Институт проблем комплексного освоения недр РАН, г. Москва, РФ:

Чантурия В. А., главный научный сотрудник, д-р техн. наук, профессор, академик РАН, vchan@mail.ru

Чантурия Е. Л., главный научный сотрудник, д-р техн. наук, профессор, elenachan@mail.ru

Миненко В. Г., ведущий научный сотрудник, канд. техн. наук, vladi200@mail.ru

Самусев А. Л., старший научный сотрудник, канд. техн. наук, andrey63vzm@mail.ru

Представлены результаты оценки наиболее существенных факторов, влияющих на извлечение циркония в процессе кислотного выщелачивания эвдиалитового концентрата, с использованием математической модели отсеивающего эксперимента. На основе плана Плакетта–Бермана проведены исследования влияния 7 факторов — температуры, концентрации азотной кислоты, продолжительности выщелачивания, предварительного измельчения, ультразвукового (УЗ) и электрохимического (ЭХО) воздействий, высоковольтных наносекундных электромагнитных импульсов (МЭМИ). Рассчитаны коэффициенты регрессии и их доверительные интервалы, определен порядок значимости существенных факторов. Экспериментально установлена зависимость извлечения циркония от параметров выбранных значимых факторов и определен рациональный режим выщелачивания эвдиалитового концентрата.

Исследования выполнены при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 16-17-10061-П). Авторы выражают благодарность канд. геол.-минерал. наук Е. В. Копорулиной (ИПКОН РАН), д-ру техн. наук И. Ж. Бунину (ИПКОН РАН) и д-ру техн. наук Е. В. Богатыревой (НИТУ «МИСиС») за оказанную помощь при выполнении экспериментальных исследований.

1. Захаров В. И., Скиба Г. С., Соловьев А. В., Лебедев В. Н., Майоров Д. В. Некоторые аспекты кислотной переработки эвдиалита // Цветные металлы. 2011. № 11. С. 25–29.
2. Захаров В. И., Майоров Д. В., Алишкин А. Р., Матвеев В. А. О причинах недоизвлечения циркония при кислотной переработке Ловозерского эвдиалитового концентрата // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2011. № 5. С. 26–31.
3. Лебедев В. Н. Сернокислотная технология эвдиалитового концентрата // Журнал прикладной химии. 2003. Т. 76, № 10. С. 1601–1605.

4. Лебедев В. Н., Щур Т. Е., Майоров Д. В., Попова Л. А., Серкова Р. П. Особенности кислотного разложения эвдиалита и некоторых редкометалльных концентратов Кольского полуострова // Журнал прикладной химии. 2003. Т. 76, № 8. С. 1233–1237.
5. Захаров В. И., Воскобойников Н. Б., Скиба Г. С., Соловьев А. В., Майоров Д. В., Матвеев В. А. Разработка солянокислотной технологии комплексной переработки эвдиалита // Записки Горного института. 2005. Т. 165. С. 83–85.
6. Davris P., Stopic S., Balomenos E., Panias D., Paspaliaris I., Friedrich B. Leaching of rare earth elements from eudialyte concentrate by suppressing silica gel formation // Minerals Engineering. 2017. Vol. 108. P. 115–122.
7. Johnsen O., Ferraris G., Gault R. A., Grice J. D., Kampf A. R., Pekov I. V. The nomenclature of eudialyte-group minerals // Canadian Mineralogist. 2003. Vol. 41. P. 785–794.
8. Богатырева Е. В., Чуб А. В., Ермилов А. Г., Хохлова О. В. Эффективность щелочно-кислотного способа комплексного выщелачивания эвдиалитового концентрата. Часть 1 // Цветные металлы. 2018. № 7. С. 57–61. DOI: 10.17580/tsm.2018.07.09.
9. Богатырева Е. В., Чуб А. В., Ермилов А. Г., Хохлова О. В. Эффективность щелочно-кислотного способа комплексного выщелачивания эвдиалитового концентрата. Часть 2 // Цветные металлы. 2018. № 8. С. 69–74. DOI: 10.17580/tsm.2018.08.09
10. Jha M. K., Kumari A., Panda R., Kumar J. R., Yoo K., Lee J. Y. Review on hydrometallurgical recovery of rare earth metals // Hydrometallurgy. 2016. Vol. 165. P. 2–26.
11. Ma Y., Stopic S., Gronen L., Friedrich B. Recovery of Zr, Hf, Nb from eudialyteresidue by sulfuric acid dry digestion and water leaching with H₂O₂ as apromoter // Hydrometallurgy. 2018. Vol. 181. P. 206–214.
12. Ma Y., Stopic S., Gronen L., Milivojevic M., Obradovic S., Friedrich B. Neural network modeling for the extraction of rare earth elements from eudialyte concentrate by dry digestion and leaching // Metals. 2018. Vol. 8, Iss. 4. Article number 267. DOI: 10.3390/met8040267.
13. Глембоцкий В. А. Ультразвук в обогащении полезных ископаемых. Алма-Ата: Наука, 1972. 229 с.
14. Гроо Е. А., Алгебраистова Н. К., Жижаев А. М., Романченко А. С., Макшанин А. В. Исследование влияния ультразвуковой обработки для интенсификации процессов извлечения золота из труднообогатимого сырья // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2012. № 2. С. 89–96.
15. Лихникевич Е. Г., Ануфриева С. И. Методические рекомендации № 109. Технологическая оценка комплексных редкометалльно-редкоземельных руд и концентратов с использованием гидрометаллургических методов: предварительной активации (механохимической, СВЧ, ультразвуковой, термической); выщелачивания (агитационного, автоклавного); сульфатизации (жидкофазной, твердофазной). М.: ВИМС, 2009. 32 с.
16. Chanturia V. A., Minenko V. G., Samusev A. L., Chanturia E. L., Koporulina E. V. The mechanism of influence exerted by integrated energy impacts on intensified leaching of zirconium and rare earth elements from eudialyte concentrate // Journal of Mining Science. 2017. Vol. 53, Iss. 5. P. 890–896.
17. Пат. 2674183 Российская Федерация, МПК C22B 3/02, C22B 3/04. Устройство для выщелачивания концентратов цветных, редких и редкоземельных металлов / Чантурия В. А., Чантурия Е. Л., Миненко В. Г., Самусев А. Л. № 2017131236; заявл. 05.09.2017; опубл. 05.12.2018, Бюл. № 34.
18. Chanturia V. A., Bunin I. Z., Ryazantseva M. V., Chanturia E. L., Khabarova I. A., Koporulina E. V., Anashkina N. E. Modification of structural, chemical and process properties of rare metal minerals under treatment by high-voltage nanosecond pulses // Journal of Mining Science. 2018. Vol. 53, Iss. 4. P. 718–733.
19. Зуйков Д. В., Крупин А. Е. Отсеивание факторов при планировании эксперимента // Вестник Нижегородского государственного инженерно-экономического университета. 2014. № 4. С. 62–70.
20. Новик Ф. С., Арсов Я. Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. М.: Машиностроение, 1980. 304 с.
21. Хартман К., Лецкий Э., Шефер В. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. М.: Мир,1977. 552 с.
22. Адлер Ю. П. Введение в планирование эксперимента. М.: Металлургия. 1968. 155 с.
23. Адлер Ю. П., Макарова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. 2-е изд. М.: Наука, 1976. 279 с.
24. Локшин Э. П., Елизарова И. Р., Рыскина М. П., Тареева О. А. О составе эвдиалитового концентрата // Цветные металлы. 2018. № 2. С. 10–14. DOI: 10.17580/tsm.2018.02.01.