Исследование процесса очистки титаномагнетитового концентрата месторождения Гремяха-Вырмес от кремнийсодержащих минералов

Основную сырьевую базу титановой промышленности России составляют ильменитовые руды месторождений Урала и Кольского полуострова, но значительно большая часть титана находится в бедных по содержанию ценного компонента рудах – титаномагнетитах. Запасы ильменита истощаются, в связи с этим титаномагнетиты станут основным источником для получения титана и ванадия.

В настоящее время в промышленности титаномагнетиты перерабатываются на железо-ванадиевое сырье. Например, на Нижнетагильском металлургическом комбинате, титаномагнетиты перерабатывают с получением ванадиевого чугуна, а титан остается в отвалах в виде титанового шлака. Ванадий в количестве более 80 % переходи в чугун, откуда его извлекают в шлак в конверторах при продувке чугуна кислородом.

В данной работе исследована возможность переработки титаномагнетитовых концентратов с получением качественного титанового шлака с возможной дальнейшей переработкой на искусственный рутил или металлический титан. Объектом исследования является титаномагнетитовый концентрат месторождения Гремяха-Вырмес следующего состава: 9,14 TiO₂; 55,1 Fe_общ; 0,62 V₂O₅; 5,98 SiO₂; 0,13 P₂O₅. Основной проблемой переработки титаномагнетитов является высокое содержание кремния не только в свободном виде, но и в связанном состоянии. По данным микроскопического анализа (см. рисунок 1) видно, что кварц находится как в виде свободных зерен, так и в виде сростков минерала. В связи с этим была проведена магнитная сепарация по следующей схеме (см. рисунок 2), что позволило отделить сначала свободные зерна кварца, а затем и кварц из сростка после предварительного измельчения крупной фракции.

Рисунок 1 – Титаномагнетитовый концентрат 

1- свободные зерна кварца, 2- зерна титаномагнетита, 3 - сростки

Рисунок 2 – Схема мокрой магнитной сепарации: НМ – немагнитная фракция, М – магнитная фракция

В результате проведенных экспериментов удалось выделить до 80 % кремния в отвальную немагнитную фракцию. Это позволит при дальнейшей восстановительной плавке титаномагнетита по традиционной технологии получить титановые шлаки с более высоким содержанием TiO₂, чем в шлаках без предварительного обогащения.

Научный руководитель - доц. Божко Г. Г., д. т. н. Садыхов Г. Б. при участии м. н. с. Гончарова К. В. (ИМЕТ РАН им. А. А. Байкова).