Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН (Москва, Россия)

К. Г. Анисонян, канд. техн. наук., старший научный сотрудник, kanisonyan@imet.ac.ru
Г. Б. Садыхов, докт. техн. наук, главный научный сотрудник, зав. лабораторией
Т. В. Олюнина, старший научный сотрудник
Д. Ю. Копьёв, научный сотрудник
Н. Н. Моченова, канд. геол.-минерал. наук, младший научный сотрудник
Н. А. Андреева, научный сотрудник

Изучены условия восстановительного нитрирующего обжига перовскитового концентрата Африкандского месторождения, при которых может быть получен нитридный продукт, пригодный для низкотемпературного хлорирования с извлечением титана в виде его тетрахлорида. Показано, что количество добавки SiO₂ в шихту при температуре 1325 °С напрямую влияет на степень вскрытия перовскита и фазовый состав продуктов обжига. Оптимальное количество добавки SiO₂ определяется из расчета мольного отношения СaO/SiO₂ = 2/1 в шихте по содержанию СaO в концентрате. При этом степень вскрытия перовскита с переводом титана в нитрид достигает 85–90 %. Однако присутствие силикатов кальция в продукте обжига может снизить эффективность низкотемпературного хлорирования нитридного продукта из-за увеличения расхода хлора в результате образования CaCl₂. Было показано, что оксид кальция удаляется при обработке нитридного продукта разбавленными растворами соляной кислоты. Одновременно с этим происходит извлечение редкоземельных металлов (РЗМ) в раствор. Степень извлечения РЗМ зависит от степени вскрытия перовскита и температуры выщелачивания. Перевод РЗМ в раствор при кислотной обработке с последующим осаждением позволит выделить их в коллективный РЗМ-концентрат. После хлорирования нитридного продукта твердый остаток состоит из аморфного SiO₂ и остаточного перовскита, который может быть направлен в голову процесса в качестве добавки к перовскитовому концентрату при нитрирующем обжиге, что позволит повысить степень вскрытия перовскита, а также существенно снизить расход добавки SiO₂ в шихту.

Работа проводится в рамках государственного задания № 075-00320-26-00.

1. Государственный доклад «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской федерации в 2023 году». – М.: [б. и.], 2024. – 710 с.
2. Резниченко А. В., Шабалин Л. И. Титаномагнетиты, месторождения, металлургия, химическая технология. – М.: Наука, 1986. – 294 с.
3. Садыхов Г. Б., Анисонян К. Г., Заблоцкая Ю. В., Гончаров К. В., Копьев Д. Ю., Олюнина Т. В., Тужилин А. С., Балмаев Б. Г. Особенности титанового сырья России и перспективы его использования для производства титана и его пигментного диоксида // Металлы. 2024. №3. С. 3–20.
4. Резниченко В. А. Устинов В. С., Карязин И. А., Халимов Ф. Б. Электрометаллургия и химия титана. – М.: Наука, 1982. – 277 с.
5. Николаев А. И., Герасимова Л. Г., Петров В. Б., Майоров В. Г. Перовскитовый концентрат – перспективное нетрадиционное сырье для производства титановой и редкометалльной продукции // Комплексное использование минерального сырья. 2015. № 2. С. 26–34.
6. Николаев А. И. Перспективы использования Африкандского месторождения перовскитовых руд как сырьевой базы для обеспечения отечественной промышленности стратегическими материалами, содержащими титан и редкие металлы // Север промышленный. 2007. №8. С. 62–64.
7. Николаев А. И., Калинников В. Т. Попутное производство редкоземельных металлов при переработке перовскитового концентрата Африкандского месторождения // Цветные металлы. 2013. № 3. С. 58–63.
8. Майоров В. Г., Николаев А. И., Копков В. К. Изучение условий отделения тория от редкоземельных и других элементов осаждением из растворов с высоким содержанием хлорида кальция при переработке перовскита // Цветные металлы. 2007. №1. С. 69–71.
9. Liu Y., Wang Y., Zhang Y., You Zh., Lv X. Mechanism on reduction and nitridation of micrometer-sized titania with ammonia gas // Journal of the American Ceramic Society. 2020. Vol. 103, Iss. 6. pp. 3905–3916.
10. Liu Y., He F., Hu Q., Huang Q., You Zh., Qiu G., Lv X. Isothermal reduction and nitridation kinetics of ilmenite concentrate in ammonia gas // Minerals Engineering. 2023. Vol. 203. 108319.
11. Swanepoel J. J. Process development for the removal iron from nitride ilmenite. – University of Pretoria, 2010. – 151 p.
12. Yaraghi A., Sapri M. H. A., Baharun N., et al. Aeration leaching of iron from nitrided malaysian ilmenite reduced by polystyrene-coal reductant // Procedia Chemistry. 2016. Vol. 19. pp. 715–720.
13. Adipuri A., Li Y., Zhang G., Ostrovski O. Chlorination of reduced ilmenite concentrates and synthetic rutile // Internation Journal of Mineral Processing. 2011. Vol. 100, Iss. 3-4. pp. 166–171.
14. Анисонян К. Г., Копьёв Д. Ю., Олюнина Т. В., Садыхов Г. Б. Исследование процессов восстановительно-нитрирующего обжига перовскитового концентрата с добавкой SiO // Металлы. 2025. № 4. С. 5–14.
15. Михайличенко А. И., Михлин Е. Б., Патрикеев Ю. Б. Редкоземельные металлы. – М.: Металлургия, 1987. – 231 с.