Обогащение руд и россыпей редких и благородных металлов - Полькин С.И.
Скачать (прямая ссылка):
Подобный тип промышленных месторождений циркона является одним из основных для СССР и характеризуется крупными запасами. Содержание рудных компонентов в них такое же, как и в лучших современных морских прибрежных россыпях.
Большой интерес представляют карбонатиты с комплексной минерализацией (бадделеит, пирохлор, апатит, редкие земли, иногда урановые и торне-вые минералы). Такие месторождения известны в СССР, Бразилии, США (Маунтейн-Пасс, Калифорния), Канаде и других странах.
Особенно крупные запасы коренных циркониевых руд сосредоточены в щелочных породах с эвдиалитом. Известны примеры, когда запасы руд с содержанием эвдиалита до 25 % оцениваются в десятки миллионов тонн. Однако, несмотря на богатое содержание в них эвдиалита и более легкую растворимость эвдиалита в кислотах, эти руды пока еще не могут конкурировать с цирконовыми и бадделеитовыми из-за низкого содержания циркония в самом эвдиалите.
§ 7.3. КОНДИЦИИ НА РУДЫ И КОНЦЕНТРАТЫ ЦИРКОНИЯ И ГАФНИЯ
Специальных кондиций на цирконий- и гафнийсодержащие пески и руды нет.
Разработка россыпей считается рентабельной, если в них содержится не менее 0,2—0,3 % ZrO2. В случае разработки комплексных руд и россыпей среднее содержание циркония может быть значительно снижено (учитывая попутное извлечение ильменитовых, рутиловых, монацитовых и других концентратов)- При разработке коренных руд промышленное содержание циркония должно быть выше (с учетом разницы в стоимости добычи и обогащения коренных и россыпных руд, а также комплексности тех и других, трудности их обогащения и т. д.).
Требования к циркониевым концентратам зависят от их назначения. В СССР существуют следующие технические условия на циркониевые концентраты: для химической и металлургической переработки концентрат должен содержать не менее 60 % ZrO2 без ограничения примесей; для производства эмалей, стекла, фарфора и керамических изделий применяется обезжелезненный концентрат, который должен содержать не менее 60% Zr02 и не более 0,1% Fe2O3 для I и 0,15% для
185
II сорта. В некоторых случаях ограничивается содержание и других примесей. Для производства огнеупоров циркониевый концентрат может содержать до 2 % Fe2O3 и не более 3 % свободного кварца.
В атомной технике применяются обезгафненный металлический цирконий и его сплавы, которые должны содержать не более 0,01 % Hf. В производстве ферроциркония, ферросили-коциркония и других ферросплавов содержание фосфора в концентратах не должно превышать 0,05—0,08%- В концентратах, применяемых для изготовления электро- и радиоконденсаторов, лимитируется содержание фосфора, титана и железа.
В США, Австралии, Индии циркониевые концентраты содержат 63—66 % ZrO2; 32—33 % SiO2; 0,1—0,2% TiO2; 0,03— 0,3 % Fe2O3; 0,2—1,2 % Al2O3. Бадделеитовые концентраты, применяемые в США для производства ферросплавов, имеют следующий состав (%): ZrO2 73—82; Fe2O3 2—5; SiO2 11,6— 17,6; Al2O3 1,4—1,7; TiO2 0,2—0,7.
Из россыпных месторождений более чистые циркониевые концентраты получить легче, чем из коренных. Из комплексных мелкозернистых песков чистые концентраты получить труднее, чем из мономинеральных крупнозернистых песков, которые можно обогащать по наиболее простым технологическим схемам.
§ 7.4. ПРОИЗВОДСТВО ЦИРКОНИЯ И ГАФНИЯ
Цирконий обычно добывают попутно при добыче рутила, ильменита, монацита из песков россыпных месторождений. Непрерывный рост добычи циркониевых концентратов вызван главным образом ростом потребления циркония в ядерной технике, ядерных силовых установках на подводных лодках, авианосцах, эсминцах, где устанавливают реакторы с использованием циркония, в производстве специальных сплавов и формовочных изделий.
Циркониевые концентраты Австралии, Индии, Демократической Республики Мадагаскар, Бразилии до последнего времени экспортировались в США и в страны Западной Европы.
Запасы циркония оцениваются (млн. т): в Австралии — 20, США—11, ЮАР — 4, Индии — 3, Бразилии — 2,5. Известны месторождения циркония также в странах Азии (Пакистане, Индонезии, Таиланде, Малайе), в странах Африки.
Гафний получают как побочный продукт при производстве циркония. В США потребляют около 4,5 т в год гафния, из которых около 80 % идет на атомные реакторы. Цена за 1 кг прутка гафния составляет 260—300 долл.
Австралия производит более 70—80 % циркониевых концентратов из прибрежных россыпей, на базе которых работает 25 горно-обогатительных предприятий.
186
§ 7.5. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТИТАНА
Титан — один из самых распространенных металлов в земной коре. Его весовой кларк в верхней мантии земной коры (глубиной до 16 км) составляет 0,61 %, что превышает содержание всех вместе взятых (кроме алюминия) цветных и редких металлов, содержащихся в земной коре. В гидросфере содержание титана мало: в морях и океанах — около 5•1O-8, в водах рек — 4•1O-6, в атмосфере титан отсутствует.
Титан — тугоплавкий металл, температура плавления 1660 0C Известны две модификации кристаллического титана: а-титан (плотность 4,5 г/см3); ?-титан — аморфный (плотность 4,3 г/см3). Превращение а-титана в ?-титан происходит при 882 °С.
