Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия

М. В. Шубина, доцент кафедры металлургии и химических технологий (МиХТ), канд. техн. наук, эл. почта: shubina_mar@mail.ru
Е. С. Махоткина, доцент кафедры (МиХТ), канд. техн. наук, эл. почта: lena.makhotkina@yandex.ru
И. Г. Шубин, доцент кафедры технологий обработки материалов, канд. техн. наук, эл. почта: shubin64@mail.ru

Показано негативное влияние ванадийсодержащих техногенных отходов в виде хвостов титаномагнетитовых рудных месторождений и шлаков металлургического производства на экологическую обстановку промышленных регионов и необходимость их утилизации, что позволит не только расширить сырьевую базу ванадия, но и сэкономить первичные минеральные ванадийсодержащие ресурсы. Оценено значение ванадия в различных промышленных отраслях и рассмотрены перспективы его потребления в мире. Актуальным является получение его из техногенных материалов в связи с ростом спроса на ванадий на рынке. Рассмотрено гидрометаллургическое извлечение ванадия из техногенного сырья с использованием методов кислотного и водного выщелачивания техногенных ванадийсодержащих материалов различного происхождения и химического состава, с проведением окислительного обжига материалов при разных температурах, с применением различных добавок, позволяющих повысить степень окисления ванадия при обжиге. В полученных растворах и твердых образцах содержание ванадия определяли методом рентгенофлуоресцентной спектроскопии (РФС). Анализ результатов экспериментов показал, что режимы обработки техногенных материалов необходимо подбирать с учетом их химического состава. Наиболее эффективными реагентами для обжига данного вида ванадиевого сырья являются добавки NaCl и Na₂CO₃, рекомендуемая температура обжига шихты с реагентами составляет 950 °C с последующим водным или кислотным выщелачиванием. При этом наибольшие степени извлечения ванадия составили 74,8–91,9 %.

1. Чурилов А. Е., Мукаев Е. Г., Горбунова А. В. Ванадийсодержащие ресурсы и химические способы их переработки // Теория и технология металлургического производства. 2017. № 3 (22). С. 30–33.
2. Бигеев В. А., Гришин И. А., Потапова М. В., Соколова Е. В. Разработка технологии переработки хвостов Кусинских титаномагнетитовых руд с извлечением титана и ванадия // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования : тезисы докладов 76-й международной научн.-техн. конф. 2018. С. 93.
3. Global vanadium market size and trends, By Application (Iron & Steel, Energy Storage, Chemical, And Titanium Alloys), By Region (Asia Pacific, Europe, North America, South America, Middle East and Africa) and Forecast from 2018 to 2025 // Metals and Minerals. — URL: http://www.adroitmarketresearch.com/industry-reports/vanadium-market.
4. Perles T. Vanadium market analysis, TTP Squared, Inc. January 26, 2021. — URL: https://www.ferro-alloy.com/en/news/VANITEC%20ESC%20Market%20Data%20Jan%2022%202021%20(002).pdf (дата обращения: 21.07.2023).
5. Upward momentum builds in vanadium market, February 18, 2021. — URL: https://directorstalk.net/upward-momentum-builds-invanadium-market (дата обращения: 21.07.2023).
6. Vanadium miners news for the month of july 2021. July 29. 2021. — URL: http://seekingalpha.com/article/4442508-vanadium-miners-news-forthe-month-of-july-2021 (дата обращения: 21.07.2023).
7. Обзор рынка ванадия и ванадийсодержащей продукции в СНГ. Издание 5-ое. Москва, август 2009. — URL: https://www.marketingmagazin.ru/imgs/goods/800/rynok_vanadija.pdf (дата обращения: 21.07.2023).
8. Ancheta J. HYDRO-MPC technology for heavy oil refining // Journal of Mining Institute. 2017. № 224. С. 229–234.
9. Akhmetov A. F. et al. The state of vanadium (V) in crude oil and petroleum residues // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Vol. 10, Iss. 21. P. 42553–42555.
10. Wang M., Huang Sh., Chen B., Wang X. A review of processing technologies for vanadium extraction from stone coal // Mineral Processing and Extractive Metallurgy. 2018. Vol. 129, Iss. 2. P. 90–98. DOI: 10.1080/25726641.2018.1505207
11. Kologrieva U., Volkov A., Zinoveev D., Krasnyanskaya I. et al. The investigate of vanadium-containing slurry oxidation roasting process for vanadium extraction. 2020. DOI: 10.20944/preprints202012.0509.v1

12. Махоткина Е. С., Шубина М. В. Извлечение ванадия из шлака процесса ITMK3 // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2013. № 1. С. 168–171.
13. Махоткина Е. С., Шубина М. В. Извлечение титана из шлака процесса прямого восстановления титаномагнетитов // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2015. № 1. С. 255–258.
14. Makhotkina E. S., Shubina M. V. Industrial, ecological and resourceefficient aspects of vanadium production and use of technogenic vanadium sources // Solid State Phenomena. 2017. Vol. 265. P. 994–998.
15. Махоткина Е. С., Шубина М. В. Результаты экспериментов по извлечению ванадия из отходов обогащения титаномагнетитовых руд Кусинского месторождения // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75. № 5. С. 617–623.
16. Зеликман А. Н., Коршунов Б. Г. Металлургия редких металлов. — М. : Металлургия, 1991. — 432 с.
17. Zhang Y. M., Bao S. X., Lio Т., Chen T. J. et al. The technology of extracting vanadium from ston coal in China, History, current status and future prospects // J. Hydrometallurgy. 2011. Vol. 109. Р. 116–124.
18. Mahdavian A., Shafyei A., Keshavarz Alamdari E., Haghshenas D. F. Recovery of vanadium from Esfahan Steel Company steel slag; optimizing of roasting and leaching parameters // International Journal of ISSI. 2006. Vol. 3, Iss. 2. P. 17–21.
19. Мизин В. Г., Рабинович Е. М., Сирина Т. П., Добош В. Г. и др. Комплексная переработка ванадиевого сырья: химия и технология. — Екатеринбург : УрО РАН, 2005. — 500 с.
20. Song Wen-chen, Li Hong. A new process for vanadium extraction from molten vanadium slag by direct oxidation and sodium activating method // Iron Steel Vanadium Tittanium. 2012. Vol. 33, Iss. 6. Р. 1–5.