Новый безопасный метод очистки титанового сырья от примесей создали ученые ТПУ. По словам авторов, технология позволит обеспечить российскую промышленность отечественным титаном на долгие годы. Статья опубликована в журнале Journal of Chemical Technology & Biotechnology.
Хотя Россия является один из лидеров в производстве металлического титана и владеет 15 процентами его мировых запасов, концентраты для промышленного производства титаносодержащих материалов приходится импортировать из-за низкого качества отечественного сырья.
Так, в Ярегском месторождении республики Коми сосредоточены самые большие запасы титановых руд (более 45 процентов запасов России). Подобный тип руд весьма распространен в нашей стране, например, Туганское месторождение в Томской области.
Некоторые получаемые там концентраты имеют высокое содержание диоксида кремния, который не позволяет применять сырье в промышленности. Очистка от этого соединения — чрезвычайно сложная и трудоемкая процедура, рассказал доцент отделения ядерно-топливного цикла Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Александр Кантаев.
Команда ученых Томского политехнического университета разработала новый эффективный способ удаления диоксида кремния из титансодержащего концентрата. По словам специалистов, побочным продуктом процесса является чистый диоксид кремния, имеющий широкое применение в химической промышленности.
"Диоксид кремния обладает высокой химической стойкостью и высокой температурой плавления, свыше 1600 °С, что требует больших энергозатрат на его выделение из концентрата. Наш метод позволяет получать из непригодного сырья востребованную продукцию путем относительно простой и безопасной переработки", — рассказал старший преподаватель отделения ядерно-топливного цикла Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Андрей Смороков.
Предложенная технология позволит обеспечить промышленность страны качественным сырьем из крупнейших российских месторождений, уверены ученые. По их словам, это удовлетворит потребности России в качественных титановых концентратах на долгий срок.
"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", — подчеркнул Андрей Смороков.
Все другие методы удаления диоксида кремния сопряжены с повышенной опасностью, отметили ученые. Неполадки в ходе этих процедур могут привести к катастрофическим последствиям для предприятия и жертвам среди персонала.
"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", — сообщил Александр Кантаев.
По словам ученых ТПУ, разработанный метод позволяет удалять диоксид кремния из других типов минерального сырья.
На данном этапе ученые дорабатывают и усовершенствуют схемы регенерации основного выщелачивающего реагента и подготавливают образец опытно-промышленной установки, а также разработать новые способы переработки минерального и техногенного сырья с высоким содержанием диоксида кремния.