Исследование и разработка энергосберегающего способа вскрытия комплексного ниобий-тантал-титанового концентрата

Научно-технический уровень в высокотехнологичных производствах в значительной степени определяется  применением редких металлов и их соединений. Стратегической целью промышленной политики России является создание энергоэффективных и ресурсосберегающих технологий связанных с добычей и переработкой твердых полезных ископаемых.

Цель работы - исследование и разработка энергосберегающего способа вскрытия комплексного ниобий-тантал-титанового концентрата с применением предварительной механоактивации.

Объект исследования содержит, % (в пересчете на высшие оксиды): 38.3 Nb, 19.3 Ta, 16.7 Ti, 8.2 Fe и др.

Химическая стойкость танталитов и колумбитов ((Fe,Mn)(Ta,Nb)₂O₆) обуславливает необходимость применения интенсивных методов воздействия на их структуру. Механоактивация (МА) один из них. Предварительная МА приводит не только к изменению величины удельной поверхности концентрата, но и значительным структурным нарушениям фаз концентрата, что влияет на их реакционную способность. В связи с этим определено влияние кратковременной предварительной МА на извлечение железа в раствор при  щелочно-кислотном выщелачивания ниобий-тантал-ниобиевого концентрата с применением метода полного факторного эксперимента. При этом параметром оптимизации выбрано – извлечение Fe в раствор, а факторами варьирования: Х₁ – продолжительность МА, Х₂ – продолжительность выщелачивания, Х₃ – концентрация щелочи. Получено уравнение регрессии и построены поверхности отклика изменения извлечения Fe в раствор в процессе щелочно-кислотного выщелачивания (см. рисунок 1).

Рисунок 1 - Поверхности отклика изменения извлечения Fe в раствор в процессе щелочно-кислотного выщелачивания

 

Так извлечение железа в раствор на уровне 77-78% достигается при концентрации щелочи 40%, продолжительности МА и выщелачивания – 2,5 минут и 2-6 часов, соответственно. Применение кратковременной (не более 3,5 минут) предварительной МА позволит обеспечить ресурсо- и энергосбережение процесса вскрытия концентрата.

Работа будет продолжена в направлении прогнозирования реакционной способности концентрата после кратковременной МА и оптимизации режимов низкотемпературного щелочно-кислотного выщелачивания комплексного ниобий-тантал-титанового концентрата.

Руководитель работы: доц., д.т.н. Богатырева Е.В.