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

П и рохим ич еская п ереработк а э вд и али та Пирометаллургические методы по сравнению с гидрометаллургией характеризуются, как правило, малоотходностью и высокой удельной производительностью. Поведение эвдиалитового концентрата в высокотемпературных восстановительных процессах исследовали в работах [98, 99], в качестве восстановителя здесь использовали алюминий и углерод, последний интересен тем, что он очень дешев и доступен. Восстановление эвдиалита углеродом, в отличие от алюминия, не будет увеличивать количество отходов в виде шлака. При высокотемпературном восстановлении эвдиалита практически полностью переходят в шлак такие его компоненты, как РЗЭ, стронций, торий и уран, тогда как цирконий концентрируется в металлической фазе вместе с ниобием, марганцем и железом, что может быть использовано для приготовления лигатур. Авторами [100] проанализирована перспективность сочетания гидрохимической обработки и алюминотермического восстановления в технологии комплексной переработки эвдиалитового сырья. Было выявлено, что после кислотного разложения эвдиалитового концентрата и его обработки в автоклаве соли редкоземельных, щелочных и щелочноземельных элементов переходят в раствор, а соли циркония, титана, ниобия гидролизуются и концентрируются вместе с кремнеземом в нерастворимом осадке. Проплавление нерастворимого осадка с алюминием и с добавкой флюсующих компонентов позволяет получить ферросплав (содержание циркония — более 20 %, титана — около 6 %), пригодный для использования в качестве лигатур при получении специальных сталей. Извлечение циркония в сплав составляет более 80 %, титана, железа, марганца и ниобия — более 90 %. При переработке полиметаллического сырья, к которому относится эвдиалит, важное значение имеют хлорные методы, которые широко используют в технологии титана, циркония, гафния, ниобия, тантала и редкоземельных элементов. В настоящее время основным отечественным источником ниобия и тантала в России является лопаритовый концентрат Ловозерского месторождения [101-104]. Хлорный метод переработки лопаритового концентрата, реализованный на Соликамском магниевом заводе (ОАО «СМЗ»), является уникальным технологическим процессом, не имеющим мировых аналогов [105]. Представляет интерес рассмотреть перспективы использования хлорных методов также и при комплексной переработке эвдиалитового концентрата. Большинство видов природного минерального сырья слабо взаимодействует с газообразным хлором, если не использовать его без дополнительного восстановления, связывающего содержащийся в сырье кислород [106-108]. Практически безальтернативным вариантом восстановителя на всех металлургических предприятиях мира, использующих хлорные методы, сейчас выступают материалы на основе углерода. Вместе с тем успешно выполнить функцию восстановителя при хлорировании может также сера, которая связывает кислород не менее эффективно. Хлорные методы могут быть предложены для комплексной переработки эвдиалитового концентрата. Низкая температура и хорошая кинетика хлорирования полиметаллического сырья в присутствии серы снижает требование к конструкционным материалам хлораторов и создает предпосылки создания небольших аппаратов модульного типа. Авторами работ [109-112] предложена схема тиохлорирования полиметаллического редкометалльного сырья, в частности, оксидов титана, циркония и гафния [109-111], минералов ниобия и тантала [112]. Тиохлорирование отличается от классического карбохлорирования наличием стадии подготовки хлорирующей смеси молекулярного хлора с хлоридами серы. Оксиды перечисленных металлов легко получаются прямым хлорированием шихты, что приводит к упрощению стадии подготовки. Процесс тиохлорирования может быть реализован как в традиционных расплавных солевых хлораторах, так и в хлораторах с кипящим слоем и в многоподовых печах, которые позволяют работать с большими количествами нехлорируемых огарков и нелетучих хлоридов, в том числе радиоактивных [109-111]. На стадии тиохлорирования минерального сырья может быть проведено разделение редких металлов за счет их различной реакционной способности. Термодинамический анализ процессов тио- и карбохлорирования оксидов редких металлов IV -B группы показал, что хлорирование в присутствии и серы, и углерода может протекать во всем диапазоне температур от 100 до 1000 °С. В случае использования хлорных методов металлургии для переработки эвдиалита следует учесть, что большое содержание в нем щелочных и щелочноземельных элементов, в первую очередь натрия и кальция,