Экологичную технологию обескремнивания активированного цирконового концентрата при низких температурах с последующим получением бадделеита разработала команда ученых, в которую вошли специалисты Томского политехнического университета, Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» и Университета Вирджинии (США), 6 февраля сообщает пресс-служба НИТУ «МИСиС».

Новый метод позволяет использовать отечественное сырье для производства металлического циркония и высокотемпературной бадделеитовой керамики, востребованных атомной отраслью и черной и цветной металлургией.

Результаты исследования разработанной технологии ученые представили в статье «Низкотемпературная десиликонизация активированного цирконового концентрата раствором NH₄HF₂», опубликованной в журнале Minerals Engineering.

Промышленная добыча бадделеита (минеральная форма диоксида циркония) в России не обеспечивает существующую потребность страны в этом типе сырья. Существующие методы получения бадделеита путем обескремнивания активированного цирконового концентрата, при всей их эффективности, требуют или высоких температур (1800–2700 °С), или больших объемов агрессивных реагентов и повышенных давлений, что повышает класс опасности предприятий.

Кроме того, методы удаления кремния для получения циркония также требуют затрат на утилизацию получаемых отходов.

Технология, предложенная командой в статье, позволяет проводить выщелачивание кремния (десиликонизацию) при температуре 80–90 °С и атмосферном давлении, что удешевляет как технологию, так и используемые в работе аппараты. Еще одним достоинством метода является универсальность, позволяющая применять его для других типов минерального и техногенного сырья.

Соавтор исследования, ведущий эксперт НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Валентин Романовский пояснил:

«Разработанная схема удаления кремния из высококремнистого сырья подразумевает ее применение к широкому перечную минерального и техногенного сырья при достаточно мягких условиях. Мы также проводили работы по удалению кремния из титансодержащего сырья (лейкоксенового концентрата) и техногенного сырья (полиметаллического шлака)».

Ученый отметил, что их разработка может использоваться там, где имеются руды или концентраты с высоким содержанием диоксида кремния, который во многих случаях является примесью, не позволяющей использовать такое сырье для действующих производств.

Такая возможность вовлекать в промышленную разработку ранее не использовавшееся сырье положительно повлияет на экономику страны, обеспечив стабильность поставок продукции на отечественный рынок, считают разработчики.

Новая технология также обладает еще несколькими экологическими и экономическими преимуществами. Это снижение рабочей температуры процесса и, соответственно, снижение вредных выбросов от сжигания топлива.

При этом диоксид кремния, который является побочным продуктом реакции, может быть использован в фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. Также технология предусматривает возможность регенерации рабочего раствора, что позволяет экономить на закупке выщелачивающего реагента.

В настоящее время разработчики оптимизируют технологическую схему для дополнительного снижения энергозатрат и ищут варианты переработки новых типов кремнийсодержащего сырья.