Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2022(13))

В России, как и за рубежом, подавляющая часть титана коренных месторождений приходится на руды с преобладанием минерала титаномагнетита, проблема извлечения титана из которого в промышленном масштабе еще не решена. В связи с нарастающей тенденцией исчерпания ресурсов богатых железных руд, актуальным становится поиск путей использования более бедного железорудного сырья, более 90 % мировых запасов титана, 80 % ванадия, а также большого количества железа, которые являются ценным сырьем как для черной, так и для цветной металлургии. В современной технологии титаномагнетиты перерабатываются гидрометаллургическим и пирометаллургическим способами. По первому способу богатый ванадием (более 1 % V 2 O 5 ) титаномагнетитовый концентрат подвергают окислительному обжигу со щелочными добавками для перевода ванадия в водорастворимые соединения, затем выщелачивают водой и из ванадатного раствора осаждают ванадий в виде ванадатов аммония [2]. При этом достигается его высокое извлечение (более 86 %), но выделение железа и титана не предусматривается, и они в составе остатка направляются в отвалы. Пирометаллургический способ включает восстановительную плавку титаномагнетитового концентрата в доменных или руднотермических печах с получением ванадиевого чугуна и низкотитанистого отвального шлака [3, 4]. Ванадиевый чугун продувают кислородом в конверторах или специальных качающихся ковшах, в результате чего ванадий окисляется и переходит в шлаковую фазу. Из ванадиевого шлака его извлекают различными гидрометаллургическими способами (щелочным, известковым). Передельный чугун отправляют на производство стали. Сквозное извлечение ванадия получается достаточно низким — в пределах 45-65 %. Пирометаллургические способы переработки титаномагнетитов, применяемые в России и за рубежом, не обеспечивают комплексной переработки сырья — титан безвозвратно теряется в отходах. При этом из-за отсутствия освоенных источников собственного титанового сырья лакокрасочная промышленность (основной потребитель титана) и крупнейшее производство металлического титана в России функционируют на привозном зарубежном сырье (Украина). В Институте металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова Российской академии наук проводились исследования по переработке титаномагнетитов и предложена более глубокая схема их переработки с прямым получением железа. Согласно предложенной схеме, окомкованный концентрат подвергают металлизации газообразным или твердым восстановителями, затем разделительной электроплавкой получают низколегированное железо и титанованадиевый шлак. Далее шлак перерабатывают гидрометаллургическим способом с селективным извлечением ванадия. Для извлечения титана остаток подвергается автоклавному выщелачиванию серной или соляной кислотами с выделением искусственного рутила или анатаза, содержащего около 90 % ТЮ 2 — качественного сырья для производства пигментного диоксида титана [5]. Данный способ включает в себя дорогостоящую операцию электроплавки, в связи с этим необходимо создание нового эффективного способа комплексной переработки титаномагнетитов с извлечением железа, ванадия и титана. К числу объектов первоочередного освоения можно отнести титаномагнетитовые месторождения коренных руд: Пудожское, Чинейское, Гремяха-Вырмес, Куранахское, Медведевское. Представляет интерес ильменит-титаномагнетитовое месторождение Гремяха-Вырмес, расположенное на Кольском полуострове, в Мурманской области [6]. В результате обогащения руд Юго-Восточного участка получают два концентрата — ильменитовый и титаномагнетитовый. Ильменитовый концентрат можно использовать для переработки на титан и его соединения, в то время как титаномагнетитовый концентрат является черновым и требует дополнительной переработки [7]. Переработку проводили на предварительно обогащенном титаномагнетитовом концентрате месторождения Гремяха-Вырмес [8]. Состав концентрата представлен в таблице. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2022. Т. 13, № 1. С. 13-16. Transactions of the Коіа Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2022. Vol. 13, No. 1. P. 13-16. Состав титаномагнетитового концентрата, % Реобщ. Fe2O3 TiO2 Si O AI 2 O 3 CaO MgO V 2 O 5 MnO & 2 O 3 3 О S 5 О 2P2 (K, Na)2O 59,27 84,67 7,69 1,46 3,15 0,19 1,25 0,74 0,11 0,07 0,44 0,05 0,10 © Агамирова А. С., Гончаров К. В., Садыхов Г. Б., 2022 14