РАЗРАБОТКА СПОСОБА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОБЕСКРЕМНИВАНИЯ ЛЕЙКОКСЕНОВОГО КОНЦЕНТРАТА ЯРЕГСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ РАСТВОРОМ ГИДРОДИФТОРИДА АММОНИЯ
Аннотация
Несмотря на имеющиеся в существенных количествах в РФ запасов титановых руд, их использование для получения титановой продукции классическими способами экономически нецелесообразно ввиду различных факторов. Одним из таких пунктов является высокое содержание кремния. В работе рассмотрено обескремнивание лейкоксенового концентрата водным раствором гидродифторида аммония. Лейкоксеновый концентрат получен из Ярегского месторождения, который является крупнейшим месторождением титана в России. Установлено, что в ходе процесса основные примеси, а именно кремний и железо, переходят в раствор в виде соответствующих фтораммонийных комплексных соединений. Алюминий реагирует с гидродифторидом аммония, но не переходит в раствор ввиду своей низкой растворимости. Основная доля титана не реагирует ввиду высокой устойчивости рутила к действию водных растворов гидрофторида аммония. Это связано с проведением предварительной термической обработки сырья с целью удаления остаточной нефти с поверхности частиц. В ходе процесса диоксид титана перекристаллизуется в рутильную форму, которая характеризуется большей химической стойкостью в сравнении с другими кислородсодержащими соединениями титана (анатаз, ильменит и т.д.). Получаемый остаток соответствует сырью, используемому в промышленности для получения пигментного диоксида титана или металлического титана хлорным способом. Продуктивный раствор направляется на осаждение железа и кремния. Получаемый раствор может быть направлен на упаривание с целью регенерирования и повторного использования гидродифторида аммония. Осадок примесей направляется на парогидролиз, с целью максимальной регенерации фторид-иона и получения оксидов соответствующих элементов. Перечисленные процессы представлены в технологической схеме и являются осуществимыми на промышленном оборудовании, что позволяет говорить о применимости данного способа на практике.
Литература
Bernhardt D., Reilly J.F. Mineral Commodity Summaries 2020. Virginia, Reston: U.S. Geological Survey. 2020. 200 p.
State report «On the state and use of mineral resources of the Russian Federation in 2018». Ed. by E.A. Kiselev. M.: VIMS. 2019. 426 p. (in Russian).
Kabangu M.J., Crouse P.L. Separation of niobium and tantalum from Mozambican tantalite by ammonium bifluoride digestion and octanol solvent extraction. Hydrometallurgy. 2012. V. 129–130. P. 151–155. DOI: 10.1016/j.hydromet.2012.06.008.
Li G.-H., Rao M.-J., Li Q., Peng Z.-W., Jiang T. Extraction of cobalt from laterite ores by citric acid in presence of ammonium bifluoride. Trans. Nonferrous Metals Soc. China. 2010. V. 20. N 8. P. 1517–1520. DOI: 10.1016/S1003-6326(09)60331-9.
Kemp D., Cilliers A.C. Fluorination of rare earth, thorium, and uranium oxides and phosphates from monazite: a theoretical approach. Adv. Mater. Res. 2014. V. 1019. P. 439–445. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.1019.439.
Resentera A.C., Rosales G.D., Esquivel M.R., Rodriguez M.H. Thermal and structural analysis of the reaction pathways of α-spodumene with NH4HF2. Thermochim. Acta. 2020. V. 689. 178609 p. DOI: 10.1016/j.tca.2020.178609.
Hubley N., Brown J.W.N., Guthrie J., Robertson J.D., Brockman J.D. Development of ammonium bifluoride fu-sion method for rapid dissolution of trinitite samples and analysis by ICP-MS. J. Radioanal. Nucl. Chem. 2016. V. 307. P. 1777–1780. DOI: 10.1007/s10967-015-4371-3.
Hubley N.T., Brockman J.D., Robertson J.D. Evaluation of ammonium bifluoride fusion for rapid dissolution in postdetonation nuclear forensic analysis. Radiochim. Acta. 2017. V. 105. N 8. P. 629 – 635. DOI: 10.1515/ract-2016-2735.
du Plessis W., Pienaar A.D., Postma C.J., Crouse P.L. Effect of the value of x in NH4F·xHF on the digestion of plasma-dissociated zircon. Int. J. Miner. Process. 2016. V. 147. P. 43–47. DOI: 10.1016/j.minpro.2016.01.002.
Nel J.T., du Plessis W., Nhlabathi T. Reaction kinetics of the microwave enhanced digestion of zircon with ammonium acid fluoride. J. Fluor. Chem. 2011. V. 132. N 4. P. 258–262. DOI: 10.1016/j.jfluchem.2011.01.012.
Nhlabathi T.N., Nel J.T., Puts G.J., Crouse P.L. Microwave digestion of zircon with ammonium acid fluoride: derivation of kinetic parameters from non-isothermal reaction data. Int. J. Miner. Process. 2012. V. 114–117, P. 35–39. DOI: 10.1016/j.minpro.2012.09.002.
Smorokov A.A., Kraidenko R.I. Obtaining zirconium dioxide using ammonium fluorides. Polz. Vest. 2017. N 3. P. 126–131 (in Russian).
Laptash N., Maslennikova I. Hydrofluoride decomposition of natural materials including zirconium-containing minerals. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2016. V. 112. Art. 012024. DOI: 10.1088/1757-899X/112/1/012024.
Andreev A.A., D’yachenko A.N., Kraidenko R.I. Fluoroammonium method of ilmenite processing. Khim. Prom-t’ Segodnya. 2007. N 9. P. 13–17 (in Russian).
Andreev A.A., D’yachenko A.N., Kraidenko R.I. Halogenammonium separation of a mineral oxide mixture into individual components. Khim. Prom-t’ Segodnya. 2007. N 3. P. 6–11 (in Russian).
Smorokov A.A., Kantaev A.S., Borisov V.A. Research of titanomagnetite concentrate decomposition by means of ammonium fluoride and ammonium hydrogen fluoride. AIP Conf. Proc. 2019. V. 2143. Art. 020022. DOI: 10.1063/1.5122921.
Sachkov V.I., Nefedov R.A., Orlov V.V., Medvedev R.O., Sachkova A.S. Hydrometallurgical processing tech-nology of titanomagnetite ores. Minerals. 2018. V. 8. N 1. Art. 2. DOI: 10.3390/min8010002.
Claux B., Benes O., Capelli E., Soucek P., Meier R. On the fluorination of plutonium dioxide by ammonium hydrogen fluoride. J. Fluor. Chem. 2016. V. 183. P. 10–13. DOI: 10.1016/j.jfluchem.2015.12.009.
Mukherjee A., Awasthi A. Fluorination of Thorium Oxide by Ammonium Bifluoride and Its Reduction to Metal. Thorium Energy Conf. Mumbai. India. 2015. P. 637.
Lanovetskiy S.V., Melkomukova O.G., Khudyakov S.G. Investigation of enrichment process of wastes of titanium production. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 62. N 3. P. 37-42. DOI: 10.6060/ivkkt201962fp.5857.
Dmitriev A.N., Smorokov A.A., Kantaev A.S., Nikitin D.S., Vit’kina G.Yu. Fluorammonium method of titanium slag processing. Izv. Vuzov. Chern. Metallurgiya. 2021. V. 64. N 3. P. 178-183 (in Russian). DOI: 10.17073/0368-0797-2021-3-178-183.
Yakimenko L.M. Processing of chlorine, and inorganic chlorine-containing products. M.: Khimiya. 1974. 600 p. (in Russian).
