Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

стадии. Это позволяет избежать перегрева смеси вследствие экзотермического протекания процесса, образования расплава и выкипания фторирующего реагента. Профторированный продукт представлял собой рассыпчатый порошок сероватого цвета и по данным рентгенофазового анализа состоял в основном из смеси фтораммониевых солей (NH4)2TiF6, (NH4)3NbOF6 и (NH4)2SiF6. Фтораммониевые соли титана, ниобия и кремния хорошо растворимы в воде, поэтому на следующей стадии переработки целесообразно эти соли перевести в раствор. Исследование показало, что нерастворимый остаток, полученный при водном выщелачивании профторированного концентрата, составляет ~ 26 % от массы исходного профторированного продукта. Выпаренный фильтрат по данным рентгенофазового анализа был представлен смесью комплексных фтораммониевых солей титана (NH 4 ) 2 TiF 6 , ниобия (NH 4 ) 3 NbOF 6 и кремния (NH4)2SiF6. Результаты рентгено-флюоресцентного определения содержания элементов (табл. 2) подтверждают полное извлечение фтораммониевых солей титана, ниобия, тантала, кремния и железа в фильтрат при водном выщелачивании профторированного концентрата. Таблица 2 Содержание основных компонентов фракций на стадиях фторирования и водного выщелачивания лопаритового концентрата, мас. % Фракция Ti Ln Nb Ta Ca Fe Si Na Th Профторированный продукт 11,85 15,18 2,58 0,25 2,39 0,81 0,48 2,01 0,24 Нерастворимый остаток 56,84 8,85 9,11 0,91 Выпаренный фильтрат 16,15 3,52 0,34 1,10 0,65 2,08 При дальнейшей переработке фильтрата ниобий и тантал можно селективно отделить от титана, кремния и железа, например, экстракцией. Экстракционное отделение ниобия и тантала от титана осуществляют, например, алифатическими спиртами с переводом ниобия и тантала в органическую фазу [7]. Фтораммониевые соли титана, железа и кремния целесообразно разделять методом возгонки, поскольку высокие температуры испарения фторидов железа создают условия для глубокого разделения летучих фторометаллатов аммония (титан и кремний) и нелетучих (железо), которые образуют шлам. Смесь гексафторотитаната и гексафторосиликата аммония легко разделяется под действием водяного пара при пирогидролизе возгона на стадии получения TiO 2 . На рентгенограмме нерастворимого остатка присутствовали рефлексы только NаСеF4. После отжига на воздухе при 650 оС его рентгенограмма имела рефлексы CeO 2 , LaOF и p-NaNdF 4 , что указывает на присутствие в нерастворимом остатке и комплексных фторнатриевых солей лантана и неодима, которые изоструктурны с NаСеF4 и относятся к структурному типу минерала гагаринита NaCaYF6 [8]. Элементный состав нерастворимого остатка в пересчете на фториды приведен в табл. 3. Таблица 3 Результаты рентгено-флюоресцентного определения элементного состава нерастворимого остатка Соединение Концентрация, мас. % LnF3 74,4 NaF 15,5 CaF2 9,0 ThF4 1,0 Таким образом, нерастворимый остаток, полученный при водном выщелачивании профторированного концентрата, представляет собой смесь комплексных солей церия, лантана и неодима состава NaLnF4, фторида кальция и содержит торий. Поскольку в ИК-спектре нерастворимого остатка отсутствуют полосы поглощения в области 1400-1430 и 3140 см-1, характерные для валентных и деформационных колебаний иона NH4+, то, скорее всего, торий, как и редкоземельные элементы, в нерастворимом остатке находится в виде фторнатриевой соли. Для выделения редкоземельных элементов из нерастворимого остатка, полученного при водном выщелачивании профторированного лопаритового концентрата, в данной работе использовано растворение его в растворах азотной кислоты. Как известно, фторид кальция является трудно растворимым соединением. В работе [9] была изучена растворимость CaF 2 в растворах азотной кислоты различной концентрации и температуры и установлено существование максимума растворимости CaF 2 при концентрации кислоты, равной 6 M. Причина снижения растворимости CaF 2 с увеличением концентрации кислоты выше 6 М авторами не исследовалась, но предполагалось, что она обусловлена эффектом высаливания. Исследование, проведенное на модельных смесях фторнатриевых солей РЗМ и CaF 2 , показало, что при кислотном выщелачивании наблюдается взаимодействие фторнатриевых солей РЗМ и CaF 2 с HNO 3 с образованием соответствующих нитратов и их растворение. Исходные навески модельных смесей составляли 1-5 г. Необходимое для растворения исследуемых навесок количество HNO 3 определяли из уравнения: 147