки, помимо диоксида титана, содержат кремний в форме диоксида, силикатов или алюмосиликатов, химическая переработка которых затруднена ввиду их высокой температуры плавления (более 2000 °С) и химической устойчивости данных соединений в минеральных кислотах (серная, азотная, соляная). Переработка такого сырья осуществляется «классическими» хлорным и сернокислотным способами. Фториды в промышленности используются при получении соединений алюминия, циркония, урана, бериллия, ниобия и т. д., что свидетельствует о возможности применения фторидных способов для переработки и титановых шлаков. В статье рассматривается метод получения диоксида титана, основанный на использовании гидродифторида аммония NH4HF2 , обладающего высокой реакционной способностью к ряду химически стойких оксидов (оксиды кремния, титана, алюминия и т.д.). Фтораммонийный способ переработки титанового шлака с применением NH4HF2 включает в себя разложение шлака в расплаве NH4HF2 с последующей возгонкой примеси кремния. Очистка от примесей железа, алюминия и др. осуществляется с использованием раствора NH4HF2 . Дальнейшее осаждение титана с обработкой осадка растворами AlCl3 и ZnCl2 с последующей кальцинацией позволяет получить рутильную модификацию диоксида титана.

Об авторах

А. Н. Дмитриев
Институт металлургии УрО РАН
Россия

Андрей Николаевич Дмитриев, д.т.н., профессор, главный научный сотрудник лаборатории пирометаллургии черных металлов
620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101



А. А. Смороков
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия

Андрей Аркадьевич Смороков, аспирант, ассистент

634050, Томск, пр. Ленина, 30



А. С. Кантаев
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия

Александр Сергеевич Кантаев, к.т.н., доцент

634050, Томск, пр. Ленина, 30



Д. С. Никитин
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия

Дмитрий Сергеевич Никитин, к.т.н., старший преподаватель

634050, Томск, пр. Ленина, 30



Г. Ю. Витькина
Институт металлургии УрО РАН
Россия

Галина Юрьевна Витькина, к.т.н., старший научный сотрудник

620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101



Список литературы

1. Bernhardt D., Reilly J.F. Mineral Commodity Summaries 2020. Virginia, Reston: U.S. Geological Survey, 2020. 200 p.

2. Fang Z.Z., Froes F., Zhang Y. Extractive Metallurgy of Titanium: Conventional and Recent Advances in Extraction and Production of Titanium Metal. USA: Elsevier, 2019. 436 p.

3. Государственный доклад «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2018 году» / Под ред. Е.А. Киселева. М.: ВИМС, 2019. 426 с.

4. Dubenko K.A., Nikolenko M.V., Aksenenko E.V., Kostyniuk A., Likozar B. Mechanism, thermodynamics and kinetics of rutile leaching process by sulfuric acid reactions // Processes. 2020. Vol. 8. No. 6. Article 640. http://doi.org/10.3390/pr8060640

5. O’Hara M.J., Kellogg C.M., Parker C.M., Morrison S.S., Corbey J.F., Grate J.W. Decomposition of diverse solid inorganic matrices with molten ammonium bifluoride salt for constituent elemental analysis // Chemical Geology. 2017. Vol. 466. P. 341–357. http://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2017.06.023

6. Grate J.W., Gonzalez J.J., O’Hara M.J., Kellogg C.M., Morrison S.S., Koppenaal D.W., Chan G.C.-Y., Mao X., Zorba V., Russo R.E. Solid matrix transformation and tracer addition using molten ammonium bifluoride salt as a sample preparation method for laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry // Analyst. 2017. Vol. 142. No.18. P. 3333–3340. http://doi.org/10.1039/c7an00777a

7. Claux B., Benes O., Capelli E., Soucek P., Meier R. On the fluorination of plutonium dioxide by ammonium hydrogenfluoride // Journal of Fluorine Chemistry. 2016. Vol. 183. P. 10–13. https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2015.12.009

8. Plessis W., Pienaar A.D., Postma C.J., Crouse P.L. Effect of the value of x in NH4F·xHF on the digestion of plasma-dissociated zircon // International Journal of Mineral Processing. 2016. Vol. 147. P. 43–47. http://doi.org/10.1016/j.minpro.2016.01.002

9. Laptash N., Maslennikova I. Hydrofluoride decomposition of natural materials including zirconium-containing minerals // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 112. Article 012024. http://doi.org/10.1088/1757-899X/112/1/012024

10. Гузеев В.В., Дьяченко А.Н., Уралбаев А.Ш. Фтороаммонийный способ разложения циркона // Известия Томского политехнического университета. 2002. Т. 305. Вып. 3. С. 185–190.

11. Смороков А.А., Крайденко Р.И. Получение диоксида циркония с использованием фторидов аммония // Ползуновский вестник. 2017. № 3. С. 126–131.

12. Dyachenko A.N., Kraydenko R.I., Petlin I.V., Malyutin L.N. The research of (NH4 )2BeF4 solution purification effectiveness // Procedia Engineering. 2016. Vol. 152. P. 51–58. http://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.07.624

13. Dyachenko A.N., Kraydenko R.I., Lesnikova M.S., Malyutin L.N., Petlin I.V. Physics and chemistry of the hydrogen fluoride production process from fluorine containing waste // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Article 012012. http://doi.org/10.1088/1757-899X/135/1/012012

14. Андреев А.А., Дьяченко А.Н., Крайденко Р.И. Фтороаммонийный способ переработки ильменита // Химическая промышленность сегодня. 2007. № 9. С. 13–17.

15. Андреев А.А., Дьяченко А.Н., Крайденко Р.И. Галогенаммонийное разделение минеральной оксидной смеси на индивидуальные компоненты // Химическая промышленность сегодня. 2007. № 3. С. 6–11.

16. Smorokov A.A., Kantaev A.S., Borisov V.A. Research of titanomagnetite concentrate decomposition by means of ammonium fluoride and ammonium hydrogen fluoride // AIP Conference Proceedings. 2019. Vol. 2143. Article 020022. http://doi.org/10.1063/1.5122921

17. Дурбаева С.К., Летуев А.В., Малютин Л.Н., Смороков А.А. Исследование свойств фтораммонийных комплексов железа // Материалы XXIII Международной научно-технической конференции «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья», 10–13 апреля 2018 г. Екатеринбург: Форт Диалог-Исеть, 2018. С. 353–357.

18. Sachkov V.I., Nefedov R.A., Orlov V.V., Medvedev R.O., Sachkova A.S. Hydrometallurgical processing technology of titanomagnetite ores // Minerals. 2018. Vol. 8. No. 1. Article 2. http://doi.org/10.3390/min8010002

19. Дельмон Б. Кинетика гетерогенных реакций. М.: Мир, 1972. 316 c.

20. Пат. 2681328 РФ, МПК С01F 1/00. Барабанная вращающаяся печь / Смороков А.А., Кантаев А.С., Передерин Ю.В.; заявл. 23.05.2018; опубл. 06.03.2019, Бюл. № 74.


Для цитирования:


Дмитриев А.Н., Смороков А.А., Кантаев А.С., Никитин Д.С., Витькина Г.Ю. Фтораммонийный способ переработки титановых шлаков. Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2021;64(3):178-183. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2021-3-178-183

For citation:


Dmitriev A.N., Smorokov A.A., Kantaev A.S., Nikitin D.S., Vit’kina G.Yu. Fluorammonium method of titanium slag processing. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2021;64(3):178-183. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2021-3-178-183

Просмотров: 229


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


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