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

AMMONIUM HYDRODIFLUORIDE - THE PERSPECTIVE REAGENT FOR PROCESSING AND CONCENTRATION OF THE USEFUL COMPONENTS OF POLYMETALLIC AND TECHNOGENIC RAW MATERIALS G.F. Krysenko, D.G. Epov, M.A. Medkov Institute o f Chemistry o f the Far Eastern Branch o f the RAS, Vladivostok, Russia Abstract The data on investigation of ammonium hydrodifluoride processing of scheelite, wolframite, ilmenite, sphene, perovskite, loparite, baddeleite, datolite, crystal quartz, high-carbonaceous raw materials, gold- and silver-containing technogenic waste, are presented. It was stated that fluorination with ammonium hydrodifluoride produced ammonium fluoro- or oxofluorometallates which provide solubility of products and possibility of separation of mixes by sublimation. It was shown that the process of breakdown with ammonium hydrodifluoride proceeds at low temperatures and allows to extract or concentrate all valuable components as final oxides or intermediate simple and complex fluorides by similar schemes. Keywords: polymetallic raw materials, high-carbonaceous raw materials, technogenic wastes, ammonium hydrodifluoride, fluorination, fluoroammonium salts. Актуальность данного исследования обусловлена тем, что применяемые в настоящее время технологии переработки минерального сырья пригодны только для определенных типов руд с жесткими требованиями по качеству их обогащения, а вовлечение в переработку нетрадиционного полиметаллического сырья, тем более техногенного, не позволяет эффективно использовать мировой опыт в технологии его переработки и требует создания принципиально новых технических решений для рационального и эффективного использования такого минерального сырья. Обзор научной литературы показывает, что в последние годы наблюдается всплеск исследований по фторированию минерального сырья [1]. В последнее десятилетие фторидные технологии стали интенсивно использоваться не только в атомной энергетике, но и в промышленности многих стран. Фторидные технологии позволяют получать вещества высокой чистоты, поскольку физико-химические свойства фторидов металлов более приемлемы для выделения, очистки и получения готовых продуктов, чем свойства хлоридов. В качестве основных фторирующих реагентов применяют F2, безводный HF, фтористоводородную кислоту и NH 4 HF2. Цель данной работы заключалась в исследовании условий гидродифторидного вскрытия и возможности комплексной переработки различных видов полиметаллического и техногенного сырья с получением продуктов высокого качества и концентрированием полезных компонентов. Гидродифторид аммония NH 4 HF 2 - кристаллическое вещество, имеющее большую химическую активность и комплекс благоприятных в технологическом плане физико-химических свойств: температура плавления 126.2оС, температура кипения 238оС (кипение сопровождается разложением на NH 3 и HF), хорошая растворимость в воде (434 г/л). Немаловажное значение имеет также относительно невысокая стоимость гидродифторида аммония и тот факт, что он является побочным продуктом многих фторидных производств. Физико-химической основой процесса фторирования гидродифторидом аммония является то, что кислородсодержащие соединения переходных и многих непереходных элементов при взаимодействии с NH 4 HF 2 образуют очень удобные для переработки фторо- или оксофторометаллаты аммония [2], которые в силу своих физико-химических свойств обеспечивают растворимость продуктов и возможность разделения смесей путем возгонки. Большим достоинством этих комплексных солей является селективная склонность к сублимации или к термической диссоциации до нелетучих фторидов, что гарантирует глубокое разделение компонентов. Золото и другие благородные металлы с гидродифторидом аммония не взаимодействуют и, в отличие от фтораммониевых солей, не переходят в раствор, а собираются вместе с устойчивыми к фторированию этим реагентом минералами в виде нерастворимого или нелетучего остатка. Таким образом, с учетом различий в физико-химических свойствах фторометаллатов аммония можно подобрать условия для полного разделения профторированного гидродифторидом аммония минерального продукта на индивидуальные компоненты или сконцентрировать часть ценных компонентов в остатке. Вскрытие минерального сырья гидродифторидом аммония во многих случаях обладает неоспоримыми преимуществами: фторирование протекает при температуре не выше 200оС, а некоторые реакции даже при комнатной температуре, побочные продукты фторирования (пары воды и аммиака) не содержат фтора, что обеспечивает экологическую безопасность производства и позволяет использовать их в конденсированном состоянии в процессах аммиачного гидролиза. Выделение NH 4 F при гидролизе фтораммониевых солей или NH 3 и HF при термическом разложении этих веществ создают благоприятные условия для регенерации NH 4 HF 2 и создания замкнутых и экологически безопасных технологических схем. Авторами проведены исследования гидродифторидного вскрытия шеелита, вольфрамита, ильменита, сфена, перовскита, лопарита, бадделеита, датолита, кристаллического кварца, высокоуглеродистых пород, золото- и серебросодержащих техногенных отходов и золошлаковых отходов ТЭЦ. 76