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

При дальнейшем увеличении концентрации серной кислоты до 5 -8 мас. % и её расхода до 75 -160 %, несмотря на увеличение расхода сорбента до 270 %, разложение ухудшалось. При прочих равных условиях увеличение расхода кислоты и сорбента не приводило к увеличению степени разложения (сравни опыты 1 и 2, 3 и 4). С увеличением концентрации серной кислоты в маточных растворах закономерно увеличивались концентрации железа и титана. Однако основная часть перешедших в раствор металлов сорбировалась сульфокатионитом. В табл. 4 приведены рассчитанные по экспериментальным данным величины К^. Видно, что К достаточно велики, но при увеличении концентрации серной кислоты с 4 до 6 мас. % К железа уменьшилось в 2,2, титана — в 2,77, ванадия — в 1,64 раза. Таким образом, уменьшение степени разложения при увеличении концентрации серной кислоты определялось затруднением сорбции катионов железа и титана и, как следствие, повышением их концентрации в кислотном растворе, что затрудняет растворение титаномагнетита. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 1. С. 138-143. Transactions of the to la Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 1. P. 138-143. Таблица 4 Коэффициенты распределения при сорбционной конверсии титаномагнетитового концентрата в растворах 4 -6 мас. % H 2 SO 4 Опыт* С , H 2 SO 4 ’ мас., % t, oC К й Na к Mg Ca Mn Al Fe Ti V Co 8 4 80 4,5 33 10,6 11,9 34,4 39,1 41,0 13,6 20,3 51,5 11 6 80 2,2 15,0 3,9 8,2 13,6 2,8 18,8 5,7 12,4 26,8 *Номера опытов соответствуют номерам в табл. 2. Твёрдые остатки обогащались титаном (до 25,9 мас. %) и марганцем (до 2,45 %), обеднялись железом (до 47,7 мас. %) и ванадием (до 0,27 мас. %). В растворы переходило от 21 до 44 % содержавшегося в концентрате кремнезёма, следовательно, остатки обогащались также кремнезёмом . По данным рентгенофазового анализа (рис. 1), остатки состояли из магнетита и ильменита. I ^ г ■ Магнетит К • - Ильмеmu 20 30 40 50 60 70 2Ѳ, град Рис. 1. Рентгенограмма прокаленного при 800 °С остатка сернокислотной сорбционной конверсии концентрата 1 При повторной обработке обогащенные титаном остатки разлагались значительно хуже, чем исходные концентраты. Так, при шестичасовой обработке (условия обработки: 3 мас. % раствор серной кислоты, а = 45 %, в = 225 %, температура 100 °С) остатков опытов, в которых Am = 70 %, разложилось лишь 29 % продукта. Добавки в сернокислый раствор фтор-иона в виде NaF немного повышало степень разложения титаномагнетита (табл. 3). Введение в раствор 2 мас. % H 2 SO 4 на 1 моль содержавшегося в концентрате ТІО 2 1,2 моль фтора или в раствор 3 мас. % H 2 SO 4 0,6 моль фтора обеспечивало разложение концентрата на ~ 87 %. При увеличении расхода фторсодержащего агента до мольного отношения F : ТІО 2 1,5-1,8 (опыты 11 и 12 в табл. 3) степень разложения и концентрация в растворах железа не менялись, а титана © Локшин Э. П., Тареева О. А., 2023 141