Кузбасские ученые предложили новый метод извлечения титана из отходов
Ученые Кузбасского государственного технического университета имени Т.Ф. Горбачева (КузГТУ) разработали новую методику извлечения титана из шахтных пород и хвостов углеобогатительных фабрик. Метод демонстрирует высокую эффективность – извлечение до 99,5% титана, отличается экологической чистотой и экономической целесообразностью – не требует использования сложных, энергоемких технологий и дорогостоящих химических реагентов.
В отличие от традиционных методов, основанных на применении хлорирования или других агрессивных процессов, разработанный в КузГТУ подход предлагает более щадящую и эффективную альтернативу. Процесс извлечения титана основан на использовании концентрированной серной кислоты в качестве растворителя.
Смесь отходов углеобогащения и кислоты подвергается термической обработке в печи при температуре 200–250 градусов Цельсия. Такой температурный режим обеспечивает оптимальное растворение титана, минимизируя при этом растворение примесей, в частности железа.
Выбор именно серной кислоты обусловлен ее высокой эффективностью в растворении титана и относительно низкой стоимостью по сравнению с другими сильными кислотами. Более того, серная кислота является менее опасным реагентом, чем, например, плавиковая кислота, часто используемая в традиционных методах.
После термической обработки полученная смесь подвергается фильтрации для отделения нерастворимого остатка от титансодержащего раствора. Далее раствор кипятят с целью удаления летучих примесей и отстаивают для осаждения труднорастворимых соединений.
Многоступенчатая фильтрация и промывка дистиллированной водой завершают процесс очистки раствора, удаляя оставшиеся примеси и обеспечивая высокую чистоту конечного продукта.
Уровень извлечения титана в 99,5% значительно превосходит результаты, достигаемые с помощью традиционных технологий. Железо является распространенной примесью в титановых рудах и его удаление обычно представляет значительные технологические сложности.
Разработанная методика КузГТУ эффективно подавляет растворение железа, что упрощает последующую очистку титана и снижает затраты на производство. Более того, это приводит к получению высокочистого титана, востребованного в аэрокосмической, медицинской и других высокотехнологичных отраслях.
Доцент Института химических и нефтегазовых технологий КузГТУ Анастасия Тихомирова подчеркивает модульный принцип созданной установки, что существенно расширяет ее потенциал. Установка, рассчитанная на переработку 100–150 килограммов отходов, может быть легко масштабирована и адаптирована для переработки различных типов сырья и извлечения других ценных компонентов. Это открывает широкие перспективы для комплексной переработки отходов угледобычи и создания безотходных технологий.
Изменяя состав модулей, можно оптимизировать процесс для извлечения не только титана, но и других металлов, например, ванадия, который также часто встречается в золах и шлаках углеобогатительных фабрик. В перспективе, технология может быть интегрирована в существующие схемы обогащения угля, что позволит значительно снизить экологическую нагрузку на окружающую среду, превращая отходы в ценное сырье.
Экономический эффект от внедрения новой методики может быть значительным, учитывая высокую стоимость титана и растущий спрос на этот металл в различных отраслях промышленности.
Титан – стратегически важный металл, увеличение объемов его добычи имеет огромное значение для российской экономики. Сегодня добыча этого элемента становится все более актуальной из-за высокого спроса на мировом рынке. Титан активно используется в производстве деталей самолетов: фюзеляжей, шасси, оконных рам, трубопроводов и других элементов. В ракетостроении применяют разные титановые сплавы, такие как титановая труба, которая используется в твердотопливных и жидкостных двигателях.
В космосе применяется титановый сплав с никелем, который может «запоминать» свою форму. Например, из него делают антенны и каркас солнечных батарей, которые можно свернуть, а при нагреве они возвращаются в свою исходную форму.
В судостроении титановые сплавы тоже востребованы, так как не подвержены коррозии в морской воде и способны выдерживать серьезные нагрузки. Из титана делают гребные винты, валы и обшивки для кораблей. Также из титана производят теплообменники и глушители для подводных лодок, а листы титана используют в различных измерительных приборах. Титан также называют «медицинским металлом» – он используется в имплантологии, ортопедии, офтальмологии и хирургии.
В отличие от традиционных методов, основанных на применении хлорирования или других агрессивных процессов, разработанный в КузГТУ подход предлагает более щадящую и эффективную альтернативу. Процесс извлечения титана основан на использовании концентрированной серной кислоты в качестве растворителя.
Смесь отходов углеобогащения и кислоты подвергается термической обработке в печи при температуре 200–250 градусов Цельсия. Такой температурный режим обеспечивает оптимальное растворение титана, минимизируя при этом растворение примесей, в частности железа.
Выбор именно серной кислоты обусловлен ее высокой эффективностью в растворении титана и относительно низкой стоимостью по сравнению с другими сильными кислотами. Более того, серная кислота является менее опасным реагентом, чем, например, плавиковая кислота, часто используемая в традиционных методах.
После термической обработки полученная смесь подвергается фильтрации для отделения нерастворимого остатка от титансодержащего раствора. Далее раствор кипятят с целью удаления летучих примесей и отстаивают для осаждения труднорастворимых соединений.
Многоступенчатая фильтрация и промывка дистиллированной водой завершают процесс очистки раствора, удаляя оставшиеся примеси и обеспечивая высокую чистоту конечного продукта.
Уровень извлечения титана в 99,5% значительно превосходит результаты, достигаемые с помощью традиционных технологий. Железо является распространенной примесью в титановых рудах и его удаление обычно представляет значительные технологические сложности.
Разработанная методика КузГТУ эффективно подавляет растворение железа, что упрощает последующую очистку титана и снижает затраты на производство. Более того, это приводит к получению высокочистого титана, востребованного в аэрокосмической, медицинской и других высокотехнологичных отраслях.
Доцент Института химических и нефтегазовых технологий КузГТУ Анастасия Тихомирова подчеркивает модульный принцип созданной установки, что существенно расширяет ее потенциал. Установка, рассчитанная на переработку 100–150 килограммов отходов, может быть легко масштабирована и адаптирована для переработки различных типов сырья и извлечения других ценных компонентов. Это открывает широкие перспективы для комплексной переработки отходов угледобычи и создания безотходных технологий.
Изменяя состав модулей, можно оптимизировать процесс для извлечения не только титана, но и других металлов, например, ванадия, который также часто встречается в золах и шлаках углеобогатительных фабрик. В перспективе, технология может быть интегрирована в существующие схемы обогащения угля, что позволит значительно снизить экологическую нагрузку на окружающую среду, превращая отходы в ценное сырье.
Экономический эффект от внедрения новой методики может быть значительным, учитывая высокую стоимость титана и растущий спрос на этот металл в различных отраслях промышленности.
Титан – стратегически важный металл, увеличение объемов его добычи имеет огромное значение для российской экономики. Сегодня добыча этого элемента становится все более актуальной из-за высокого спроса на мировом рынке. Титан активно используется в производстве деталей самолетов: фюзеляжей, шасси, оконных рам, трубопроводов и других элементов. В ракетостроении применяют разные титановые сплавы, такие как титановая труба, которая используется в твердотопливных и жидкостных двигателях.
В космосе применяется титановый сплав с никелем, который может «запоминать» свою форму. Например, из него делают антенны и каркас солнечных батарей, которые можно свернуть, а при нагреве они возвращаются в свою исходную форму.
В судостроении титановые сплавы тоже востребованы, так как не подвержены коррозии в морской воде и способны выдерживать серьезные нагрузки. Из титана делают гребные винты, валы и обшивки для кораблей. Также из титана производят теплообменники и глушители для подводных лодок, а листы титана используют в различных измерительных приборах. Титан также называют «медицинским металлом» – он используется в имплантологии, ортопедии, офтальмологии и хирургии.
- Роман Земляков
- youtube.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Взрыв на китайском нефтяном месторождении усугубил глобальный энергетический шок
Мировой нефтяной рынок получил новый удар в тот момент, когда каждый баррель оказался на вес золота....
Кто ответит за минус 1,8%: почему Путин публично отчитал экономический блок
Владимир Путин на совещании по экономике раскритиковал правительство Михаила Мишустина и ЦБ Эльвиры Набиуллиной: за январь—февраль ВВП сократился на 1,8% при...
Россия на пороге социального кризиса
Все последние годы наши финансово-экономические власти очень гордятся, как они отмечают, рекордно низким уровнем безработицы в России. Действительно, по данным...
Скандал в авиапроме: двигатель против МС-21 — ПД-14 требует миллионы
Скандал в авиапроме: поставщик двигателя ПД-14 подал иск к разработчику МС-21. Разбирательство начнётся после устранения ошибки...
«Лайнер мечты» Ту-454 готов воплотиться в реальный самолет
В Казани впервые показали макет широкофюзеляжного дальнемагистрального самолета Ту-454. Технических подробностей пока не так много, но эксперты допускают: в...
600 тысяч «Машенек» угробили, и оправдываются тем, что погода была плохая
Президенту открыли глаза на положение в экономике, и он устроил нагоняй правительству...
По коньячку: Хамство Пашиняна в Кремле не осталось безнаказанным
Хамство премьер-министра Армении Никола Пашиняна в Кремле не осталось безнаказанным. Россия ударила по коньячку, лишив политика «кошелька»....
Резервов больше нет: чем грозит бизнесу и обычным людям признание Минэкономики
Доллар — 76 ₽, евро — 89,4 ₽, инфляция разгоняется, а ВВП ушёл в минус. Минэкономики признало: экономические резервы исчерпаны. Что это значит для зарплат,...
Путин призвал Набиуллину к ответу: прогнозы не сбылись, ВВП падает
Президент признал, что прогнозы не сбылись и ВВП России падает. Главный аргумент – праздничные выходные и капризная погода сыграли свою роль. Но это лишь...
Сколько заработала Набиуллина за 10 лет?
Стали известны доходы главы ЦБ Эльвиры Набиуллиной за последние 10 лет. Она с супругом заработала на вкладах больше, чем на официальной работе, сообщает...
МС-21 резко рванул вверх, за полтора года появятся сразу 18 бортов
Инженерам памятник нужно ставить, они не в ответе за глупые обещания чиновников...
Даже голову не подняли: Путин потребовал объяснить, что с экономикой РФ
Президент отметил снижение ВВП на 1,8% в первые два месяца года, заметив, что обрабатывающие отрасли, промпроизводство и строительство «оказались в минусе»....
Пенсий не будет: три сценария, чего ждать дальше
На днях в Госдуме предложили, казалось бы, простое решение проблемы пенсионного дефицита: изменить систему страховых взносов. По словам законодателей, сегодня...
Тени американского космоса: тёмные данные миссии «Артемида II»
11 апреля приводнением в Тихом океане у побережья Калифорнии успешно завершилась миссия NASA «Артемида II». Америка ликует, но есть и тёмная сторона. Это в...
Крах российской экономики на примере одной уникальной «кузницы»
Даже уникальные предприятия с тысячами работников теперь не застрахованы от попадания в пике, из которого трудно выйти...
«Путин, помогите»: на Дальнем Востоке китайские рабочие устроили протест
Закрытый городок, силовики, сотни протестующих китайских рабочих: что на самом деле происходит на НПЗ в Комсомольске-на-Амуре...