Otrzymywanie koncentratów tytanu z popiołów lotnych

• Autorzy: Świnder Henryk

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2023-02-58

Warianty tytułu

EN

Obtaining titanium concentrates from fly ash

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było zwrócenie uwagi na możliwość wykorzystania popiołów lotnych ze spalania węgla kamiennego jako źródła koncentratów tytanu. Zrealizowane prace badawcze miały na celu określenie warunków obróbki wstępnej popiołów lotnych w procesie alkalicznej aktywacji termicznej za pomocą węglanu sodu i ich wpływu na wydzielania związków tytanu w procesach hydrometalurgicznej obróbki. Proces przeprowadzono dla mieszanek popiołu i węglanu sodu w stosunku wagowym 1 do 1,1. Otrzymane mieszaniny ogrzewano przez 1 godzinę w temperaturze 973K, 1023K i 1083K. Po ostudzeniu i rozdrobnieniu ługowano otrzymaną pozostałość poreakcyjną za pomocą kwasu chlorowodorowego i azotowego (V). Wyniki analizy chemicznej i skaningowej analizy mikroskopowej wraz z analizą EDS i analizą rentgenowską wykorzystano do określenia właściwości chemicznych i fizycznych badanych substratów i produktów obróbki popiołu lotnego. Przeprowadzono analizę możliwości wydzielania koncentratów tytanu z popiołów lotnych powstających w procesie spalania w kotłach pyłowych z wybranych krajowych elektrowni. Stwierdzono zależność stężenia tytanu w otrzymanym koncentracie od temperatury prowadzenia procesu aktywacji oraz od rodzaju kwasu w procesie obróbki hydrometalurgicznej. Zawartość tytanu w otrzymanych koncentratach wynosiła od 39,3% do 60,8%, co odpowiada zawartości tego pierwiastka w eksploatowanych obecnie rudach tytanu.

EN

The purpose of the study was to highlight the possibility of using fly ash from coal combustion as a source of titanium concentrates. The research work carried out was aimed at determining the conditions for pretreatment of fly ash by alkaline thermal activation with sodium carbonate and their effect on the release of titanium compounds in the hydrometallurgical process. The process was carried out for mixtures of ash and sodium carbonate in a weight ratio of 1 to 1.1. The resulting mixtures were heated for 1 hour at temperatures of 973K, 1023K and 1083K. After cooling and grinding, the resulting reaction residue was washed with hydrochloric acid and nitric acid (V). The results of chemical analysis and scanning microscopic analysis, together with EDS and X-ray analysis, were used to determine the chemical and physical properties of the tested substrates and fly ash treatment products. An analysis of the possibility of separating titanium concentrates from fly ash generated during the combustion process in pulverized fuel boilers of selected domestic power plants was carried out. The dependence of titanium concentration in the obtained concentrate on the temperature of the activation process and on the type of acid in the hydrometallurgical treatment process was found. The content of titanium in the obtained concentrates ranged from 39.3% to 60.8%, which corresponds to the content of this element in currently exploited titanium ores.

Słowa kluczowe

PL

popioły lotne; tytan; hydrometalurgia

EN

fly ash; titanium; hydrometallurgy

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2023
• Tom: no. 2, vol. 2
• Strony: 63--68
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Świnder Henryk

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

• https://orcid.org/0000-0001-7976-8554

Bibliografia

• 1. Barksdale J.: The Encyclopedia of the Chemical Elements. Skokie, Illinois: Reinhold Book Corporation, s. 732–738, 1968.
• 2. Blisset R.S., Smalley N., Rowson N.A. Fuel, 119, 1, s. 236, 2014.
• 3. Charewicz W. (pod redakcją), Pierwiastki ziem rzadkich. Surowce, technologie, zastosowania, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1990.
• 4. Emsley J. Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford: Oxford University Press, s. 451–455, 2001.
• 5. Encyclopedia Britannica Concise: Titanium. 2007.
• 6. Fathi H. (red.) Handbook of Extractive Metallurgy, Weinham: Wiley-VCH, 1997.
• 7. Mayfield D.B. Lewis A.S. Environmental Review of Coal Ash as a Resource for Rare Earth and Strategic Elements, World of Coal Ash (WOCA) Conference - April 22-25, in Lexington, KY, 2013.
• 8. Seredin V.V. Rare earth elements in germanium-bearing coal seams of the Spetsugli deposit. Geological Ore Deposits 47, s. 265-284, 2013.
• 9. Żelazny S., Świnder H., Białecka B., Jarosiński A. Odzysk pierwiastków ziem rzadkich z popiołów lotnych. Cz. I Ługowanie. Przemysł Chemiczny, 96/11, s. 2279-2283, 2017, DOI 10.15199/62.2017.11.13.
• 10. Żelazny S., Świnder H., Białecka B., Jarosiński A. Odzysk pierwiastków ziem rzadkich z popiołów lotnych. Cz. II Wytrącanie z roztworu. Przemysł Chemiczny, 96/11, s. 2284-2290, 2017, DOI 10.15199/62.2017.11.14.
• 11. Żelazny S., Świnder H., Jarosiński A., Białecka B. The recovery of rare-earth metals from fly ash using alkali pre-treatment with sodium hydroxide Mineral resources management 2020. Volume 36 Issue 3 Pages 5–30, DOI: 10.24425/gsm.2020.133930.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).