Труды КНЦ. Технические науки. – 2026. - № 2

Методом сорбционной конверсии исследовано разложение эвдиалитового концентрата в растворе 2 мас. % серной кислоты. Установлено, что характер процесса разложения сильно зависит от температуры: при 80 °С образуется кремнегель, а при 20 °С — кремнезоль. Проведение процесса в режиме, обеспечивающем образование кремнезоля, способствовало возрастанию поглощения сорбентом циркония с 52,5 до 89,4 %, гафния с 60,1 до 89,2 %, ниобия с 7,4 до 85,1 %, тантала с 0 до 67,1 %, титана с 27,6 до 80 %, при обеспечении извлечения редкоземельных элементов — 82,9 %, в том числе лантанидов иттриевой и средней групп — до 86-89 %. Значительное увеличение поглощения сорбентом редких элементов IV и V групп при 20 °С по сравнению с результатами, полученными при 80 °С, по-видимому, обусловлено образованием при разложении эвдиалита кремнезоля при одновременном уменьшении гидролиза катионов указанных элементов. Снижение гидролиза катионов этих металлов способствует повышению эффективности их выщелачивания, снижению захвата кремнегелем, а также исключению перехода в несорбируемые формы. Как следствие, уменьшается их содержание в остатке невскрытых минералов и в кремнегеле, а также их потери с маточным раствором. При сорбционной конверсии эвдиалитового концентрата (по сравнению с традиционными подходами) в 3-5 раз снижается расход кислоты, а следовательно, и количество подлежащих утилизации жидких отходов, уменьшаются эффективная удельная радиоактивность кремнеземного остатка и расход энергоресурсов [35]. В скры ти е э вд и а л и т а соляной и азо тны м и ки сло там и Наряду с применением серной кислоты для перевода циркония и редкоземельных элементов в раствор при разложении эвдиалитового концентрата возможно также использование кислот — азотной или соляной. В работе [70] исследовали влияние азотной, серной и соляной кислот на морфологию, элементный состав, структурно-химические преобразования поверхности минералов и эффективность процесса выщелачивания элементов из эвдиалитового концентрата с помощью комплекса современных методов анализа. Методом ИК-спектроскопии изучено влияние серной, азотной и соляной кислот на поверхность частиц эвдиалита. ИК-спектры эвдиалита в исходном состоянии и после контакта с растворами этих кислот приведены на рис. 1. При анализе полученных спектральных данных выявлено, что максимальное модифицирующее воздействие на структурно-химические свойства поверхности эвдиалита оказывает раствор соляной кислоты, которое проявляется в изменении и развитии профиля спектральной кривой в области валентных колебаний связей S i^ - S i в структуре минерала (800­ 1350 с м 1). При воздействии раствора соляной кислоты на образец эвдиалита наблюдается изменение симметрии полосы: плечо при 1130 с м 1, идентифицируемое в спектре исходного образца, трансформируется в отчетливую полосу при 1140 с м 1, кроме того, исчезают максимумы 975 и 1020 с м 1, появляется широкая полоса при 1000 с м 1. Как видно из приведенных спектров (рис. 1), водные растворы серной и азотной кислот в меньшей степени оказывают влияние на поверхность эвдиалита: спектральная кривая валентных колебаний связи Si-O-Si сохраняет свою симметрию. Максимальное разрушающее воздействие на поверхность эвдиалита оказывают растворы соляной и серной кислот [70]. Сопоставимые результаты были получены методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии процессов разрушения поверхности эвдиалита при выщелачивании катионов в раствор. При анализе количественных характеристик процесса выщелачивания катионов из эвдиалитового концентрата выявлена эффективность кислот 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Волновое число, см4 Рис. 1. ИК-спектры эвдиалита в исходном состоянии и после контакта с кислотами [70] Fig. 1. IR spectra of eudialyte in the initial state and after contact with acids [70]