Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2025(16))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 1. С. 137-143. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 137-143. Acknowledgments: The article was prepared with the support of the federal budget on the topic of the state assignment for Tananaev Institute of Chemistry—Subdivision of the Federal Research Centre “Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences” No. FMEZ-2025-0065. Funding: State task on the topic of research No FMEZ-2025-0065. For citation: Solvent extraction of vanadium(V) at titanomagnetite concentrate processing / A. M. Dvornikova [et al.] // Transactions of the to la Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 137-143. doi:10.37614/2949-1215.2025.16.1.025. Введение В 2020-х гг. на рынке ванадия наблюдался устойчивый рост за счет перспектив его использования в ванадиевых аккумуляторных редокс-батареях. По оценке специалистов Atlantic, прогнозировалось увеличение потребления ванадия в этом секторе до 50 % к 2025 г. [1]. Мировое производство ванадия в эти годы также демонстрировало устойчивый рост: в частности, с 2010 по 2019 г. оно возросло в 1,5 раза — с 64,6 до 103,6 тыс. т [2]. Несмотря на то, что в 2020 г. объемы производства, как и спрос, сократились в результате кризиса, вызванного пандемией COVID-19, снижение цен на металл способствовало возобновлению интереса к исследованиям ванадиевых аккумуляторов; любой прорыв в данной области приведет к значительному росту спроса на ванадий, что может стать причиной дефицита и повышения цен на металл [3]. Таким образом, в связи с оптимистичностью прогнозов по рынку ванадия, наряду с ограниченностью сырьевой базы, актуальным является исследование возможности переработки техногенного ванадийсодержащего сырья, которое ранее считалось малоперспективным. В хвостохранилищах апатитонефелинового производства Кольского полуострова еще к концу прошлого века было накоплено порядка 750 млн т техногенного ванадийсодержащего сырья (содержание титаномагнетита более 1,5 %), и ежегодно в отвалы продолжает выводится порядка 300 тыс. т отходов, имеющих в своем составе высокотитанистый титаномагнетит (15-17 % TiO 2 ) [4]. Вовлечение в переработку альтернативных сырьевых источников, помимо расширения сырьевой базы, будет способствовать снижению антропогенной нагрузки на экосистемы и улучшению экологической обстановки Арктического региона, поэтому разработка эффективных современных технологий для его переработки является актуальной задачей [5]. Целью настоящей работы является разработка эффективной экстракционной технологии для извлечения ванадия из растворов, полученных при комбинированной пиро-гидрометаллургической переработке титаномагнетитового концентрата Хибинского месторождения. В качестве объекта исследования были использованы растворы выщелачивания титаномагнетитового концентрата (ТМК) Хибинского месторождения; исходный ТМК содержал приблизительно 0,58 % V 2 O 3 . Для эффективного извлечения ванадия в раствор исходный продукт подвергали обжигу при температуре 400-1 100 °С в присутствии щелочных добавок с последующим селективным карбонатным выщелачиванием металла. Полученные растворы выщелачивания содержали до 2 г/л V(V) в присутствии 20-40 г/л N 2 CO 3 . Модельные растворы ванадия (V) готовили из реактивных солей метаванадата аммония и сульфата натрия квалификации не ниже «Ч», корректировку рН проводили добавлением разбавленных растворов H 2 SO 4 и NaOH под контролем рН-метра И-160МИ. Процесс экстракции проводили в пробирках объемом 0,05 л при ручном встряхивании (при комнатной температуре), в экспериментах при повышенной температуре — в термостатируемой круглодонной колбе с магнитным перемешиванием на установке на основе IKA Werke С-MAG HS7 с термодатчиком ETS D5. Из обзора литературных данных следует, что для извлечения ванадия (V) из слабощелочных и близких к нейтральным солевых растворов перспективны вторичные алифатические спирты [6; 7] и экстрагенты аминного типа [8; 9]. В настоящей работе для экстракционного извлечения ванадия (V) в качестве экстрагентов были опробованы вторичный октиловый спирт DL-2-октанол (ОКЛ2) квалификации 97,0 % импортного производства (Acros Organics) и его смеси с октиловым кетоном 138 © Дворникова А. М., Белогурова Е. А., Касиков А. Г., Корнейков Р. И., Тананаев И. Г., 2025