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

Также по сравнению с зарубежным сырьем большинство российских месторождений являются бедными по содержанию оксидов редких земель (не более 1 % по сумме РЗМ), а значит, нерентабельными к разработке. Среди всех для перспективными считаются только два уникальных месторождения ниобий- редкоземельных руд — Томторское (Якутия) и Чуктуконское (Красноярский край). Так, руды Томторского и Чуктуконского месторождений могут содержать по сумме оксидов РЗМ до 10 и 7 % соответственно, по пентаоксиду ниобия — до 5 и 1,5 % соответственно. Следует учесть, что добыча руд на Томторском месторождении усложняется из-за нахождения его в труднодоступной арктической зоне, где отсутствует необходимая инфраструктура. С этой точки зрения Чуктуконское месторождение ниобий- редкоземельных руд, находящееся вблизи Богучанской гидроэлектростанции, является более предпочтительным. По данным Росгеологии, запасы руд Чуктуконского месторождения по категории С1 и С2 оценивают примерно в 2,8 млн т по сумме TR 2 O 3 и 440 тыс. т — по Nb2O5. Переработка данных руд обеспечит страну собственной продукцией РЗМ и ниобия на долгие годы и тем самым позволит решить проблему их импорта [3]. С учетом того что руды Чуктуконского месторождения содержат высокое количество железа и практически необогатимы физическими методами, в Институте металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова разрабатывается новая пирогидрометаллургическая схема переработки редкометалльно- редкоземельных руд с получением в качестве основных продуктов концентратов ниобия и РЗМ, в качестве побочных — высокофосфористого чугуна и концентрата марганца. Данная схема будет экологически чистой и позволит получать товарную продукцию с высокими технико-экономическими показателями [4, 5]. В работах [6, 7] приведены результаты по восстановительному обжигу чуктуконских руд коксом с получением ниобий-редкоземельного шлака и фосфористого чугуна. Было изучено влияние параметров на распределение ниобия, фосфора и марганца между металлом и шлаком, а также изучен фазовый состав ниобий-редкоземельного шлака, полученного при оптимальных параметрах восстановительного обжига. Основными фазами ниобий-редкоземельного шлака являются бетафит, бритолит, марганцевая шпинель и стекловидная фаза. В данной работе рассматривается влияние условий солянокислотного выщелачивания на фазовое разложение ниобий-редкоземельного шлака, полученного при оптимальных параметрах восстановительного обжига руд Чуктуконского месторождения. Выщелачивание измельченного шлака (- 0,05 мм) проводили в стакане с магнитной мешалкой при атмосферном давлении. Концентрация HCl находилась в пределах 3-25 %. Температура выщелачивания изменялась с 25 до 100 °С. Максимальная продолжительность выщелачивания достигала 60 мин. Отношение твердого к жидкому (Т : Ж) составляло 1 : 5. Установлено, что максимальная степень разложения шлака (около 44 %) наблюдается при концентрации HCl 15 %, продолжительности 15 мин и температуре выщелачивания выше 60 °С. По результатам РФА-анализа в данных условиях разлагается только фаза со структурой бритолита и стекла, в то время как фаза со структурой бетафита и марганцевой шпинели не растворяется. Дальнейшее повышение температуры, концентрации кислоты и продолжительности выщелачивания на вскрытие фаз существенного влияния не оказывает. При понижении температуры и концентрации HCl наблюдается не только снижение степени разложения шлака, но и ухудшение фильтрации пульпы. После проведенного процесса обескремнивания остатка 10 %-м NaOH для удаления выпавшего аморфного кремнезема при солянокислотном выщелачивании, максимальная степень вскрытия шлака составила 67 %. Таким образом, появляется необходимость в применении двухстадийного солянокислотного выщелачивания шлака, включающего в себя атмосферное и автоклавное выщелачивание. Это позволит снизить расход кислоты за счет возврата солянокислотного раствора на первую стадию выщелачивания, а также существенно облегчить дальнейшее осаждение РЗМ со слабокислотных растворов с получением их концентратов. Список источников 1. U. S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries 2021. URL: https://pubs.usgs.gov/ periodicals/mcs2021/. 2. Годовой отчет Открытого акционерского общества «Соликамский магниевый завод» (ОАО «СМЗ») за 2020 год. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2022. Т. 13, № 1. С. 17-20. Transactions of the to la Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2022. Vol. 13, No. 1. P. 17-20. © Агафонов Д. Г., Садыхов Г. Б., Копьев Д. Ю., 2022 18