Применение хлора в металлургии редких и цветных металлов

Морозов И.С.

Наука, 1966 г.

Титанониобаты редкоземельных металлов (лопарит, эвксенит, пирохлор), танталит, циркон, ильмено-рутил,молибденит, вольфрамит, касситерит имеют исключительно большое значение для получения весьма важных редких и цветных металлов, их соединений и сплавов, необходимых в современной технике.

Из всех методов, предложенных для переработки титанонио-батов редкоземельных металлов, титан- и цирконийсодержащих концентратов, метод хлорирования газообразным хлором принят промышленностью в качестве основного.

Сущность этого метода переработки редкоэлементного сырья состоит в том, что рудный концентрат в смеси с углем подвергается действию газообразного хлора при 550—900° С. Процесс хлорирования проводится в шахтной печи или в хлораторе в расплаве хлористых солей.

Образующиеся в процессе хлорирования низкокипящие хлориды ниобия, тантала, циркония, титана, ванадия, вольфрама, молибдена, железа, алюминия и некоторых других металлов улетучиваются и улавливаются в конденсационных устройствах, а высококипящие хлориды щелочных, щелочно- и редкоземельных металлов, а также тория остаются в шихте или в расплаве. Таким путем достигается разделение хлоридов.

Применение газообразного хлора в промышленности редких и некоторых цветных металлов получило в настоящее время всеобщее признание и широкое распространение. Высокая реакционная способность хлора, значительное разнообразие свойств его соединений, а также легкость взаимодействия хлоридов с другими химическими соединениями дают возможность достаточно полно извлекать из перерабатываемого материала все ценные составляющие и получать металлы высокой степени чистоты.

Проблема получения ниобия, тантала, титана, циркония и редкоземельных металлов в СОСР была поставлена в 1934—1935 гг., когда академиком А. Е. Ферсманом и его учениками были открыты мощные месторождения эвдиалита в районе Ловозера, пирохлора и циркона — на Урале и в Сибири.

Уже к 1937 г. нами были получены обнадеживающие результаты по переработке лопаритовых концентратов хлорным методом, дающим возможность извлекать из лопарита ниобий, тантал, титан и редкоземельные металлы в виде отдельных соединений.

В настоящее время хлорный метод широко применяется промышленностью для получения как безводных хлористых солей, так и металлов.

Производство металлического титана, ниобия, тантала, циркония, гафния, редкоземельных металлов, германия, кремния основано на применении газообразного хлора. Недалеко то время, когда газообразный хлор будут применять как для получения олова, ванадия, вольфрама, молибдена, хрома, никеля, кобальта, безводного хлористого марганца, так и для переработки фосфорсодержащих руд с целью извлечения из них фосфора в виде хлор-окиси.

Необходимо отметить большую роль академика Г. Г. Уразова в постановке проблемы применения хлора в металлургии и академика Н. П. Сажина в освоении и развитии хлорного метода в редкометаллической промышленности.