
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

Россиянам рассказали о среднем размере пенсии в стране
По данным Социального фонда, на 1 января 2025 года средний размер назначенных пенсий в целом по Российской Федерации составил: 23 175,2 рубля. Средняя пенсия...

Остров будущего: Россия и Китай вместе освоят территорию на Дальнем Востоке
Россия и Китай объединяются для освоения Большого Уссурийского острова. Совместными силами страны планируют превратить его в транспортно-логистический хаб...

Почему запасов нефти России хватит лишь на 26 лет
Россия и её энергетическая отрасль стоят перед грозным вызовом: разведанных объемов нефти, составляющих 31 млрд тонн, стране хватит лишь на 26 лет при текущем...

Германия меняет своё отношение к АЭС
Берлин изменил свое отношение к атомной энергетике и готов налаживать отношения с Францией, где АЭС являются основным источником генерации. Германия сама стала...

«Атомфлот» заплатит 1,5 миллиона долларов за повреждение танкера «Федор Литке»
Арбитражный суд в Мурманской области вынес решение, согласно которому Федеральное государственное унитарное предприятие (ФГУП) «Атомфлот» обязано выплатить...

Британия превращается в страну-банкрот
В Британии никто не верит, что правительство лейбористов справится с нахлынувшими как из ящика Пандоры проблемами, среди которых банкротства городов и...

СПГ-кризис в России: танкеры остались в море, не найдя покупателей
Попавший под санкции российский завод по производству СПГ запустил новую вторую очередь. При этом продать газ с первой очереди «Арктик СПГ-2» не удалось:...

Система маркировки «Честный знак»: сопротивление теневого рынка
Система маркировки «Честный знак», внедренная в России с 2016 года, задумывалась как инструмент борьбы с нелегальным оборотом товаров, контрафактом и защитой...

Власти Днепра и Харькова бросают свои города
В двух крупнейших прифронтовых областных центрах Украины власти бросили население на произвол судьбы и занимаются решением своих шкурных проблем. В Днепре...

Невиданные до этого санкции: ЕС неожиданно нанёс удар по рыболовству России
Новый пакет европейских санкций затронул российские рыбопромышленные компании. Последствия ограничений могут отрицательно сказаться на отрасли....

Россия возвращается на угольный рынок Бразилии
В апреле 2025 года Россия вновь начала экспортировать уголь в Бразилию после двухмесячного перерыва в феврале – марте 2025 года. Весенняя закупка оценивается в...

Возвращение легенды: «Аэрофлот» закупит 11 новых модернизированных Ту-214
«Аэрофлот» возвращается к отечественным самолётам. Перевозчик заключил контракт, по которому получит модернизированные казанские Ту-214....

Челябинская загадка: 20 лет рыть метро, чтобы уткнуться в стену
Сомнений в необходимости проекта ценой 73 млрд рублей все больше...

Спасти продажи любой ценой: «АвтоВАЗ» готовит невиданные скидки для россиян
В России планируют повысить спрос на отечественные автомобили с помощью дополнительных скидок. Меры могут стать беспрецедентными для внутреннего рынка....

Прибалтийский гигант не вынес схватку с удобрениями из России
Achema по-прежнему не может адаптироваться к ценам на газ, которые и сейчас более чем вдвое превышают докризисные. С 2022 года Литва не получает российский газ....

Давайте отменим к чёртовой матери: в РФ сделали громкое заявление о пенсиях
В России предложили полностью отказаться от традиционной пенсионной системы. Такой шаг предполагается сделать для решения демографического кризиса в стране...