Учёные Томского политехнического университета разработали новый безопасный метод очистки титанового сырья от примесей. Технология позволит обеспечить российскую промышленность собственным качественным титаном на долгие годы. Результаты исследования опубликованы в Journal of Chemical Technology & Biotechnology (Q1; IF:3,174).
Сегодня Россия — один из лидеров в производстве металлического титана и владеет 15% его мировых запасов. В частности, большие запасы титановых руд сосредоточены в Ярегском месторождении (Республика Коми) и Туганском месторождении (Томская область). При этом концентраты для промышленного производства титаносодержащих материалов импортируются. Это связано с низким качеством отечественного сырья, которое определяется высоким содержанием в нём диоксида кремния. Его очистка, в свою очередь, является сложной и трудоёмкой процедурой.
Учёные Томского политеха предложили эффективный способ удаления диоксида кремния с использованием водного раствора гидродифторида аммония с целью получения титаносодержащего концентрата, пригодного для использования на действующих промышленных предприятиях. При этом основной реагент регенерируют в ходе технологического процесса с получением в качестве побочного продукта чистого диоксида кремния, имеющего широкое применение.
Диоксид кремния обладает высокой химической стойкостью и высокой температурой плавления, свыше 1600°С, что требует больших энергозатрат на его выделение из концентрата. Разработанный метод позволяет получать из непригодного сырья востребованную продукцию путём относительно простой и безопасной переработки.
Полученный рутиловый концентрат может быть использован для получения металлического титана и сплавов на его основе, а также сварочных электродов, титанистого электрокорунда и других востребованных материалов. Выщелачивание диоксида кремния происходит в водных растворах при температуре ниже 100 °С и атмосферном давлении, что позволяет проводить его на типовом промышленном оборудовании», — комментирует старший преподаватель отделения ядерно-топливного цикла ТПУ Андрей Смороков.
«Наша схема выщелачивания кремния исключает использование летучих соединений при высоких температурах и повышенных давлениях. Предложенная нами промышленная реализация не допускает технологических трудностей, характерных для других подходов к этой задаче», — отмечает доцент отделения ядерно-топливного цикла ТПУ Александр Кантаев.
Особенность метода заключается в том, что он позволяет также удалять диоксид кремния из других типов минерального сырья.
На данном этапе учёные дорабатывают и усовершенствуют схемы регенерации основного выщелачивающего реагента и подготавливают образец опытно-промышленной установки. В планах исследователей — разработка новых способов переработки минерального и техногенного сырья с высоким содержанием диоксида кремния.
