ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СПЕКАНИЯ НИЗКОТИТАНОВОГО ШЛАКА С СОДОЙ

Приведены результаты исследования процесса спекания соды с низкотитановым шлаком, полученным при переработке титаномагнетитового концентрата с целью изменения минералогического состава Ti-содержащих фаз с получением продукта, пригодного для химического отделения диоксида титана от примесей. Рентгенофазовым анализом установлено, что полученный титановый шлак относится к шпинелидно-аносовитному типу. Изучены факторы, влияющие на процесс спекания: соотношение масс шлака и соды, продолжительность ведения процесса, температура и размер частиц шлака. Термический анализ процесса спекания шлака с содой показал, что оптимальной температурой процесса является 900 °С. Она обеспечивает образование титанатов натрия и достаточно пористого спека. Показано, что предварительная обработка шлака требует тонкого размола титанового шлака для эффективного проведения процесса разложения. Выявлено, что измельчение частиц титанового шлака до 40 мкм способствует более полному разложению аносовита с образованием титанатов натрия. Установлено, что при спекании титанового шлака с содой при массовом соотношении шлак : сода = 1 : 1,05 происходит разложение аносовита, а практически весь титан связан в титанаты натрия. Определены оптимальные условия проведения процесса: массовое соотношение шлака к соде 1 : 1,05, температура спекания 900 °С, продолжительность 60 мин и размер частиц шлака 40 мкм. Титансодержащие фазы шлака в процессе спекания преобразуются в Na₂TiO₃ и Na₈Ti₅O₁₄. В спеке отмечено присутствие значительного количества диоксида кремния и фазы силиката натрия–магния. Рентгеноспектральный микроанализ спеков показал, что примесные элементы адсорбируются на частицах образовавшегося Na₂TiO₃.

1. Zhang W., Zhu Z., Xheng C.V. A literature review of titanium metallurgical processes // Hydrometallurgy. 2011. No. 108. P. 177—188.

2. Мировой рынок диоксида титана. URL: http://www. titanexport.com (дата обращения: 6.06.2015).

3. Методы производства и структура потребления диоксида титана. URL: http://www.yaregaruda.ru/ru/ node/49 (дата обращения: 12.09.2015).

4. Садыхов Г.Б. Разработка научных основ и технологии комплексного использования титаномагнетитов с высоким содержанием диоксида титана: Ав-тореф. дисс. … канд. техн. наук. М.: ИМЕТ РАН, 2001.

5. Водопьянов А.Г., Кожевников Г.Н. Разработка процессов извлечения диоксида титана из шлаков и лейкоксенового сырья // Тр. междунар. конгресса «Фундаментальные основы технологий переработки и утилизации техногенных отходов» — Техноген 2012. (г. Екатеринбург, 13—15 июня 2012 г.). Екатеринбург: УрО РАН, 2012. С. 338—340.

6. Tianyan Xue, Lina Wang, Tao Qi, Jinglong Chu, Jingkui Qu, Changhou Liu. Decomposition kinetics of titanium slag in sodium hydroxide system // Hydrometallurgy. 2009. No. 95. Р. 22—27.

7. Зеленова И.М., Резниченко В.А. Обогащение титановых шлаков с целью получения сырья для производства металлического титана и его пигментного диоксида // Тез. докл. III Конгресса обогатителей стран СНГ (г. Москва, 20—23 марта 2001 г.). М.: Альтекс, 2001. С. 121—122.

8. Austpac Resours N.L. ERMS SR technology. URL: http://www.austpacresources.com/demo.php (дата обращения 21.09.2016).

9. Manhique A.J., Focke W.W., Madivate C. Titania recovery from low-grate titanoferrous minerals // Hydrometallurgy. 2011. No. 109. Р. 230—236.

10. Wang Dong, Chu Jinglong, Lijie, Qi Tao, Wang Weijing. Anti-caking in the producnion of titanium dioxide using low-grade titanium slag via the NaOH molten salt method // Powder technology. 2012. No. 232. Р. 99—105.

11. Scott Middlemas, Z. Zak Fang, Peng Fan. A new method for production of titanium dioxide pigment // Hydrometallurgy. 2013. No. 131-132. Р. 107—113.

12. Desheng Chen, Longsheng Zhao, Yahui Liu, Tao Qi, Jianchong Wang, Lina Wang. A novel process for recovery of iron, titanium, and vanadium from titanomagnetite concentrates: NaOH molten salt roasting and water leaching processes // J. Hazard. Mater. 2013. No. 244-245. P. 588—595.

13. Lasheen T.A. Soda ash roasting of titania slag product from Rosetta ilmenite // Hydrometallurgy. 2008. No. 93. P. 124—128.

14. Водопьянов А.Г., Кожевников Г.Н. Способ переработки титановых шлаков: Пат. 2518042 (РФ). 2014.

15. Naimanbayev M.A., Jurkanov J. K., Abisheva A. E., Baltabekova Zh.A. Titanium magnetite concentrates reduction smelting technology // Sustainable industrial processing summit. Antalya, Turkey, 2015. Р. 146—149.

16. Зеленова М.М., Морозов А.А., Садыхов Г.Б. Обогащение титаномагнетитовых шлаков гидрометаллургическим способом // Технол. металлов. 2012. No. 8. С. 3—8.

17. Резниченко В.А., Аверин В.В., Олюнина Т.В. Титанаты. Научные основы, технология, производство. М.: Наука, 2010.

18. Батыгин В.Г. Об образовании и некоторых свойствах титанатов натрия // Журн. неорган. химии. 1967. Т. 12. No. 6. С. 1442—1452.