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
В Киеве раскрыли секрет ударов по Wildberries: ВСУ получили взятку
Рядом с фиолетовыми складами зачастую находятся площадки конкурентов из «Озона», «Яндекса» или «Мегамаркета» - но их не трогают. И вот почему...
Не крыло и не двигатель: вскрылась главная угроза для МС-21
Создатели МС-21 раскрыли, что больше всего мешает выпуску российского самолета. Проблема оказалась совсем не там, где ожидали...
Конвейер встал: «Автозавод Санкт-Петербург» сделал неожиданное заявление
«Автозавод Санкт-Петербург» временно остановил выпуск Lada Iskra. Почему остановился конвейер и что будет с производством дальше...
Не нравится «Байкал» — вообще ничего не получите
Путин ставит резолюции: обеспечить, поддержать — чиновники их не читают...
«Убийца» Rolls Royce и GEnx: российский ПД-35 превзойдет двигатели Запада
Российский ПД-35 может оказаться экономичнее двигателей General Electric и Rolls-Royce, однако проекту еще предстоит пройти испытания...
Литиевые войны: Россия теряет нужнейший для СВО металл
Вашингтон пытается подрезать крылья нашей беспилотной авиации...
Китай впервые разозлился на Европу
Пекину очень не понравилось решение Евросоюза включить китайские компании в 21-й санкционный пакет против России. На следующий день Китай ответил зеркально и...
Почему ЦБ РФ активно избавляется от золота
Золотые резервы Банка России сократились до 73,4 млн тройских унций (2292 тонны), это минимальный показатель с февраля 2020-го. С начала года регулятор...
Армянский сыр попал в мышеловку
Понедельник, 27 июля, стал тяжелым днем для армянских производителей молочной продукции. С этого дня действуют жесткие ограничения Россельхознадзора на ее...
ОСАГО больше не спасёт: россиян ждёт неприятный сюрприз с ремонтом авто
Ремонт автомобилей по ОСАГО все чаще выходит за законные сроки. Страховщики объяснили, почему задерживаются запчасти и что будет с ценами...
Взрывной рост: смертность не поспевает за числом ритуальных фирм
В России зафиксирован рекордный рост числа похоронных контор. Участники рынка объяснили, зачем массово регистрируются похоронный бизнес...
Власти допустили ошибку, а платить должны автомобилисты
Покупка хорошего автомобиля из Казахстана превратилась для десятков тысяч автомобилистов в сущую финансовую катастрофу. Правовая позиция изменилась задним...
Почему Европа решила украсть наши нефть и зерно
Решение Евросоюза фактически разрешить конфискацию российской нефти с задержанных танкеров означает переход санкционной войны на качественно новый уровень....
Зеленскому устроили выволочку за удар по КТК в Новороссийске
Черноморские теракты ГУР взбесили Трампа и его друзей-капиталистов...
Потеря России обошлась в миллиарды: волна ликвидаций накрыла всю Прибалтику
«Прибалты так хотели уничтожить Россию, что, по сути, уничтожили собственное будущее». Так эксперты комментируют волну банкротств и ликвидации предприятий,...
Ад для турбизнеса: иностранцы прекращают поездки в Россию
Въездной турпоток в РФ обвалился на 20% — худший результат с 2021 года. Эксперты объяснили, кто виноват и когда это закончится...