Визначення закономірностей вилуговування титану(IV) з ільменіту Іршанського родовища

Автор(и)

  • Сніжана Василівна Писаренко Житомирський державний університет імені Івана Франка, Україна https://orcid.org/0000-0002-5978-487X
  • Олександр Миколайович Камінський Науковий ліцей Житомирського державного університету імені Івана Франка , Україна https://orcid.org/0000-0003-1971-8437
  • Роман Олександрович Денисюк Житомирський державний університет імені Івана Франка, Україна https://orcid.org/0000-0003-3077-3795
  • Олена Сергіївна Євдоченко Житомирський державний університет імені Івана Франка, Україна https://orcid.org/0000-0001-6338-5372
  • Олена Едуардівна Чигиринець Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-6191-7096
  • Олена Василівна Анічкіна Житомирський державний університет імені Івана Франка , Україна https://orcid.org/0000-0003-4843-0707
  • Ольга Юріївна Авдєєва Науковий ліцей Житомирського державного університету імені Івана Франка , Україна https://orcid.org/0000-0001-6550-0776
  • Юлія Василівна Лисецька Науковий ліцей Житомирського державного університету імені Івана Франка , Україна https://orcid.org/0000-0002-6747-5858

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.304661

Ключові слова:

ільменітовий концентрат, лужне вилуговування, калій гідроксид, калій титанат, ступінь вилучення

Анотація

В роботі в якості об’єкта дослідження використано ільменітовий концентрат Іршанського родовища. Визначено елементний склад мінеральної сировини, підтверджено його структуру за допомогою рентгенівської дифракції та скануючої електронної мікроскопії. Експериментальні дослідження показали, що ільменітовий концентрат Іршанського родовища має значний вміст титану в перерахунку на титан діоксид (79 %). Мінеральна сировина з таким хімічним складом є унікальною, тому постає потреба в пошуку альтернативних способів її переробки. Встановлено, що максимальний ступінь вилучення у процесі лужного вилуговування ільменітового концентрату досягається за умови, що середній діаметр частинок мінеральної сировини повинен становити  ≤71 мкм. В результаті температурних досліджень виявили, що за атмосферного тиску для отримання калій титанату достатньою є температура 453 К. Подальше підвищення температури не забезпечує суттєве зростання ступеня вилучення титану, а також сприяє утворенню політитанатів різного складу. Дослідження впливу мольного співвідношення вихідних реагентів на ступінь вилучення титан(IV) з ільменітового концентрату показало, що оптимальне мольне співвідношення між компонентами відповідає стехіометричному і становить 1:2. Збільшення кількості калій гідроксиду в реакційній суміші є недоцільним, оскільки при цьому зменшується вихід калій титанату, а кінцевий продукт матиме високу лужність за рахунок надлишку лугу. Оптимальний час лужного вилуговування становить 3 години постійного нагріву на гліцериновій бані. Подальше збільшення тривалості нагрівання не призводить до збільшення величини ступеня вилучення, що пов’язано з дифузією лугу з поверхні зародку в об’єм частинок ільменіту через утворені продукти взаємодії та анігіляції початкових зародків

Біографії авторів

Сніжана Василівна Писаренко, Житомирський державний університет імені Івана Франка

Доктор філософії з галузі хімічна та біоінженерія

Кафедра хімії

Олександр Миколайович Камінський, Науковий ліцей Житомирського державного університету імені Івана Франка

Кандидат хімічних наук, доцент, вчитель хімії вищої категорії

Роман Олександрович Денисюк, Житомирський державний університет імені Івана Франка

Кандидат хімічних наук, доцент

Кафедра хімії

Олена Сергіївна Євдоченко, Житомирський державний університет імені Івана Франка

Доктор філософії

Кафедра хімії

Олена Едуардівна Чигиринець, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Доктор технічних наук, професор

Кафедра фізичної хімії

Олена Василівна Анічкіна, Житомирський державний університет імені Івана Франка

Кандидат педагогічних наук, доцент

Кафедра хімії

Ольга Юріївна Авдєєва, Науковий ліцей Житомирського державного університету імені Івана Франка

Доктор філософії, доцент, вчитель

Юлія Василівна Лисецька, Науковий ліцей Житомирського державного університету імені Івана Франка

Вчитель англійської мови

Посилання

  1. Dante, R. C. (2016). Abrasives, ceramic, and inorganic materials. Handbook of Friction Materials and Their Applications, 105–121. https://doi.org/10.1016/b978-0-08-100619-1.00008-0
  2. Asano, K., Yoneda, H., Agari, Y., Matsumuro, M., Higashi, K. (2015). Thermal and Mechanical Properties of Aluminum Alloy Composite Reinforced with Potassium Hexatitanate Short Fiber. Materials Transactions, 56 (1), 160–166. https://doi.org/10.2320/matertrans.m2014284
  3. Luo, R., Ni, Y., Li, J., Yang, C., Wang, S. (2011). The mechanical and thermal insulating properties of resin-derived carbon foams reinforced by K2Ti6O13 whiskers. Materials Science and Engineering: A, 528 (4-5), 2023–2027. https://doi.org/10.1016/j.msea.2010.10.106
  4. Escobedo Bretado, M. A., González Lozano, M. A., Collins Martínez, V., López Ortiz, A., Meléndez Zaragoza, M., Lara, R. H., Moreno Medina, C. U. (2019). Synthesis, characterization and photocatalytic evaluation of potassium hexatitanate (K2Ti6O13) fibers. International Journal of Hydrogen Energy, 44 (24), 12470–12476. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.06.085
  5. Pysarenko, S., Kaminskyi, O., Chyhyrynets, O., Denysiuk, R., Chernenko, V. (2022). Photocatalytic destruction and adsorptive processes of methylene blue by potassium titanate. Materials Today: Proceedings, 62, 7754–7758. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.05.476
  6. Salinas, D., Guerrero, S., Cross, A., Araya, P., Wolf, E. E. (2016). Potassium titanate for the production of biodiesel. Fuel, 166, 237–244. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2015.10.127
  7. Huo, K., Zhao, J., Zhuang, J., Yao, Z., Hu, M., Wang, B. et al. (2024). Hydrothermal synthesis of lepidocrocite-like potassium lithium titanate K0.80Li0.267Ti1.733O4 (KLTO) with superior polarization performance. Chemical Engineering Journal, 482, 148783. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.148783
  8. Mineral commodity summaries 2022 (2022). US Geological Survey. https://doi.org/10.3133/mcs2022
  9. Thambiliyagodage, C., Wijesekera, R., Bakker, M. G. (2021). Leaching of ilmenite to produce titanium based materials: a review. Discover Materials, 1 (1). https://doi.org/10.1007/s43939-021-00020-0
  10. Liu, Y., Qi, T., Chu, J., Tong, Q., Zhang, Y. (2006). Decomposition of ilmenite by concentrated KOH solution under atmospheric pressure. International Journal of Mineral Processing, 81 (2), 79–84. https://doi.org/10.1016/j.minpro.2006.07.003
  11. Liu, Y., Lü, H., Qi, T., Zhang, Y. (2012). Extraction behaviours of titanium and other impurities in the decomposition process of ilmenite by highly concentrated KOH solution. International Journal of Minerals, Metallurgy, and Materials, 19 (1), 9–14. https://doi.org/10.1007/s12613-012-0508-3
  12. Nayl, A. A., Awwad, N. S., Aly, H. F. (2009). Kinetics of acid leaching of ilmenite decomposed by KOH. Journal of Hazardous Materials, 168 (2-3), 793–799. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.02.076
  13. Nayl, A. A., Aly, H. F. (2009). Acid leaching of ilmenite decomposed by KOH. Hydrometallurgy, 97 (1-2), 86–93. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2009.01.011
  14. Kordzadeh-Kermani, V., Schaffie, M., Hashemipour Rafsanjani, H., Ranjbar, M. (2020). A modified process for leaching of ilmenite and production of TiO2 nanoparticles. Hydrometallurgy, 198, 105507. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2020.105507
  15. Yousef, L. A. (2017). Uranium Adsorption Using Iron-Titanium Mixed Oxides Separated from Ilmenite Mineral, Black Sands, Rosetta, Egypt. Arab Journal of Nuclear Sciences and Applications, 50 (3), 43–57.
  16. Amer, A. M. (2002). Alkaline pressure leaching of mechanically activated Rosetta ilmenite concentrate. Hydrometallurgy, 67 (1-3), 125–133. https://doi.org/10.1016/s0304-386x(02)00164-0
  17. Pysarenko, S. V., Chernenko, V. Yu., Chygyrynets, O. E., Kaminskiy, O. M., Myronyak, M. O. (2021). Alkaline leaching of titanium from ilmenite of Irshansk deposit. Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii, 6, 51–56. https://doi.org/10.32434/0321-4095-2021-139-6-51-56
  18. Pysarenko, S. V., Kaminskiy, O. M., Chyhyrynets, O. E., Chernenko, V. Yu., Myroniak, M. O., Shvalahin, V. V. (2022). Thermodynamics of leaching of leukoxenized ilmenite. Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii, 1, 83–87. https://doi.org/10.32434/0321-4095-2022-140-1-83-87
  19. Fouda, M. F. R., Amin, R. S., Saleh, H. I., Mousa, H. A. (2010). Extraction of Ultrafine Titania from Black Sands Broaden on the Mediterranean Sea Coast in Egypt by Molten Alkalies. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 4 (9), 4256–4265. Available at: https://www.ajbasweb.com/old/ajbas/2010/4256-4265.pdf
  20. Subagja, R., Andriyah, L., Hanum Lalasari, L. (2013). Decomposition of ilmenite from Bangka Island – Indonesia with KOH solutions. Asian Transactions on Basic and Applied Sciences, 3 (2), 59–64. Available at: https://citeseerx.ist.psu.edu/document?repid=rep1&type=pdf&doi=8b88ded1cc64a891b3992afc19f77e13fa1710ff
  21. Parirenyatwa, S., Escudero-Castejon, L., Sanchez-Segado, S., Hara, Y., Jha, A. (2016). Comparative study of alkali roasting and leaching of chromite ores and titaniferous minerals. Hydrometallurgy, 165, 213–226. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2015.08.002
  22. Pysarenko, S., Kaminskyi, O., Chyhyrynets, O., Denysiuk, R., Anichkina, O., Chernenko, V. (2023). Kinetics of alkaline leaching process of titanium (IV) from ilmenite. Journal of Chemical Technology and Metallurgy, 58 (6), 1146–1152. https://doi.org/10.59957/jctm.v58i6.155
  23. mp-13133. Materials Explorer. Available at: https://next-gen.materialsproject.org/materials/mp-13133/
Визначення закономірностей вилуговування титану(IV) з ільменіту Іршанського родовища

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-06-28

Як цитувати

Писаренко, С. В., Камінський, О. М., Денисюк, Р. О., Євдоченко, О. С., Чигиринець, О. Е., Анічкіна, О. В., Авдєєва, О. Ю., & Лисецька, Ю. В. (2024). Визначення закономірностей вилуговування титану(IV) з ільменіту Іршанського родовища. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(12 (129), 28–35. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.304661

Номер

Том 3 № 12 (129) (2024): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Snizhana Pysarenko, Oleksandr Kaminskyi, Roman Denysiuk, Olena Yevdochenko, Olena Chyhyrynets, Olena Anichkina, Olga Avdieieva, Yuliia Lysetska

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.