ПЕРЕРАБОТКА УГЛЯ
Оригинальная статья
УДК 62-665.4; 661.86 © Д.И. Смирнов, А.В. Калашников, А.А. Захаров, М.Е. Звонарева, Т.Г. Черкасова, Д.А. Баранцев, 2023
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № S12-2023 /1175/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2023-S12-84-89
Название
Извлечение редкоземельных элементов и скандия из отходов угледобычи с использованием метода гранульной сульфатизации
Авторы
Смирнов Д.И., канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории переработки техногенного сырья АО «ВНИИХТ», 111524, г. Москва, Россия, e-mail: dmigsmirnov@rosatom.ru
Калашников А.В., канд. техн. наук, старший научный сотрудник лаборатории переработки техногенного сырья АО «ВНИИХТ», 111524, г. Москва, Россия
Захаров А.А., научный сотрудник лаборатории переработки техногенного сырья АО «Гиредмет» 111524, г. Москва, Россия
Звонарева М.Е., ведущий инженер лаборатории переработки техногенного сырья АО «ВНИИХТ», 111524, г. Москва, Россия
Черкасова Т.Г., доктор хим. наук, профессор, директор Института химических и нефтегазовых технологий ФГБОУ ВО «КузГТУ имени Т.Ф. Горбачева», 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: ctg.htnv@kuzstu.ru Баранцев Д.А., ассистент Института химических и нефтегазовых технологий ФГБОУ ВО «КузГТУ имени Т.Ф. Горбачева», 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: kemche@yandex.ru
Аннотация
В процессе углепереработки образуются отвалы золошлаков и отходов обогащения угольных материалов, которые занимают большие площади и требуют значительных эксплуатационных затрат. Отвалы являются источником техногенного загрязнения окружающей среды, что негативно влияет на здоровье населения и представляет угрозу растительному и животному миру близлежащих районов. С другой стороны, отходы углепереработки по химическому и минералогическому составу подобны природному минеральному сырью, что делает их использование в промышленности, строительной индустрии и сельском хозяйстве одним из актуальных направлений в стратегическом пути решения экологической проблемы в зоне работы предприятий угольной промышленности. В данной статье приведены результаты исследований процесса гранульной сульфатизации отходов угледобычи с целью получения материала для дальнейшего эффективного извлечения из него скандия и редкоземельных элементов с использованием методов агитационного или перколяционного выщелачивания. Установленно, что проведение процесса гранульной сульфатизации с 95%-ной серной кислотой позволяет при последующем водном выщелачивании гранульного материала получить наибольшее извлечение скандия и редкоземельных элементов. Расход серной кислоты при этом составляет 332 кг/т. Установлено влияние температуры обжига гранулированного материала на извлечение скандия и редкоземельных элементов в процессе оследующего водного выщелачивания обожженного гранулированного материала.
Ключевые слова
Редкие металлы, техногенные отвалы, золошлаки, отходы угледобычи, грануляция, серная кислота, кислотоемкость, скандий, редкоземельные элементы
Список литературы
1. Самоделов А.П. Состояние и комплексообразование скандия в растворах минеральных кислот // Радиохимия. 1964. Т. 6. Вып. 5. С. 110-112.
2. Зеликман А.Н., Меерсон Г.А. Металлургия редких металлов. М.: Металлургия, 1973. 608 с.
3. Зеликман А.Н., Вольдман Г.М., Белявская Л.В. Теория гидрометаллургических процессов. М.: Металлургия, 1975. 504 с.
4. Волощук С.Н. Кучное и подземное выщелачивание металлов. М.: Недра, 1982. 113 c.
5. Равич Б.М. Брикетирование руд. М.: Недра, 1982. 183 с.
6. Коршунов Б.Г., Резник A.M., Семенов С.А. Скандий. М.: Металлургия, 1987. 184 c.
7. Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. Металлургия редких металлов. М.: Металлургия, 1991. 432 с.
8. Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология / С.С. Коровин, В.И. Букин, П.И. Федоров и др. М.: МИСиС. 2003. Т. 3. 438 с.
9. Абдурахмонов О.Э., Семенов С.А., Соколова Ю.В. Экстракционное извлечение скандия из сернокислых растворов выщелачивания красных шламов алюминиевого производства // Цветные металлы. 2022. № 4. С. 33-39.
10. Смирнов И.П., Матвеев А.А., Смирнов К.М. Выщелачивание урановых и комплексных руд // Цветные металлы. 2003. № 4. С. 27-34.
11. Фазлуллина М.И. Подземное и кучное выщелачивание урана, золота и других металлов. Т. I. Уран. М.: Руда и металлы, 2005. 328 с.
12. Кузнецов И.В. Разработка процесса подготовки глинистых комплексных урановых руд к кучному выщелачиванию: дисс. … канд. техн. наук 05.17.02. М., 2014. 175 с.
13. Патент на изобретение RU 2657149 C1, 08.06.2018. Способ извлечения редкоземельных металлов и скандия из золошлако? вых отходов / Кольцов В.Ю., Новиков П.Ю., Власова Т.В., Захаров А.А., Калашников А.В., Юдина Т.Б., Звонарева М.Е., Величкина Н.С. Заявка № 2017126637 от 25.07.2017.
14. Патент на изобретение RU 2665512 C1, 30.08.2018. Способ переработки фосфогипса / Кольцов В.Ю., Новиков П.Ю., Власова Т.В., Захаров А.А., Величкина Н.С., Калашников А.В., Юдина Т.Б. Заявка № 2017115339 от 02.05.2017.
15. Патент на изобретение RU 2714309 C1, 14.02.2020. Способ очистки нефтезагрязненных грунтов от естественных радионуклидов / Кольцов В.Ю., Юдина Т.Б., Новиков П.Ю., Величкина Н.С., Власова Т.В. Заявка № 2019121721 от 11.07.2019.
Поддержка
Исследование выполнено за счет гранта Минобрнауки России (Соглашение № 075-15-2022-1194)
Для цитирования
Извлечение редкоземельных элементов и скандия из отходов угледобычи с использованием метода гранульной сульфатизации / Д.И. Смирнов, А.В. Калашников, А.А. Захаров и др. // Уголь. 2023. № S12. С. 84-89. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-S12-84-89.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 1.11.2023
Одобрена рецензентами: 15.11.2023
Принята к публикации: 30.11.2023
