ТОО «Казахстанский проектно-инжиниринговый центр «Литера 3», Усть-Каменогорск, Республика Казахстан:

Т. К. Сарсембеков, главный технолог, MBA, эл. почта: T.Sarsembekov@satbayev.university

Казахский национальный исследовательский технический университет имени К. И. Сатпаева, Алматы, Республика Казахстан:
Т. А. Чепуштанова, заведующая кафедрой металлургических процессов, теплотехники и технологии специальных материалов, PhD, канд. техн. наук, ассоц. профессор, эл. почта: T.Chepushtanova@satbayev.university

Представлены результаты изучения распределения ниобия и ванадия на переделах производства титанового шлака рудно-термическим методом и тетрахлорида титана методом хлорирования титансодержащего сырья в расплаве солей щелочных металлов. Титансодержащее сырье подвергали восстановительной рудно-термической плавке при температуре 1400–1600 ^oC в присутствии углеродсодержащего восстановителя, в качестве которого использовали антрацит марки АМ. Получаемый титановый шлак после измельчения и сушки подвергали хлорированию при температуре 700–820 ^oC в среде расплава солей щелочных металлов в присутствии измельченного углеродсодержащего восстановителя — антрацита. Результаты показывают, что при производстве титанового шлака рудно-термическим методом из ильменитового концентрата в титановый шлак переходит 99,9 % ниобия и 84,9 % ванадия. На последующей стадии производства тетрахлорида титана хлорированием шлака в солевом расплаве ниобий распределяется в промпродуктах следующим образом: 37 % переходит в сливаемый отвальный шлам хлоратора, 3 % улавливается в пылевой камере в составе возгонов хлоридов, 1,8 % оседает в расплаве пылеосадительной камеры с солевой ванной и 58,2 % накапливается в виде твердого осадка пульпы тетрахлорида титана на первой стадии его конденсации в хлорирующей установке. Из общего количества ванадия, поступившего в хлоратор с титансодержащим сырьем, 13,9 % переходит в отвальный шлам, 78,4 % извлекается в технический тетрахлорид титана. При его последующей очистке 0,33 % ванадия остается в очищенном тетрахлориде титана, а остальной переводится в пульпу кубовых остатков.

1. Лебедев В. А., Рогожников Д. А. Металлургия титана. — Екатеринбург : Изд-во УМЦ УПИ, 2015. — 193 с.
2. Alam Sh., Kim H., Neelameggham N. R., Ouchi T., Oosterhof H. Rare Metal Technology. — Hoboken, New Jersey : John Wiley & Sons, Inc., 2016. — 195 p.
3. Парфенов О. Г., Пашков Г. Л. Проблемы современной металлургии титана. — Новосибирск : Изд-во Сибирского отделения РАН, 2008. — 278 с.
4. Gireesh V. S., Vinod V. P., Krishnan Nair S., Georgee Ninan. Recovery of niobium and zirconium from the cyclone discharge of chlorination plant producing titanium tetrachloride // Oriental Journal of Chemistry. 2014. Vol. 30. P. 261–264.
5. Deng P., Liu D., Chen X., Jiang W., Kong L. et al. Carbochlorination mechanism of low-grade titanium slag: Ab initio molecular dynamic simulation // Journal of Materials Research and Technology. 2022. Vol. 17. P. 459–466.
6. Perks C., Mudd G. Titanium, zirconium resources and production: A state of the art literature review // Ore Geology Reviews. 2019. Vol. 107. P. 629–646.
7. Маслов А. А., Оствальд Р. В., Шагалов В. В., Маслова Е. С., Горенюк Ю. С. Химическая технология ниобия и тантала. — Томск : Изд-во ТПУ. 2010. — 12 с.
8. Mishchenko O., Ovchynnykov O., Kapustian O., Pogorielov M. New Zr – Ti – Nb alloy for medical application: development, chemical and mechanical properties, and biocompatibility // Materials. 2020. Vol. 13. P. 1306.
9. Методика выполнения измерений массовой доли тантала и ниобия фотометрическим методом с кристаллическим фиолетовым или родамином-6ж и сульфохлорфенолом-с в горных породах, рудах и минералах. — М. : Федеральный научно-методический центр лабораторных исследований и сертификации минерального сырья «ВИМС». Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации, 2007.
10. Hayes K., Burge R. Nete M., Purcell W., Nel J. T. Separation and isolation of tantalum and niobium from tantalite using solvent extraction and ion exchange // Hydrometallurgy. 2014. Vol. 149. P. 31–40.
11. Nete M., Purcell W., Nel J. T. Non-fluoride dissolution of tantalum and niobium oxides and their separation using ion exchange // Hydrometallurgy. 2017. Vol. 173. P. 192–198.
12. Zhou H., Yi D., Zhang Y., Zheng S. The dissolution behavior of Nb₂O₅, Ta₂O₅ and their mixture in highly concentrated KOH solution // Hydrometallurgy. 2005. Vol. 80. P. 126–131.
13. Zhou H., Zheng S., Zhang Y., Yi D. A Kinetic study of the leaching of a low-grade niobium – tantalum ore by concentrated KOH solution // Hydrometallurgy. 2005. Vol. 80. P. 170–178.
14. Deblonde G. J.-P., Chagnes A., Roux M.-A., Weigel V., Cote G. Extraction of Nb(V) by quaternary ammonium-based solvents: toward organic hexaniobate systems // Dalton Trans. 2016. Vol. 45. P. 19351–19360.