Economic analysis of the processing of various titanium-containing raw materials to obtain titanium, vanadium, and niobium

Т.К.  Сарсембеков; T.A.  Чепуштанова; Е.С.  Меркибаев

doi:10.51301/ejsu.2025.i1.01

Авторы

Т.К. Сарсембеков Satbayev University, Қазақстан
T.A. Чепуштанова Satbayev University, Қазақстан
Е.С. Меркибаев Satbayev University, Қазақстан

##plugins.pubIds.doi.readerDisplayName##:

https://doi.org/10.51301/ejsu.2025.i1.01

Ключевые слова:

қож, рутил, шығындар, қайта өңдеу, хлорлау, қалдықтар

Аннотация

Жұмыста әртүрлі титан бар шикізатты-титан қожын және синтетикалық рутил – көміртектің қатысуымен балқытылған тұзды ортада хлорлау әдісімен өңдеудің экономикалық талдауы ұсынылған. Құрамында титан бар шикізатты қайта өңдеу құрамында көміртегі бар тотықсыздандырғыштың қатысуымен жоғары концентрацияланған хлор газымен балқытылған сілтілі металл тұздарында (MgCl₂, NaCl, KCl) хлорлау технологиясы бойынша жүзеге асырылады. Тотықсыздандырғыш ретінде антрацит, балқытылған орта ретінде магний электролизінің үйінді шламы қолданылады. Қайта өңдеу шамот кірпішпен қапталған цилиндрлік хлорлау пештерінде 720-800°С температурада жүзеге асырылады. Жұмыста Шығыс Қазақстандағы Сәтбаев ильменит кен орнының сипаттамасы берілген, әртүрлі тәсілдермен алынған Сәтбаев ильменит концентратының, титан қожының және синтетикалық рутил химиялық құрамы ұсынылған. Ильменит концентраттарындағы ванадий, ниобий және тантал құрамы мен олардың жер қыртысында таралуы арасында корреляция орнатылған. Осы корреляция негізінде элементтердің периодтық жүйесінің V тобындағы өтпелі металдардың реті олардың концентраттардағы концентрациясы төмендеген сайын анықталады. Құрамында титан бар шикізатты кейбір компоненттердің жоғарылауымен өңдеуге байланысты технологиялық қиындықтар, сондай-ақ синтетикалық рутил алудың кейбір әдістері сипатталған. Титан қожы мен синтетикалық рутил өндірісінің құнын салыстыру келтірілген. Шикізат шығындары мен қалдықтарды кәдеге жарату шығындарын бағалау үшін титан қожын хлорлау процесінің материалдық балансы мен өндірістің әртүрлі әдістерінің синтетикалық рутил есептеулері жүргізілді. Зерттеуде Сәтбаев кен орнының ильменит концентрат синтетикалық рутил өндірісі экономикалық тұрғыдан тиімді деген қорытындыға келді.

Библиографические ссылки

Zwierynski, A.J., Zlotkowski, A., Solecki, M. L., Balicki, R., Binkowska, W., Janiak, A., Edelmüller, H., Gardynik, A. & Leśniowska M. (2022). Ilmenite, the raw material of the future. Mathematical methods and terminology in geology, 69-74

Mehdilo, A., Irannajad, M. & Rezai B. (2015). Chemical and mineralogical composition of ilmenite: Effects on physical and surface properties. Minerals Engineering, (70), 64-76. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2014.09.002

Schmidt, R. (2019). Magnetic properties of ilmenite Mn₂FeSbO₆. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, (480), 58-63. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2019.02.047

Wei, Lu, Xuewei, Lu, Junyi, Xiang, Kai, Hu, Shiqing, Zhao, Jie, Dang, Kexi, Han & Bing, Song. (2019). Effect of preoxidation on the reduction of ilmenite concentrate powder by hydrogen. International Journal of Hydrogen Energy, 44(2) 4031-4040, https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.12.139

Subasinghe, H.C.S., Ratnayake, A.S. (2021). Processing of ilmenite into synthetic rutile using ball milling induced sulphuri-sation and carbothermic reduction. Minerals Engineering, (173), 107197. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2021.107197

Kurmangaliyev, A.A. (2005). Current state and development trends of the raw material base of the titanium-magnesium indus-try in the Republic of Kazakhstan. Geology, Mining, Metallurgy. Bulletin of VKGTU, (4), 13-20.

Dyachkov, B.A., Mochalkina, L.N., Kuzmina, O.N., Bochkova, O.I. & Kravchenko M.M. (2005). Types of weathering crust de-posits in Eastern Kazakhstan. Geology, Mining, Metallurgy. Bul-letin of VKGTU, (4), 6-12.

Kravchenko, M.M., Dyachkov, A.A., Suiekpaev, E.S., Sapar-galiyev, E.M., Azelkhanov, A.Zh., Oitseva, T.A. (2016). Pro-spects for strengthening and developing the raw material base of titanium production in Eastern Kazakhstan. Geology. Bulletin of Perm University, (1), 82-90.

Zabolotskaya, Y.V. (2014). Autoclave de-siliconization of leu-coxene concentrate with calcium hydroxide to obtain synthetic rutile (doctoral dissertation). Moscow

Harald Elsner. (2010). Heavy Minerals of Economic Im-portance. BGR, Hannover, Germany

Zhang, W., Zhu, Zh. & Cheng, Ch.Y. (2011). A literature re-view of titanium metallurgical processes. Hydrometallurgy, (108), 177-188. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2011.04.005

Nadolsky, A.P. (1980). Calculation of processes and apparatus for refractory metal production. Moscow: Metallurgy.