Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2023(14))

содержанием титана подвергаются восстановительной плавке с получением чугуна и титанованадиевых шлаков, из которых затем извлекаю т титан и ванадий . П ереработка шлаков сложна, требует значительного расхода реагентов. В Китае пирометаллургически перерабатывают титаномагнетиты, содержащие до 12 мас. % T iO 2 [2]. В России такие технологии отсутствуют, и для переработки титаномагнетитов с повышенным содержанием титана исследуются гидрометаллургические методы. Появившиеся способы пока недостаточно эффективны. Метод [3] показал высокую эффективность для переработки различного фосфатного и фторидного редкоземельного сырья [4, 5]. Представлялось целесообразным оценить возможность его применения для переработки титаносодержащего сырья, в частности титаномагнетитовых концентратов. Целью работы являлось исследование сернокислотного разложения методом сорбционной конверсии титаномагнетитового концентрата с повышенным содержанием диоксида титана. Использованы следующие обозначения: С — концентрация; Ж : Т — отношение объёма жидкой фазы (см3) к массе твёрдого (г); а — расход кислоты от стехиометрически необходимого (отн. %); В— расход сорбента от стехиометрически необходимого для сорбции катионов Ме”+, а титана в виде Ti2+ (отн. %); у — степень заполнения сорбционной обменной емкости сульфокатионита КУ-2-8чС (ГОСТ 20298-74), составлявшей, по данным производителя, 1,8 г-эквл -1; t — температура (°C); Am = 100 (m -m 1 )/m (%), где m и m\ соответственно масса исходной загрузки и твёрдого остатка; коэффициенты распределения при сорбции К = mc Vp/mp Vc, где mp и me — масса компонентов в равновесных жидкой фазе и сорбенте, Vp и Vc — объёмы раствора и сорбента. Экспериментальная часть Использовали титаномагнетитовый концентрат опытного производства ОАО «Апатит-Фосагро». Состав концентрата, определённый масс-спектрометрическим методом с индуктивно связанной плазмой (ICP-ES “Plasma 400”), приведен в табл. 1. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 1. С. 138-143. Transactions of the Kala Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 1. P. 138-143. Таблица 1 Содержание основных компонентов в титаномагнетитовом концентрате С, мас. % №2О К 2 О MgO CaG SrO MnO М2О3 FeO 0,55 0,49 0,23 1,68 0,009 1,19 0,61 40,5 Fe2O3 Sc2O3 X T 2 O 3 SiO2 ТІО2 ZrO2 HfO2 V 2 O 5 34,5 0,0019 0,083 1,48 15,0 0,007 0,00084 0,54 Nb2O5 Ta2O5 CoO NiO CuO ThO2 UO 2 P 2 O 5 0,032 0,0035 0,022 0,0074 0,016 0,00174 0,00015 0,076 Крупность частиц не превышала 0,1 мм. По данным рентгенофазового анализа (рентгеновский дифрактометр SmartLab Studio II RIGAKU, Япония) продукт представлял собой F e ^ e ^m T iQ ^ O ^ Для разложения использовали водные растворы, содержавшие 2 -8 мас. % серной кислоты (ГОСТ 4204-77), в часть которых добавлялся фтор в виде фторида натрия (ГОСТ 4463-76). Реагенты (концентрат, гелевый сульфокатионит КУ-2-8чС (ГОСТ 20298-74), сернокислотный раствор) помещали в изготовленные из нержавеющей стали футерованные фторопластом герметичные емкости, что исключало испарение жидкой фазы в процессе. Использовавшаяся величина Ж : Т = 30-40 гарантировала полное погружение сорбента в жидкую фазу. Емкости закрепляли в помещённой в электропечь вращающей установке. Скорость вращения обеспечивала перемешивание реагентов, но измельчение сорбента при этом исключалось. При постоянном перемешивании пульпу выдерживали 6 ч при заданной тем пературе. Специ альными опы тами показано , что дальн ейш ее увеличение продолж и тельности процесса на результат не влияло. В остальном методика аналогична описанной ранее [6]. Определяли величину убыли массы, в отдельных опытах — содержание металлов в растворах и неразложившихся остатках. Полученные экспериментальные результаты приведены в таблицах 2 и 3. © Локшин Э. П., Тареева О. А., 2023 139