Вопросы технологии переработки комплексного сырья обсудили в Апатитах

ИХТРЭМС является одним из лидеров отечественной химической науки в вопросах изучения и использования в технологии комплексного многокомпонентного сырья

8-11 апреля 2008 в г. Апатиты прошла Всероссийская научная конференция с международным участием «Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья и синтеза на его основе функциональных материалов»

Параллельно проводилась региональная молодежная научная конференция «Научно-практические проблемы в области химии и химических технологий». Эти конференции, приуроченные к 50-летию Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья (ИХТРЭМС) Kольского научного центра PAH, были посвящены фундаментальным и прикладным аспектам комплексного использования нетрадиционного многокомпонентного титано-редкометалльного, алюмосиликатного, неметаллорудного и других видов сырья, а также металлургическим процессам, вопросам материаловедения и химии наноразмерных материалов.

Современный прогресс на рынке высоких технологий в значительной степени обусловлен успехами в разработке новых функциональных, в том числе наноматериалов, и оптимизацией физических параметров имеющихся в настоящее время материалов. Данные задачи невозможно рассматривать в отрыве от комплекса проблем, связанных с рациональным использованием природных ресурсов и развитием на этой основе высокоэффективных технологий комплексного многокомпонентного сырья. ИХТРЭМС является одним из лидеров отечественной химической науки и ведущим институтом на Северо-западе России в вопросах изучения и использования в технологии такого сырья.

Конференции по данной тематике, организуемые при участии ИХТРЭМС, проводятся с 1966 г. Нынешняя конференция стала 7-й. В её работе приняли участие представители академической, вузовской, отраслевой науки, промышленных предприятий и ряда ведомств из Москвы, Санкт-Петербурга, Апатитов, Владивостока, Воронежа, Екатеринбурга, Сорова, Озерска, Ковдора, Кандалакши, Кировска, Мончегорска, Мурманска, Оленегорска, Петрозаводска, Полярных Зорь, а также из других стран: Беларуси, Таджикистана, Украины, США и Финляндии. В дебатах участвовали ведущие ученые, занимающиеся проблемам химии, химической технологии и материаловедения. Общее число участников составило 208 человек, в том числе 4 академика РАН, 11 членов-корреспондентов РАН, 36 докторов наук, 65 кандидатов наук. В ходе конференции проходил обмен информацией между учеными разных направлений исследований.

На конференции работали четыре секции:

· Химия и технология гидрометаллургической переработки сырья.

· Пирометаллургические методы в технологии.

· Исследование синтеза, свойств и применения функциональных материалов.

· Проблемы строительного материаловедения и технологии строительных и технических материалов из минерального сырья и техногенных продуктов

Всего заслушано и обсуждено 120 докладов, из которых 10 - пленарных. Затронут широкий круг научных и прикладных проблем. На молодежной конференции заслушаны 23 доклада молодых ученых, аспирантов и студентов 4-5 курсов МГТУ - базовой кафедры химических технологий ИХТРЭМС.

На пленарном заседании освещены результаты фундаментальных исследований в различных областях сырьевого обеспечения химической промышленности, технологии и материаловедения. Были рассмотрены вопросы создания научных основ комплексной экологически безопасной переработки природного сырья и горнопромышленных отходов, содержащих редкие, благородные и цветные металлы, и производства новых высокоэффективных материалов (В.Т.Калинников), физикохимии и технологии воздействия термической плазмы на вещество в различных агрегатных состояниях, направленные на разработку экологически чистых энерго- и ресурсосберегающих процессов производства материалов с особыми свойствами, в том числе наноматериалов (Ю.В.Цветков), закономерностей формирования структуры при синтезе неорганических пленок при фотонной активации процесса (В.М.Иевлев), применения в гидрометаллургии редких и цветных металлов бинарных реагентов (А.И.Холькин), вопросы получения высококачественных компонентов сварочных материалов на основе минерального сырья Кольского полуострова, горнопромышленных отходов и продуктов их переработки, включая наноразмерные (А.И.Николаев), формирования температуроустойчивых функциональных неорганических покрытий (В.А.Жабрев), сырьевого обеспечения атомной энергетики России цирконием и гафнием (М.Л. Коцарь), возможности комплексного использования месторождений титана (Л.З.Быховский), роли химических технологий в обеспечении эффективного и безопасного использования Штокмановского газоконденсатного и других отечественных месторождений (Р.О.Самсонов).

Большое внимание на конференции было уделено разработке и исследованиям свойств наноматериалов, кристаллов и композитов с наноразмерными эффектами на основе редких металлов и цветных металлов для приложений в электронной технике и катализе.

Рассмотрены проблемы, связанные с получением новых материалов интегральной и лазерной оптики с периодически поляризованными субмикронными и нанодоменными структурами на основе активно-нелинейных кристаллов ниобата лития, активированных редкоземельными элементами и сочетающих в себе одновременно активные (лазерные) и нелинейные свойства, что открывает новые возможности для эффективного самопреобразования частот, наноразмерных порошков сложных оксидов узких гранулометрических классов для нового класса нелинейных оптических материалов, электротехнической и оптической керамики с улучшенными свойствами, с синтезом наноразмерных покрытий карбидов молибдена для каталитических систем, совмещенных с использованием микроструктурированного реактора, с разработкой высокоемких танаталовых конденсаторных и пирофорных порошков циркония для отечественной промышленности, с разработкой новых методов получения наноразмерных бинарных металлических порошков составов железо-кобальт, железо-никель, кобальт-хром с особыми магнитными, каталитическими и механическими свойствами и ряд других проблем.

Важные обобщения были сделаны в теории, технологии и технике переработки комплексных видов сырья. Показано, что в нынешних условиях роль комбинированных технологий возрастает. Именно сочетание гидро- и пирометаллургических операций позволяет решать задачи создания экономически и экологически эффективных технологий.

Отмечены результаты, достигнутые ИХТРЭМС в области в разработке гидрометаллургических способов переработки поликомпонентных руд кольских месторождений. Сегодня в портфеле Института десятки вариантов комплексных технологических схем переработки комплексного сырья. Некоторые из них имеют не только физико-химическое обоснование, но и прошли проверку от лабораторного до промышленного масштабов и рекомендованы к внедрению. Они отвечают требованиям к малоотходным, экономически и экологически эффективным технологиям.

Проанализировано состояние минерально-сыревой базы страны и особенно Карело-Кольского региона для получения строительных и технических материалов, Представлены разработки бетонов различного назначения, керамических и стеклокристаллических материалов. Теоретически обосновано получение термостойких огнеупоров из местного сырья и техногенных отходов.

Конференция отметила возросший уровень фундаментальных и прикладных исследований, появление новых решений в технологии комплексного сырья и материаловедении; значительное внимание уделяется вопросам рационального использования сырьевых ресурсов.

Вместе с тем, обращено внимание на необходимость усиления интеграционных работ научных организаций, в том числе академических институтов, их взаимосвязи при разработке технологий, систем и материалов, с тем, чтобы максимально полно использовать накопленный опыт и достижения в соответствующей области, в том числе и возможности сложной, уникальной аппаратуры, имеющейся в стране в единичных экземплярах.

Для решения выявленных проблем участники конференции считают необходимым:

- разработать программы работ, связанных с освоением северных месторождений нефти и газа и обеспечением строительными и иными материалами объектов нефтегазовой отрасли, включая трубопроводы;

- обратить внимание на первоочередную необходимость нормализации экологической ситуации в регионе и крупных промышленных центрах с чрезмерной техногенной и радиационной нагрузкой на территорию;

- решать задачи обеспечения внутреннего рынка России стратегическими материалами, в первую очередь редкими металлами, за счет создания Кольского горно-химического комплекса;

- усилить реализацию работ в направлении рационального, комплексного использования местного природного и техногенного сырья и разработки эффективных технологий дефицитных материалов, необходимых регионам, а также способствующих решению проблем по национальному проекту «Доступное и комфортное жилье гражданам России» и Федеральной программы по дорожному строительству.

- принять участие в решении вопросов реализации международного проекта, связанного с разработкой Штокмановского газоконденсатного месторождения (обеспечения строительными материалами, защитными покрытиями и другими продуктами; обеспечение экологической безопасности), координируя исследования с РАО «Газпром» и его подразделениями.

Отмечая практические успехи ИХТРЭМС КНЦ РАН и ОАО «Кольская ГМК» в разработке и внедрении гидрометаллургических технологий, в том числе экстракционных процессов, при переработке медно-никелевого сырья, предлагается рассмотреть вопрос о проведении на базе Кольского научного центра и ОАО «Комбинат Североникель» «Кольской ГМК» конференции по применению экстракции в гидрометаллургии, а также выездного заседания Комиссии по экстракции Научного совета по неорганической химии РАН.

Конференция обращает внимание на отсутствие отечественной сырьевой базы для производства циркония для возрастающих потребностей атомной отрасли России. Сегодня для этой цели используется украинское сырье. Вместе с тем внутренние потребности страны в цирконии могут быть удовлетворены за счёт использования бадделеитового концентрата, производимого на ОАО «Ковдорский ГОК либо за счет реконструкции или освоения нескольких новых месторождений цирконовых руд России.

К началу работы конференций были изданы сборники трудов Всероссийской конференции в двух томах и региональной – в одном томе.

Участники конференции имели возможность познакомиться с предприятиями региона (ОАО «Апатит», ОАО «Северные кристаллы», ОАО «Комбинат Североникель» Кольской ГМК).

За организацию и проведение конференций была выражена благодарность ИХТРЭМС КНЦ РАН, Администрации Мурманской области, Научному Совету ОХНМ РАН «Научные основы химической технологии», Кольскому научному центру РАН.

Материальная поддержка в проведении конференций была оказана Российским фондом фундаментальных исследований, Отделением химии и наук о материалах РАН, ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей», ОАО «Комбинат Североникель» Кольской ГМК, ЗАО «Росредмет», ОАО «Апатит», ОАО «Северные кристаллы», Администрацией Мурманской области.

В рамках региональной конференции проведен конкурс работ молодых ученых и студентов. Победителям, представившим наиболее интересные теоретические и экспериментальные результаты исследований в области комплексной переработки минерального сырья, металлургии и материаловедения, присуждены дипломы и выданы денежные премии. Победителями конкурсов среди молодых ученых и аспирантов признаны: Корнейков Р., Безымянова Ю., Ефремов В. И среди студентов - Чернявская А. и Шутова Т.

Николаев А.И.

АНОНС

Кириченко Н.В. (Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева КНЦ РАН) и
Чернявская А.Л. (Апатитский филиал Мурманского государственного университета, 4 курс) провели исследование
«ИЗУЧЕНИЕ УСЛОВИЙ ВЫДЕЛЕНИЯ И СОСТАВА ФТОРИДНЫХ СОЛЕЙ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ»

Актуальность исследования продиктована необходимостью комплексной переработки редкоземельных титано-ниобатов из крупных месторождений Кольского полуострова, которые характеризуются сложным составом, включающим несколько ценных компонентов.

Для извлечения и очистки тантала и ниобия в промышленности используют наиболее эффективный для этого метод экстракции из фторидных растворов. Осуществление процесса возможно в двух вариантах – коллективной и селективной экстракции. При проведении селективной экстракции тантал извлекается легче, чем ниобий, и при меньшей концентрации свободной кислоты. Технологические растворы характеризуются обычно повышенной избыточной концентрацией HF_своб, что не позволяет селективно извлекать тантал экстракцией, поэтому необходимо регулирование состава раствора перед экстракцией. Существует несколько методов снижения концентрации свободной HF: упаривание раствора с отгонкой части HF_своб из водного раствора или разбавление раствора, связывание фторид-иона в труднорастворимые соединения. Упаривание требует дополнительных энергозатрат, разбавление приводит к снижению концентраций ценных компонентов и увеличению потоков растворов. Ранее в работах ИХТРЭМС КНЦ РАН было показано, что добавление к фторидным растворам титана с большим содержанием свободной HF карбонатов кальция и лантана (III) приводит к выпадению осадков CaTiF₆ и LаF₃ соответственно. Фториды РЗЭ являются товарным продуктом, поэтому процесс их получения LаF₃ с одновременным уменьшением концентрации свободной HF в растворах может иметь практическое значение. Карбонаты РЗЭ являются одним из продуктов переработки лопаритового концентрата.

С учетом приведенных выше данных Кириченко Н.В. и Чернявской А.Л. выполнены исследования по выделению и изучению состава твердых фаз из фторидных растворов ниобия, тантала и титана в присутствии хлоридов редкоземельных и щелочных элементов.

По данным кристаллооптического анализа (исполнитель Рыськина М. П.) фазы индивидуально не раскристаллизованы и образуют хорошо оформленные тонкотаблитчатого облика «кристаллы» с точечным двупреломлением. Содержание этих «кристаллов» несколько различается.

Либо соотношение фаз, составляющих «кристаллы», различно.

В ходе работы выделены и исследованы осадки, полученные из фторидных растворов щелочных элементов и аммония при добавлении хлоридных растворов лантана, церия, самария и иттербия. Изучена возможность образования двойных комплексных солей щелочного и редкоземельного элемента при регулировании концентрации HF_своб в технологических растворов для экстракции ниобия и тантала путем связывания фторид-иона в труднорастворимое соединение РЗЭ. В работе показано, что образование двойных солей щелочного и редкоземельного элемента характерно только для элементов второй половины ряда лантаноидов. При использовании технического продукта - карбонатов суммы редкоземельных элементов из лопарита - для регулирования в растворах концентрации HFсвоб выделяемые простые фториды редкоземельных элементов являются товарным продуктом, и данный процесс имеет практическое значение.

Журнал "СЕВЕР промышленный" № 5 2008 г.