Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, г. Москва, РФ:

Кузин Е. Н., доцент, канд. техн. наук, e.n.kuzin@muctr.ru

Кручинина Н. Е., декан, д-р техн. наук, профессор, krutch@muctr.ru

Пермский государственный национальный исследовательский университет, г. Пермь, РФ:

Мокрушин И. Г., доцент, канд. хим. наук

Изучены высокотемпературные процессы, протекающие в системе кварц-лейкоксеновый концентрат – железосодержащая добавка. Исследована возможность использования в качестве добавки крупнотоннажного отхода металлургического производства — окалины от термообработки и ковки деталей. Установлено, что конечным продуктом будет являться псевдобрукит. Определены минимальные температуры инициации процесса конверсии кварц-лейкоксеновый концентрат → Fe₂TiO₅ и FeTiO₃, основные тепловые эффекты, потери массы и параметры кристаллизации расплавов, что создает основы для оптимизации условий проведения конверсии. С учетом полученных данных станет возможным масштабирование процесса.

Продолжение публикации в № 3 журнала за 2021 г., с. 33–38, DOI: 10.17580/or.2021.03.06.

1. Садыхов Г. Б., Заблоцкая Ю. В., Анисонян К. Г., Копьев Д. Ю., Олюнина Т. В. Получение высококачественного титанового сырья из лейкоксеновых концентратов Ярегского месторождения // Металлы. 2018. № 6. С. 3–8.
2. Машковец Г. А., Быховский Л. З., Ремизова Л. И., Чеботарева О. С. Об обеспечении промышленности России титановым сырьем // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2016. № 5. С. 9–15.
3. Fossil energy: Selected entries from the Encyclopedia of sustainability science and technology. Ed. R. Malhotra. New York: Springer-Verlag, 2013. 634 p.
4. Chachula F., Liu Q. Upgrading a rutile concentrate produced from Athabasca oil sands tailings // Fuel. 2003.
Vol. 82, Iss. 8. P. 929–942.
5. Архипова Ю. А. Современное состояние рынка титансодержащего сырья в мире и России // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. № 3. С. 66–74.
6. Быховский Л., Тигунов Л., Зубков Л. Сырьевые парадоксы титана // Металлы Евразии. 2003. № 1. С. 41–44.
7. Садыхов Г. Б., Заблоцкая Ю. В., Анисонян К. Г., Олюнина Т. В. О комплексном использовании лейкоксеновых руд Ярегского месторождения с получением синтетических рутила и волластонита и попутным извлечением редких и редкоземельных элементов // Металлы. 2016. № 6. С. 3–10.
8. Занавескин К. Л., Масленников А. Н., Дмитриев Г. С., Занавескин Л. Н. Автоклавная переработка кварц-лейкоксенового концентрата Ярегского месторождения // Цветные металлы. 2016. № 3. С. 49–56. DOI: 10.17580/tsm.2016.03.08.
9. Занавескин К. Л., Масленников А. Н., Махин М. Н., Занавескин Л. Н. Особенности химического и минерального состава чернового кварц-лейкоксенового концентрата Ярегского месторождения // Обогащение руд. 2015. № 5. С. 25–32. DOI: 10.17580/or.2015.05.05.
10. Занавескин К. Л., Масленников А. Н., Махин М. Н., Занавескин Л. Н. Влияние гранулометрического состава на переработку лейкоксенового концентрата Ярегского месторождения на тетрахлорид титана // Цветные металлы. 2016. № 10. C. 31–37. DOI: 10.17580/tsm.2016.10.11.
11. Смороков А. А., Кантаев А. С., Брянкин Д. В., Миклашевич А. А. Разработка способа низкотемпературного обескремнивания лейкоксенового концентрата Ярегского месторождения раствором гидродифторида аммония // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2022. Т. 65, Вып. 2. С. 127–133.
12. Perovskiy I. А, Burtsev I. N., Ponaryadov A. V., Smorokov A. A. Ammonium fluoride roasting and water
leaching of leucoxene concentrates to produce a high grade titanium dioxide resource (of the Yaregskoye deposit, Timan, Russia) // Hydrometallurgy. 2022. Vol. 210. DOI: 10.1016/j.hydromet.2022.105858.
13. Заблоцкая Ю. В., Садыхов Г. Б., Гончаренко Т. В., Олюнина Т. В., Анисонян К. Г., Тагиров Р. К. Особенности процессов автоклавного выщелачивания лейкоксенового концентрата с участием Сa(ОН)₂ // Металлы. 2011. № 6. С. 9–14.
14. Копьёв Д. Ю., Анисонян К. Г., Олюнина Т. В., Садыхов Г. Б. Влияние условий восстановительного обжига лейкоксенового концентрата на его вскрываемость при сернокислотном разложении // Цветные металлы. 2018. № 11. С. 56–61. DOI: 10.17580/tsm.2018.11.08.

15. Анисонян К. Г., Садыхов Г. Б., Олюнина Т. В., Гончаренко Т. В., Леонтьев Л. И. Исследование процесса магнетизирующего обжига лейкоксенового концентрата // Металлы. 2011. № 4. С. 62–67.
16. Занавескин К. Л., Масленников А. Н., Занавескина С. М., Власенко В. И. Реакционная способность титансодержащего сырья в процессе получения тетрахлорида титана // Цветные металлы. 2017. № 4. С. 47–53. DOI: 10.17580/tsm.2017.04.07.
17. Zanaveskin K. L., Meshalkin V. P. Chlorination of quartz-leucoxene concentrate of Yarega field // Metallurgical and Materials Transactions B. 2020. Vol. 51. P. 906–915.
18. Истомина Е. И., Истомин П. В., Надуткин А. В., Грасс В. Э. Обескремнивание лейкоксенового концентрата при вакуумной силикотермической обработке // Новые огнеупоры. 2020. № 3. С. 5–9.
19. Nikolaev A. A., Kirpichev D. E., Nikolaev A. V. Thermophysical parameters of the anode region of plasma arc
under the reduction smelting of quartz-leucoxene concentrate in a metal-graphite reactor // Inorganic Materials: Applied Research. 2020. Vol. 11. P. 563–567.
20. Nikolaev A. A., Nikolaev A. V., Kirpichev D. E. Separation of titanium and silicon oxides during plasma-arc melting of quartz-leucoxene concentrate // Inorganic Materials: Applied Research. 2022. Vol. 13. P. 716–720.
21. Кузин Е. Н., Кручинина Н. Е., Фадеев А. Б., Носова Т. И. Принципы пиро-гидрометаллургической переработки кварц-лейкоксенового концентрата с формированием фазы псевдобрукита // Обогащение руд. 2021. № 3. С. 33–38. DOI: 10.17580/or.2021.03.06.
22. Fernando N., Swaminathan J., Hernandez F., Priyadarshana G., Sandaruwan C., Yang W., Karunaratne V., Wang Z., Amaratunga G., Kottegoda N., et al. Pseudobrookite based heterostructures for efficient electrocatalytic hydrogen evolution // Materials Reports: Energy. 2021. Vol. 1, Iss. 2. DOI: 10.1016/j.matre.2021.100020.
23. Lin Yan-Gu, Hsu Yu-Kuei, Lin Yu-Chang, Chen Ying-Chu. Electrodeposited Fe2TiO5 nanostructures for photoelectrochemical oxidation of water // Electrochimica Acta. 2016. Vol. 213. P. 898–903.
24. Dondi M., Matteucci F., Cruciani G., Gasparotto G., Tobaldi D. M. Pseudobrookite ceramic pigments: Crystal structural, optical and technological properties // Solid State Sciences. 2007. Vol. 9. P. 362–369.
25. Min K., Park K., Lim A., Kim J., Kim D. Synthesis of pseudobrookite-type Fe2TiO5 nanoparticles and their Liion electroactivity // Ceramics International. 2012. Vol. 38. P. 6009–6013.
26. Ruivo L. C. M., Yaremchenko A. A., Frade J. R., Kovalevsky A. V. Prospects of using pseudobrookite as an ironbearing mineral for the alkaline electrolytic production of iron // Materials. 2022. Vol. 15. DOI: 10.3390/ma15041440.
27. Amali Herath, Chanaka Navarathna, Shannon Warren, Felio Perez, Charles U. Pittman, Todd E. Mlsna. Iron / titanium oxide-biochar (Fe₂TiO₅/BC): A versatile adsorbent / photocatalyst for aqueous Cr(VI), Pb2+, F– and methylene blue // Journal of Colloid and Interface Science. 2022. Vol. 614. P. 603–616.
28. Кузин Е. Н., Кручинина Н. Е. Получение комплексных коагулянтов на основе минеральных концентратов и их использование в процессах очистки воды // Обогащение руд. 2019. № 3. С. 43–48. DOI: 10.17580/or.2019.03.07.
29. Горощенко Я. Г. Химия титана. Киев: Наукова Думка, 1970. 416 c.
30. Барзаковский В. П., Бойкова А. И., Курцева Н. Н., Лапин В. В., Торопов Н. А. Диаграммы состояния силикатных систем: справочник. Вып. 3: Тройные системы. Л.: Наука, 1972. 448 с.
31. Taylor R. W. Liquidus temperatures in the system FeO–Fe2O3–TiO2 // Journal of the American Ceramic Society. 1963. Vol. 46, Iss. 6. P. 276–279.
32. Shi C., Alderman O. L. G., Tamalonis A., Weber R., You J., Benmore C. J. Redox-structure dependence of molten iron oxides // Communications Materials. 2020. Vol. 1. DOI: 10.1038/s43246-020-00080-4.
33. Suzuki Y., Shinoda Y. Magnesium dititanate (MgTi₂O₅) with pseudobrookite structure: a review // Science and Technology of Advanced Materials. 2011. Vol. 12, Iss. 3. DOI: 10.1088/1468-6996/12/3/034301.