Научные исследования участников НОЦ «Кузбасс – Донбасс» в области переработки отходов угледобычи: фокус на редкоземельные элементы
В рамках комплексной научно-технической программы «Чистый уголь – зелёный Кузбасс» учёные Кузбасского государственного технического университета исследовали оптимальные условия процесса извлечения лантана из твёрдых отходов углеобогащения.
Добыча и переработка минерального сырья играют важную роль в развитии промышленности, однако их увеличение приводит к накоплению опасных отходов, негативно сказывающихся на экологии. Комплексная переработка таких отходов поможет снизить экологическую нагрузку.
Сегодня всё большее внимание уделяется вопросу переработки отходов углеобогащения, в составе которых присутствуют редкоземельные элементы, таких как лантан (La), церий (Ce) и др. металлы группы лантаноидов. Они используются в различных отраслях промышленности, например, в стекольной – в виде оксидов, в лакокрасочной – при производстве лаков и красок.
Кроме того, известно, что крупнейшими месторождениями редкоземельных элементов располагает Китай, и в настоящее время экспорт полезных компонентов ограничен, что является ещё одной причиной поиска альтернативных источников добычи ценных металлов.
В своей работе учёные КузГТУ использовали методику перколяционного (кучного) выщелачивания ценных компонентов из образцов, полученных из различных видов пород углеобогащения ЦОФ «Березовская». Способ прост в реализации, требует низких капитальных затрат и позволяет извлекать полезные компоненты из хвостов рудообогатительных фабрик. Также обеспечивается контроль состава руды и возможности механизации и автоматизации процесса.
Исследования велись при разном соотношении твёрдой и жидкой фаз (проба/серная кислота) и различной скорости подачи раствора серной кислоты на гранулы образцов.
В результате лабораторных исследований кучного выщелачивания лантана из твёрдой фазы в жидкую учёные КузГТУ определили оптимальные условия миграции лантана из твёрдого остатка в фильтрат, а именно – выявили соотношение твёрдой/жидкой фаз и скорость подачи раствора серной кислоты на гранулы образцов. Для эффективного выщелачивания, как показал эксперимент, необходимо использовать минимальную скорость подачи раствора с большим объёмом.