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
Индия кусает локти: РФ – экономический бенефициар войны на Ближнем Востоке
Акции нефтегазовых гигантов РФ взлетели на войне в Иране, а отечественное сырье становится бестселлером....
Последний шанс: российский танкер завернули, РФ не доставила топливо на Кубу
Топливный кризис на Острове свободы принимает характер катастрофы, а отсчет до нее пошел на дни....
Паника в Дубае: первые взрывы разрушили идиллию «убежища» капитала
В период геополитической нестабильности деньги подыскивают тихое место, но распиаренный город больше не является таковым....
Скандал на АЭС: без деталей из России болгарский «Козлодуй» постоянно «глохнет»
Правительству приходится обращаться к Москве и пересматривать санкции в отношении энергетических связей....
Все НПЗ Румынии скоро остановятся
Предлог официальный, однако никогда еще все заводы не останавливались одновременно....
Русские деньги – последняя надежда Дубая
До недавнего времени на россиян в эмирате смотрели с недоверием и больше ожидали западных инвесторов. Но все изменилось в одночасье....
Капиталы стерты: США разбомбили рынок криптовалют
Один из новейших финансовых рынков планеты терпит экзистенциальный крах. Крупнейшая афера подходит к своему логическому концу....
Огромные потери: в Литве раскаялись в отказе транзита белорусских удобрений
Ничего не меняется – каждый год в Прибалтике начинают сожалеть о том, что потеряли выгодный бизнес с РФ и РБ. Но государство не спешит отвечать на мольбы...
Региональный коллапс: бизнес Персидского залива затрясся от ударов Ирана
Рынки Персидского залива падают из-за остановок торгов и резкого роста волатильности....
В США найдено решение главной проблемы атомной энергетики
Ренессанс одного из самых перспективных источников энергии застопорился из-за непреодолимых проблем. Но горизонт развития открывается....
В понедельник будет жарко: рынки нефти готовятся к краху после агрессии США против Ирана
Ожидается резкий рост стоимости нефти, так как Ормузский пролив, важнейшая водная артерия, стал ареной боевых действий....
Крупнейший меткомбинат порежет на металл свой завод на Украине
Сама идея существования промышленности на Украине становится эфемерной – тоталитарному режиму она не нужна....
Китайская несъедобная: Россия накормит Украину дефицитной гречкой
Тяжелую зиму энергетика незалежной кое-как пережила, осталось пережить голодные месяцы с дефицитом продуктов....
Глобальное судоходство в опасности: танкеры в ловушке и повреждены
Первые негативные последствия для мировой экономики не заставили себя ждать – они ударили уже на второй день конфликта....
«Надо кончать с недоматематиками»: в РФ требуют сломать систему образования
Резонансное заявление о высшем образовании прозвучало на самом высоком уровне. Эксперты уже спорят о последствиях...
Большая зачистка такси: рынок перевозок сломали через колено
Закон о локализации такси вступил в силу: теперь работать смогут только машины российской сборки. Кто попал в список и что будет с ценами?...