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

Однако с учётом времени, необходимого на разработку и практическое освоение с “нуля” технологических процессов переработки редкометалльных руд с получением готовой продукции, а также на создание инфраструктуры и организационно-технические мероприятия представляется перспективным вовлечение в переработку нетрадиционных источников редких металлов (остатков, кеков и т. п.). Для тантала таким сырьем может быть танталсодержащие остатки, образующиеся при химической переработке инструментальных отходов производства жаропрочных сплавов. В технологических продуктах, а точнее в остатках и кеках, образующихся при переработке танталсодержащего сырья на готовые изделия, содержание пентаоксида тантала может достигать 15-20 % (при образовании танталсодержащих кеков в количестве до 50-70 г/год), что соответствует количеству тантала втрадиционных источниках сырья (например, в колумбитах и колумбит-танталитах). В данной работе сырьем для получения пентаоксида тантала служит танталсодержащий железо­ титановый кек, который представляет собой пастообразную массу светло-коричневого цвета («кофе с молоком»), кислотность фильтрата pH ~ 3, резкого запаха не имеет. Цель работы — разработка экономически эффективной технологии переработки танталсодержащих остатков, включающей в себя сульфатно-фторидное вскрытие железо-титанового кека и экстракционную очистку фтортанталовой кислоты, с получением пентаоксида тантала в качестве целевого продукта. Результаты Анализ исходного сырья Исходным сырьем для переработки является железо-титановый кек, результаты химического анализа которого представлены в табл. 1 . Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 1. С. 207-212. Transactions of the Kala Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 1. P. 207-212. Таблица 1 Результаты химического анализа железо-титанового кека Содержание компонента, % на воздушно-сухую массу ШШ, % Nb2O5 Ta2O5 Fe Mn W Ti Zn Al Co Cu Ni Cr Si (900 °С) 4,20 7,31 13,5 < 0,05 3,14 22,3 < 0,05 1,23 0,90 0,43 < 0,05 2,77 2,60 14,5 По данным химического анализа содержание Nb 2 O 5 составляет 4,20 %, Ta 2 O 5 — 7,31 %. Соотношение Nb 2 O 5 / Ta 2 O 5 (важнейший исходный параметр, влияющий на состав и параметры экстракционного разделения ниобия и тантала) составляет 0,6; суммарное содержание (Nb 2 O 5 + Ta 2 O 5 ) = 11,5 %. По соотношению показателей Nb 2 O 5 / Ta 2 O 5 исходный материал можно отнести к низкокачественному сырью, в составе которого преобладает содержание тантала и незначительная доля пентаоксида ниобия в общем объеме готовой продукции. При этом отмечается, что исходное сырье содержит значительное количество титана (22,3 %). Таким образом, по содержанию титана, ниобия и тантала железо-титановый кек сопоставим с лопаритовым концентратом (природные титано-ниобаты) и технологические приемы, характерные для лопарита, могут быть рассмотрены также для кека. Также отмечается, что в отдельных образцах исходного сырья содержание Ta 2 O 5 достигает 12-15 %. На основании многолетней работы с различным природным и техногенным танталсодержащим сырьем нами предложена экстракционно-осадительная технология получения Ta 2 O 5 с получением пентаоксида тантала по ТУ 1764-348-00545484-95 в качестве готовой продукции, включающая следующие основные стадии: 1 ) вскрытие кека в смеси фтористоводородной и серной кислот; 2 ) приготовление исходного раствора для экстракционной очистки фтортанталовой кислоты; 3) экстракционная очистка фтортанталовой кислоты; 4) получение чистого реэкстракта тантала; 5) осаждение гидроксида тантала из чистого реэкстракта; 6 ) фильтрация, промывка полученного осадка на фильтре; 7 ) промывка осадка методом репульпации— фильтрации; 8 ) сушка и прокалка гидроксида тантала ввысокотемпературных печах с получением товарного пентаоксида тантала; обращение с аммиаксодержащими жидкими отходами производства с регенерацией аммиака. Вскрытие кека в смеси фтористоводородной и серной кислот Для вскрытия и переработкиредкометалльного сырьяиспользуется ограниченное количествометодов, которые подразделяютнатри группы: сплавление, хлорирование иразложение минеральнымикислотами [ 1 ]. © Поветкин К. А., Новиков М. Л., Смирнов А. В., Нечаев А. В., 2023 208