CC BY
25
DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2019.10.1.29-31 УДК 669.891:669.094.23
О. Н. Будин, А. Н. Кропачев, В. В. Черепов
Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС», г. Москва, Россия
ТЕРМОГРАВИМЕТРИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВСКРЫТИЯ ПЕРОВСКИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА
Аннотация. Предлагается карботермический способ вскрытия перовскитового концентрата как наиболее перспективный при комплексной переработке, а также представлены результаты термогравиметрического анализа процесса.
Ключевые слова: титансодержащее сырье, перовскит, карбид титана, карботермическое восстановление, термогравиметрия.
O. N. Budin, A. N. Kropachev, V. V. ^erepov
National University of Science and Technology (NUST) "MISIS", Moscow, Russia
HERMOGRAVIMETRIC STUDY
OF THE OPENING OF PEROVSKITE CONCENTRATE
Abstract. We propose a carbothermal method of perovskite concentrate opening as the most promising for complex processing. The results of thermogravimetric analysis of the process are given as well.
Keywords: titanium-containing raw materials, perovskite, titanium carbide, carbothermic reduction, thermogravimetry.
По данным государственного доклада о состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов РФ за 2016-2017 гг. можно проследить тенденцию к увеличению импорта титановых концентратов, производству и экспорту готовой титановой продукции, причем производство и использование отечественного сырья снизилось с 40,6 до 10 тыс. т. Россия занимает второе место в мире по запасам титанового сырья [1]. Так, Африкандское месторождение насчитывает более 600 млн т. титанового сырья, к нему относится и перовскит. Согласно стратегии социально-экономического развития Мурманской области, до 2020 г. предполагается создание производства диоксида титана, редких и редкоземельных металлов и ториевого концентрата из перовскитового концентрата Африкандского месторождения. Однако существующие схемы его переработки не нашли применения в производстве.
В работе предложен карботермический способ переработки флотационного перовскитового концентрата, позволяющий провести его комплексное вскрытие с получением смеси карбидов, используемой в промышленно отработанной технологии хлорирования титансодержащего сырья, кальция и графита. Процесс карботермического вскрытия перовскита проходит в два этапа в одном аппарате. На первой стадии проходит карбидизация компонентов перовскитового концентрата, на второй стадии — диссоциация карбида кальция с получением металлического кальция и графита. Проведенные работы по вскрытию титанового сырья на примере искусственно синтезированного перовскита показали возможность применения данного способа вскрытия СаТЮз с извлечением титана в карбидную фазу на современном вакуумном оборудовании [2].
Изучение механизма вскрытия перовскита углеродом проводили с помощью дифференциального термического анализа на приборе NETZSCH STA 449F3 в атмосфере аргона. Шихта, состоящая из флотационного перовскита и сажи, тщательно перемешивалась с использованием агатовой ступки и пестика, затем загружалась в специальный графитовый тигель. Анализ термограммы (рис.) показал, что при температуре 287 оС происходит потеря массы ~ 7-8 %, вероятнее всего, связано это с улетучиванием примесных компонентов сажи, влаги и флотореагентов.
ДТГ /(%/мнн)
ТГ га. ДТА /(мкВ/иг) Темп. ГС
О 50 100 150 200
Время/мин
Термограмма взаимодействия перовскитового концентрата с углеродом Thermogram of perovskite concentrate and carbon interaction
Последующая потеря массы, вероятно, связана с разложением кальцита при температурах 900-1000 оС, а также с потерей массы тигля. При температуре 1186 оС происходит вскрытие перовскитовой структуры с последующей карбидизацией оксида титана, тантала и ниобия при температурах 1300-1500 оС. Затем по мере выдержки при температуре 1500 оС проявляется тепловой эффект карбидизации оксида кальция. Изменение характера кривой изменения массы дает понять, что процесс вскрытия перовскитового концентрата не заканчивается при выдержке длительностью 60 мин.
На основе проведённого термогравиметрического анализа и экспериментов с синтетическим перовскитом сформулирована задача на дальнейшее изучение механизма вскрытия перовскитового концентрата углеродом и выявления технологического режима с максимальным извлечением титана в карбидную фазу.
Литература
1. О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов российской федерации в 2016 и 2017 годах // Государственный доклад. 2018. С. 203-214.
2. Изучение карботермического способа вскрытия титанового сырья на примере искусственно синтезированного перовскита / О. Н. Будин и др. // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2018. № 5. С. 23-30.
Сведения об авторах Будин Олег Николаевич
аспирант кафедры цветных металлов и золота, Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС», г. Москва, o.n.budin@gmail.com Кропачев Андрей Николаевич
кандидат технических наук, доцент кафедры цветных металлов и золота, Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС», г. Москва, kan@misis.ru Черепов Владимир Владимирович
аспирант кафедры цветных металлов и золота, Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС», г. Москва, tcherepovv@gmail.com
Budin Oleg Nikolaevich
Postgraduate Student, Department of Non-Ferrous Metals and Gold, National University of Science and Technology (NUST) "MISIS", Moscow, o.n.budin@gmail.com Kropachev Andrey Nikolaevich
PhD (Eng.), Associate Professor, Department of Non-Ferrous Metals and Gold, NUST "MISIS", Moscow, kan@misis.ru tterepov Vladimir Vladimirovich
Postgraduate Student, Department of Non-Ferrous Metals and Gold, National University of Science and Technology (NUST) "MISIS", Moscow, tcherepovv@gmail.com
DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2019.10.1.31-36 УДК 544.478-03, 549.514.6, 544.526.5
А. А. Бузаев, А. О. Рогачева, В. В. Козик
Национальный исследовательский Томский государственный университет, г. Томск, Россия
СИНТЕЗ И СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ TiO2, МОДИФИЦИРОВАННОГО ЧАСТИЦАМИ SiO2 и Ag
Аннотация. Рассматриваются фотокаталитически активные материалы на основе пленок TiO2, полученных золь-гель методом на стекловокнистом носителе и композиционные материалы сферической формы, полученные при сочетании золь-гель и темплатного методов синтеза. Исследовано влияние модифицирующих добавок SiO2 и Ag на состав и структурные параметры полученных композитов. Оценена фотокаталитическая активность полученных материалов по реакции окисления метилового оранжевого индикатора при УФ-облучении.
Ключевые слова: диоксид титана, фотокатализ, композиционные материалы, золь-гель синтез.
A. A. Buzaev, A. O. Rogacheva, V. V. Kozik
National Research Tomsk State University, Tomsk, Russia
SYNTHESIS AND PROPERTIES OF COMPOSITE MATERIALS BASED ON TiO2 MODIFIED BY PARTICLES OF SiO2 AND Ag
Abstract. The article discusses photocatalytically active materials based on TiO2 films obtained by the sol-gel method on a glass fiber carrier and spherical composite materials obtained by combining sol-gel and templary synthesis methods. We have studied the effect of modifying SiO2 and Ag additives on the composition and structural parameters of the obtained composites and evaluated photocatalytic activity of the materials obtained by the oxidation reaction of methyl orange indicator under uV irradiation.
Keywords: titanium dioxide, photocatalysis, composite materials, sol-gel synthesis.
