Исследование процесса фторирования титаномагнетитового концентрата дифторидом аммония

Цели. Исследование технологических особенностей новой фторидной технологии производства диоксида титана методом разложения титаномагнетитового концентрата с помощью фторидов аммония.

Методы. Формы нахождения титановых и железистых составляющих в процессе фторирования титаномагнетитового концентрата и сублимационного разделения компонентов определялись рентгенофазовым анализом и масс-спектрометрией с индуктивно-связанной плазмой. Кинетика сублимации титановой составляющей экспериментально изучена термическим разложением гексафторотитаната аммония.

Результаты. В результате фторирования титаномагнетитового концентрата дифторидом аммония образуются продукты реакции в виде соединений (NH₄)₂TiF₆ и (NH₄)₃FeF₆, что доказано химическим и рентгенофазовым анализом. С помощью последующего сублимационного отделения титановой составляющей получен целевой продукт, представленный смесью фторотитанатов аммония. Методом десублимации титансодержащей фракции выделена смесь NH₄TiF₅–(NH₄)₂TiF₆–(NH₄)₃TiF₇, содержание титана в которой находится на уровне 30.6%, а содержание примесей (Fe, V, Si) минимально (0.45%). Определена энергия активации гетерогенной реакции и лимитирующая стадия процесса.

Выводы. Получен высокочистый титановый продукт (смесь фторотитанатов аммония), который является ценным коммерческим продуктом для промышленного производства пигментного диоксида титана из титаномагнетитового концентрата и ильменита.

1. Дьяченко А.Н., Дьяченко Е.Н., Крайденко Р.И. Диоксид титана: рынок, производство, новые технологии. Лакокрасочные материалы и их применение. 2021;(7–8):41–50.

2. Фомина Н.Н., Исмагилов А.В., Фомин В.Г. Дисперсность пигментного диоксида титана. Строительство и реконструкция. 2020;88(2):136–142.

3. Павлуненко Л.Е., Губа Л.Н. Характеристика свойств титановых пигментов для лакокрасочных материалов. Строительство и техногенная безопасность. 2013;(46):56–62.

4. Раков Э.Г., Мельниченко Е.И. Свойства и реакции фторидов аммония. Успехи химии. 1984;53(9):1463–1492.

5. Дьяченко А.Н. Способ получения диоксида титана из ильменита: Пат. 2770576 РФ. Заявка № 2021121156; заявл. 17.07.2021; опубл. 18.04.2022.

6. Крайденко Р.И., Кантаев А.С., Лаштур А.Л. Способ получения диоксида титана рутильной модификации: Пат. 2643555 РФ. Заявка № 2017100238; заявл. 09.01.2017. опубл. 02.02.2018.

7. Дмитриев А.Н., Смороков А.А., Кантаев А.С., Никитин Д.С., Витькина Г.Ю. Фтороаммонийный способ переработки титановых шлаков. Известия вузов. Черная металлургия. 2021;64(3):178–183. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2021-3-178-183

8. Смороков А.А., Кантаев А.С., Брянкин Д.В., Миклашевич А.А. Разработка способа низкотемпературного обескремнивания лекоксенового концентрата Ярегского месторождения раствором гидродифторида аммония. Известия вузов. Химия и химическая технология. 2022;65(2):127–133. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20226502.6551

9. Гордиенко П.С., Пашнина Е.В., Буланова С.Б., Достовалов Д.В., Курявый В.Г., Шабалин И.А., Карабцов А.А. Получение диоксида титана из системы аммония гексафторотитанат – диоксид кремния. Хим. технология. 2021;22(12):530–542. https://doi.org/10.31044/1684-5811-2021-22-12-530-542

10. Mel’nichenko E.I., Epov D.G., Krysenko G.F. Ammonium oxofluorotitanates. Russ. J. Inorg. Chem. 2002;47(2):155–158.

11. Mel’nichenko E.I., Krysenko G.F., Epov D.G., Rakov E.G. Titanium oxyfluorides. Russ. J. Inorg. Chem. 2001;46(12):1769–1774.

12. Laptash N.M., Maslennikova I.G. Fluoride processing of titanium-containing minerals. Adv. Mater. Phys. Chem. 2013;2(4):21–24. http://doi.org/10.4236/ampc.2012.24B006

13. Habashi F. Kinetics of Metallurgical Processes. Sainte Foy, Québec City: Métallurgie Extractive Québec, distributed by Laval University Bookstore; 1999. ISBN 2-980-3247-6-0. URL: https://works.bepress.com/fathi_habashi/5/. Дата обращения 10.10.2023.