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

УДК669.719:669.295'296 ПЕРСПЕКТИВНОСТЬ СОЧЕТАНИЯ ГИДРО- И ПИРОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ЭВДИАЛИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ С.А. Красиков1, В.А. Матвеев2, Д.В. Майоров2, Е.М. Жилина1, С.Н. Агафонов1 1Институт металлургии Уральского отделения РАН, Екатеринбург, Россия 2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН, Апатиты, Россия Аннотация Проанализирована перспективность сочетания гидрохимической обработки и алюминотермического восстановления в технологии комплексной переработки эвдиалитового сырья. Выявлено, что после кислотного разложения и обработки в автоклаве соли редкоземельных, щелочных и щелочноземельных элементов переходят в раствор, а соли циркония, титана, ниобия гидролизуются и концентрируются вместе с кремнеземом в нерастворимом осадке. Проплавление нерастворимого осадка с алюминием и добавки флюсующих компонентов позволяют получить ферросплав с содержанием циркония более 20% и титана около 6%, пригодный для использования в качестве лигатур при получении специальных сталей. Извлечение циркония в сплав составит более 80%, а титана, железа, марганца и ниобия - более 9о%. Ключевые слова: эвдиалитовый концентрат, кислотное разложение, автоклав, сепарирование, алюминотермическое восстановление, плавка, сплав, шлак. PROSPECTS OF COMBINATION HYDRO- AND PYROCHEMICAL METHODS AT THE PROCESSING EUDIALYTE CONCENTRATES S.A Krasikov1, V.A. Matveev2, D.V. Mayorov2, E.M. Zhilina1, S.N. Agafonov1 1Institute o f Metallurgy of the Ural Branch o f the RAS, Yekaterinburg, Russia 21. V. Tananaev Institute o f Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials o f the Kola Science Centre o f the r A s , Apatity, Russia Abstract Prospects of combination of hydrochemical treatment processing and aluminothermic reduction in technology of complex processing of eudialyte raw materials, are analysed. It is revealed that after acid decomposition and processing in the autoclave the salt of rare-earth, alkaline and alkaline-land elements pass into solution and salts of zirconium, titan, niobium hydrolyze and concentrate together with silicon dioxide in an insoluble deposit. Melting of an insoluble deposit with aluminum and additives of flux components allows to receive a ferroalloy with the content of zirconium more than 20% and titan about 6%, suitable for use as ligatures at processing of special steels. Extraction of zirconium in an alloy will make more than 80%, and the titan, iron, manganese and niobium - more than 90%. Keywords: eudialyte concentrate, acid decomposition, autoclave, separation, aluminothermic reduction, melting, alloy, slag. Эвдиалитовые руды месторождений Кольского полуострова являются перспективным сырьем для получения редкоземельных элементов (РЗЭ), различных соединений циркония, ниобия, титана, кремния и ряда других элементов. Большинство известных способов гидрохимической переработки эвдиалитового концентрата (ЭК) основано на его кислотной обработке, в ходе которой цирконий, ниобий, титан и другие элементы с одной стороны и РЗЭ с другой стороны распределяются в том или ином соотношении между раствором и осадком. При этом возникает проблема селективного разделения циркония, а также других элементов и РЗЭ, которая решается путем проведения после кислотной обработки значительного числа операций и требует сложного аппаратурного оформления [1, 2]. В этой связи значительный интерес представляет разработка метода, который позволит отделить РЗЭ от других элементов на начальных стадиях технологии. Известен способ переработки ЭК, заключающийся в двухстадийной обработке ЭК 20-30%-й соляной или азотной кислотой с промежуточной сушкой образующегося продукта разложения при температуре 150-200оС [3]. При сушке в указанных условиях соответствующие соли РЗЭ, щелочных и щелочноземельных металлов остаются без изменения, в то время как соли циркония, ниобия и других элементов разлагаются до гидроксидов. Полученную сухую массу выщелачивают водой или оборотной промывной водой с переводом в водный раствор редкоземельных, щелочных и щелочноземельных элементов. Нерастворимый остаток отделяют фильтрацией от раствора РЗЭ и промывают. Оставшиеся в нерастворимом остатке соединения циркония, ниобия и других элементов повторно выщелачивают минеральной кислотой и полученный раствор перерабатывают любым известным методом. Существенным недостатком этого метода является необходимость регенерации из газовой фазы соляной или азотной кислоты, выделяющейся в процессе сушки, а также неясность путей использования кремнеземсодержащей составляющей ЭК. 73