Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

УДК546.881, 669.712 ПОЛУЧЕНИЕ МЕТАЛЛОВ И ИХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ СЫРЬЯ КОЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА Н.Н. Гришин, А.Г. Иванова, Е.Ю. Ракитина, В.Т. Калинников Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН, Апатиты, Россия Аннотация Описывается лабораторный вариант процессов переработки комплексных руд Кольского полуострова с выходом железа, алюминия. В качестве главного реагента выбран энергетически насыщенный газ, получаемый из энергоносителей низкой стоимости, некоксующийся уголь, торф и отходы древесины. Лабораторная технология разработана на 70-80%. Технико-экономические расчеты показали коммерческую привлекательность процессов. Продукты могут быть использованы вЖКХ, металлургии и строительстве. Ключевые слова: железо, алюминий, ванадий, титан, восстановительный газ, технология. PRODUCING METALS AND METAL COMPOUNDS FROM THE SOURCES OF THE KOLA PENINSULA N.N. Grishin, A.G. Ivanova, E.Yu. Rakitina, V.T. Kalinnikov I. V. Tananaev Institute o f Chemistry and Technology o f Rare Elements and Mineral Raw Materials o f the Kola Science Centre o f the RAS, Apatity, Russia Abstract Laboratory-scale processes of complex ores of the Kola Peninsula, yielding iron and aluminum, are described. The principal reagent is an energy-saturated gas, obtained from low-cost sources, mill coal, peat, and green wastes. The development level of the laboratory technology is 70-80%. Technoeconomic studies have demonstrated the commercial attractiveness of the processes. The products can be used in housing and public utilities, metallurgy and building. Keywords: iron, aluminum, vanadium, titanium, reducing gas, technology. Альтернативные источники энергии для промышленной переработки полезных ископаемых На Кольском полуострове разведаны богатые месторождения титаномагнетитов и кианитов. Традиционные технологии их переработки не всегда пригодны для практического применения. Развиваемый нами подход заключается в получении энергонасыщенного восстановительного газа, полученного из дешевых энергоносителей и пригодного для применения в ЖКХ, с его использованием как технологического без предварительной очистки, что существенно снижает стоимость всего процесса. На первом этапе совместно с Институтом обогащения углей РАН, Институтом теплофизики СО РАН и др. разрабатывается промышленная технология подготовки водоугольного топлива (ВУТ) и его сжигания с получением тепла для ЖКХ и энергонасыщенного восстановительного газа для промышленного восстановления руд и концентратов. Получение ванадия, титана, железа, алюминия нетрадиционными методами ИХТРЭМС КНЦ РАН в тесном контакте с другими институтами КНЦ РАН (ГИ, ГоИ, ИППЭС, ИЭП) разрабатывает технологии получения металлов: железа, титана, ванадия, алюминия, основанные на восстановлении исходных компонент с их разделением на целевые продукты требуемой степени чистоты. Разработаны физико-химические основы, согласующиеся с литературными данными, и лабораторный вариант технологии переработки ванадийсодержащих титаномагнетитов с получением металлического железа (до 99.3% - Fe), оксида титана (до 97% - TiO2) и высокой степени извлечения пятиокиси ванадия (92%) [1, 2]. Концентрат металлического железа получается в виде порошка улучшенной структуры с остаточным содержанием ванадия в металлическом железе 0.02-0.03%. В технологии используются дешевые и доступные реагенты. Она относительно проста и может быть реализована с использованием стандартного оборудования (рис. 1). Из хибинского титаномагнетитового концентрата получен порошокжелеза с содержанием Fe^-ran98%, из этого порошка методом ТВЧ выплавлен слиток с содержанием Fe^nm 99.9%. Из ковдорского железорудного концентрата, представленного в основном магнетитом, но богатого сульфидами, получен порошок железа с содержанием Fe^.^ 96.7%, из которого выплавлен слиток с содержанием Fej^eum 99.8%. Из исходной руды горнодобывающей фабрики ОАО «Олкон» (г. Оленегорск) получен порошок железа с содержанием Fej^erm80%, а из железорудного концентрата получен порошок железа с содержанием Fe^^j^ 92%. Последний результат говорит о возможности переработки по данной технологии богатых гематитовых руд или их концентратов (КМА). Согласно выполненным расчетам, окупаемость затрат на переработку 500 тыс. т хибинского титаномагнетита составляет 2 года. 62