
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

Круче, чем Севморпуть: Россия готовит масштабный проект в Арктике
Разветвленная транспортная и промышленная сеть должна возникнуть уже в ближайшие годы в российской Арктике. Ее ключевым звеном станет Северный морской путь, но...

Россия поднялась на новую технологическую ступень в авиации
В небо впервые взлетел опытный самолет «Суперджет» с отечественными двигателями ПД-8. Создание уже второго авиационного двигателя пятого поколения поднимает...

Российские ученые разработали станок с ЧПУ
Сотрудники Новосибирского технического университета (НГТУ НЭТИ) разработали станок с числовым управлением (ЧПУ), функционал которого позволяет объединять...

Страны БРИКС и ЕАЭС продолжат создавать независимую платежную инфраструктуру
Евразийский экономический союз (ЕАЭС) продемонстрировал в 2024 году хорошие результаты экономического развития. Совокупный валовой внутренний продукт (ВВП)...

Известного советского разработчика систем управления ждет ликвидация
Государственная корпорация «Ростех» приступила к ликвидации «Научно-технического комплекса (НТК) "Ленэлектронмаш"», который во времена Советского...

Скоро в небе: Россия готовится к первому полёту импортозамещённого SJ-100
В России ожидается первый полёт полностью импортозамещённого пассажирского самолёта нового поколения Superjet. Событие станет значимым шагом в укреплении...

Актуальные вопросы по страховым пенсиям: важные аспекты приостановок выплат
Страховая пенсия играет ключевую роль в системе пенсионного обеспечения в России, и в наше время многие граждане начинают более внимательно относиться к этому...

Есть один российский самолет, за которым весь мир к нам в очередь встанет
Возможное возвращение Boeing на российский рынок должно подстегнуть авиапром, чтобы опять не оказаться у разбитого корыта...

Гигантский горячий океан в Сибири даст России дешевую энергию
Гигантский горячий подземный океан в Западной Сибири станет источником тепла и электроэнергии для российских городов. Учёные разработали схему гидротермальной...

«Норникель» и собственная электропечь: на пути к технологической независимости
В мире металлургии даже самые малозаметные детали могут сыграть ключевую роль в производственном процессе. Поэтому планы компании «Норникель» по созданию новой...

Притяжение МТК «Север – Юг»: на очереди – Ирак и Бахрейн
По итогам прошедшего в Багдаде 10-го заседания российско-иракской межправкомиссии по торгово-экономическому и научно-техническому сотрудничеству было подписано...

Путин сдержал обещание. ЕС переходит в режим выживания
Нефтеперерабатывающие заводы в Чехии боятся лишиться прибыли из-за прекращения поставок российской нефти и надеются получить недостающие объемы из госрезервов....

Судостроение и алюминий: российские реалии
Алюминий – этот легкий и, казалось бы, незаметный металл, который давно завоевал сердца (и суда) технических специалистов по всему миру. Судостроение и...

Промышленность на нуле: в РФ фиксируют переломный спад производства
Рост российской промышленности замедлился почти до нулевой отметки. Причинами спада производства стали санкции и инфляция...

«Мы вам доплатим, только возьмите машину из нашего салона — любую!»
Автодилеры начали скидочную кампанию, но время брать ещё не настало — нужно подождать...

Нерезиденты остались без валюты: ЦБ продолжает играть в «запреты»
Кажется, в мире финансов всегда есть место для забавных поворотов судьбы. Банк России вновь порадовал нас (хотя, может, и не совсем) новыми ограничениями для...