ИМЕТ РАН им. А. А. Байкова, Москва, Россия:

К. В. Гончаров, старший научный сотрудник, канд. техн. наук
А. С. Агамирова, аспирант, младший научный сотрудник, эл. почта: alexandra_0492@mail.ru
Т. В. Олюнина, старший научный сотрудник
Г. Б. Садыхов, заведущий лабораторией, докт. техн. наук

Представлены результаты исследований по переработке титаномагнетитового концентрата месторождения Гремяха-Вырмес с получением гранулированного железа и титанованадиевого шлака. Для переработки этого концентрата наиболее подходящим является способ прямого восстановления железа в печи с вращающимся подом, отличительной особенностью которого является концентрирование ванадия совместно с титаном в шлаке, пригодном для последующей гидрометаллургической переработки с извлечением ванадия и титана. Для проведения процесса в печи с вращающимся подом необходимо использовать защитную угольную подложку, предотвращающую контакт между шлаковым расплавом и огнеупорной футеровкой. Изучено влияние содержания восстановителя в шихте и температуры восстановления на состав полученного титанованадиевого шлака в условиях восстановительного обжига на защитной подложке. При восстановлении с добавлением 16 % кокса при 1550 oC получен шлак следующего состава, %: 6,2 FeO; 43,9 TiO₂; 20,6 Al₂O₃; 2,3 V₂O₅; 13,2 SiO₂; 7,5 MgO; 4,3 CaO; 0,6 MnO; 0,4 Cr₂O₃; 0,9 (K, Na)₂O. Высокое содержание титана в шлаке и присутствие его в виде легковскрываемого в серной кислоте аносовита с общей формулой n[Al₂O₃·TiO₂]·m[(Mg,Fe)O·2TiO₂] позволяет проводить его дальнейшую переработку с извлечением ванадия и титана. Для извлечения ванадия шлак предложено перерабатывать по известной известково-сернокислотной схеме окислительный обжиг – сернокислое выщелачивание ванадатов кальция. Извлекать титан из шлака предлагается гидрометаллургическими способами с получением продуктов, пригодных для получения как металлического титана, так и пигментного TiO₂.

Работа выполнена по государственному заданию № 075-00328-21-00.

1. Горбунов Г. И., Бельков И. В., Макиевский С. И. и др. Минеральные месторождения Кольского полуострова. — Л. : Наука, 1981. — 272 с.
2. Sachkov V. I., Nefedov R. A., Orlov V. V., Medvedev R. O., Sachkova A. S. Hydrometallurgical processing technology of titanomagnetites ores // MDPI Minerals. 2018. Vol. 8, Iss. 2. P. 3–12.
3. Kopkova E. K., Shchelokova E. A., Gromov P. B. Processing of titanomagnetite concentrate with a hydrochloric extract of n-octanol // Hydrometallurgy. 2015. Vol. 156. P. 21–27. 4. Резниченко В. А., Шабалин Л. И. Титаномагнетиты, месторождения, металлургия, химическая технология. — М. : Наука, 1986. — 291 c.
5. Shou-Rong Zhang. The trends of ironmaking industry and challenges to chinese blast furnace ironmaking in XXI Century // The 5th Int. Congr. on the Science and Technology of Ironmaking, Shanghai, China. 2010. Vol. 1. P. 1–13.
6. Chao Geng, Ti-Chang Sun, You-Wen Ma, Cheng-Yan Xu, Hui-Fen Yang. Effects of embedding direct reduction titanium and iron of beach titanomagnetite concentrate // Journal of Iron and Steel Research. 2017. Vol. 24. P. 156–164.
7. Kurunov I. F. The direct production of iron and alternatives to the blast furnace in iron metallurgy for the 21st century // Metallurgist. 2010. Vol. 54, Iss. 5-6. P. 335–342.
8. Shou-Rong Zhang. The trends of ironmaking industry and challenges to Chinese blast furnace ironmaking in XXI Century // The 5^th Int. Congr. on the Science and Technology of Ironmaking, Shanghai, China. 2009. Vol. 1. P. 1–13.
9. Гончаров К. В. Одностадийный процесс прямого получения железа и титанованадиевого шлака из титаномагнетитовых концентратов и гидрометаллургическое извлечение ванадия из шлака : дис. … канд. тех. наук. — М., 2015. — 162 с.
10. Гончаров К. В., Садыхов Г. Б., Гончаренко Т. В., Олюнина Т. В. Восстановительный обжиг титаномагнетитового концентрата на угольной подложке с получением гранулированного чугуна и титанованадиевого шлака // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2015. Вып. 10. С. 45–48.
11. Zhao L., Wang L., Qi T., Liu Y., Wang W. Leaching of titanium and silicon from low-grade titanium slag using hydrochloric acid leaching // JOM. 2018. Vol. 70, No. 10. P. 1985–1990.
12. Zhu Y.-Y., Yi L.-Y., Zhao W., Zhao H.-X., Qi T. Leaching of vanadium, sodium, and silicon from molten V–Ti-bearing slag obtained from low grade vanadium-bearing titanomagnetite // International Journal of Minerals. Metallurgy and Materials. 2016. Vol. 23. P. 898–905.
13. Атмаджиди А. С., Гончаров К. В., Олюнина Т. В., Садыхов Г. Б. Обогащение чернового титаномагнетитового концентрата методом мокрой магнитной сепарации // Цветные металлы. 2018. № 9. С. 19–24. DOI: 10.17580/tsm.2018.09.02.
14. Мизин В. Г., Рабинович Е. М. Комплексная переработка ванадиевого сырья: химия и технология. — Екатеринбург : УрО РАН, 2005. — 416 с.
15. Резниченко В. А., Соловьев В. И., Рикман В. В., Гущина И. С. Использование различных видов сырья в производстве пигментной двуокиси титана / Процессы производства титана и его двуокиси. — М. : Наука, 1973. С. 123– 126.
16. Производство технического пентоксида ванадия. Технологическая инструкция ТИ 127-Ф-01-2002. — Тула, 2002. — 85 с.
17. Lee Y. S., Kim J. R., Yi S. H., Min D. J. Viscous behaviour of CaO – SiO₂ – Al₂O₃ – MgO – FeO slag // VII International Conference on Molten Slags Fluxes and Salts. South African Institute of Mining Metall. 2004. P. 225–230.
18. Кобелев В. А., Казаков А. П., Кудинов Б. З., Леонтьев Л. И. Десульфурация и дефосфация при прямом получении железа / Теория и практика прямого получения железа. — М. : Наука, 1986. С. 47–49.
19. Резниченко В. А., Шабалин Л. И. Титаномагнетиты, месторождения, металлургия, химическая технология. — М. : Наука, 1986. — 291 с.
20. Садыхов Г. Б. Разработка научных основ и технологии комплексного использования титаномагнетитов с высоким содержанием диоксида титана : дис. … докт. техн. наук. — М., 2001. — 311 с.