Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование термодинамических характеристик вскрытия перовскитового концентрата карботермическим способом

Фамилия
Агафонов
Имя
Дмитрий
Отчество
Геннадьевич
Номинация
Металлургия
Институт
Институт экотехнологий и инжиниринга (ЭкоТех)
Кафедра
Кафедра цветных металлов и золота (ЦМЗ)
Академическая группа
ММТ-16-8-8
Научный руководитель
к.т.н., доц. Кропачев А.Н.
Название тезиса
Исследование термодинамических характеристик вскрытия перовскитового концентрата карботермическим способом
Тезис

Россия обладает разнообразной богатой минерально-сырьевой базой, практически не имеющей аналогов в других странах. Вместе с тем в России отмечается дефицит многих традиционных сырьевых материалов, содержащих титан, ниобий, тантал, редкоземельные металлы (РЗМ). Положение в стране с производством редких металлов и их соединений также неудовлетворительно. Потребность в редких металлах покрывается во многом за счет импортных материалов. 

Поэтому, с учетом химического состава титано-редкометалльных концентратов наибольший интерес для промышленной переработки представляет Африкандское месторождение на Кольском полуострове, т.к. наличие в перовските ниобия, тантала, РЗМ повышает его ценность по сравнению с ильменитом. Перовскит данного месторождения содержит (мас.%): 0.64-2.50 (Nb+Ta)2O5, 50.8-56.8 TiO2, 0.12-1.93 SiO2, 0.15-1.30 Al2O3, 0.43-2.00 Fe2O3, до 1.44 FeO, 2.18-10.7 Ln2O3 (сумма оксидов РЗМ), 26.3-38.1 CaO, 0.10-2.35 Na2O, 0.07-0.14 ThO2.

Однако, перовскит является достаточно трудновскрываемым минералом. Наибольшие сложности его вскрытия связаны в большей степени с извлечением редкоземельных металлов, тантала и ниобия.

В данной работе рассматривается способ вскрытия перовскита. Этот способ преимущественно относится для вскрытия перовскитового концентрата при использовании совмещенного карботермического способа вскрытия в вакууме.

Для оценки возможности протекания основных и побочных реакций был проведен анализ термодинамических реакций с применением программы "fact sage" (рисунок 1-2).

Рисунок 1 – Зависимости энергии Гиббса реакций от температуры (300 – 1350 °С).

 

 

Рисунок 2 – Зависимости энергии Гиббса реакций от температуры (1350 – 1850 °С).

Анализ показывает, что протекание данных реакций невозможно при стандартных условиях. Однако, проведение реакций в условиях, отличных от стандартных, например, под вакуумом, возможно.

В эксперименте было проведено вскрытие синтетического перовскита углеродом в вакууме (p = 10-3 атм, t = 1350 °С, τ = 2 ч). В результате получен спек, который был отправлен на РФА-анализ. На дифрактограмме видно, что при таких условиях образуются карбиды кальция и титана (рисунок 3).

 

Рисунок 3 – Дифрактограмма спека синтетического перовскита с углеродом.