Химико-технологические исследования по технологии нетрадиционного титанового и редкоземельного сырья и синтезу функциональных материалов (промежуточный)

Pазработан новый механохимический метод синтеза цирконата лантана при пониженных температурах с применением в качестве реагентов оксинитрата циркония и карбоната лантана. Изменяя температуру прокаливания смеси при МА, можно получать Lа₂Zr₂O₇ с различным размером кристаллитов 20 - 100 нм. Удельная поверхность цирконата лантана, полученного прокаливанием смеси ZrO(NO₃)₂∙6H₂O + La₂(CO)₃•8H₂O при 900°С, составляет 1 м²/г. Дополнительной механической обработкой в планетарной мельнице синтезированного Lа₂Zr₂O₇ она может быть увеличена до 10 - 12 м²/г. Изучено разложение перовскитового концентрата серной и другими минеральными кислотами. Показано, что разложение перовскитового концентрата серной кислотой с добавками 4 - 8% металлических железа и алюминия способствует повышению степени вскрытия концентрата по основным компонентам на 10 - 15% и составляет 95 - 98%. Проведенные исследования позволяют наметить пути усовершенствования жидкофазной сульфатизации перовскитового концентрата с получением титановой, ниоботанталовой и редкоземельной продукции. При изучении фазовых превращений гидроксида титана (ГОТ) в процессе его МА в присутствии добавок – соединения цинка – установлено, что чем меньше степень гидратации ГОТ, тем эффективность воздействия добавки на фазовые преобразования выше. Просматривается следующая тенденция по влиянию вводимого модификатора –ZnSO₄•7H₂O>Zn(NO₃)₂•6H₂O>ZnO. Преобразование избыточной механической энергии в тепловую инициирует химические процессы с образованием твёрдых титано-цинковых растворов, ускоряющих перестройку кристаллической структуры при прокаливании модифицированного ГОТ по схеме анатаз-брукит-рутил. Показано, что приготовление гелеобразного прекурсора для гидротермального синтеза каркасных титаносиликатов предпочтительно проводить из растворов с избыточным количество кремния по отношению к титану (IV) в сильно щелочной среде, что обеспечивают «пересыщение» солевой массы в системе Na₂O-K₂O-TiO₂-H₂SO₄-SiO₂-H₂O, что позволяет регулировать процесс фазообразования, обеспечивая стабильность структуры и поверхностных свойств конечных продуктов. Разработана технология получения фосфатов титана из комплексной соли аммоний сульфат оксотитана состава (NH₄)₂TiO(SO₄)₂·0,1-0,12 H₂SO₄·Н₂О – АСОТ, продукта переработки титансодержащего сырья и техногенных отходов. Предложен и научно обоснован вариант синтеза фосфата титана, обладающего высокими сорбционными свойствами, основанный на взаимодействии кристаллического АСОТ с фосфорной кислотой. Решающую роль в этих процессах играет правильный подбор концентрационных параметров твердого и жидкого реагентов. Показана перспективность извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) из азотнокислотных растворов, полученных из перовскита. Данная технология позволяет отделить РЗЭ элементы от радиоактивных компонентов и железа за одну стадию и не требует дорогостоящих реагентов. Также показана возможность дальнейшего извлечения РЗЭ и получения достаточно чистых концентратов, содержащих минимальную примесь кальция.