Способ получения редких металлов

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ из растворов, включающий сорбцию анионитом, перевод его в кар (Эонатную форму, десорбцию карбонатносолевыми растворами с получением товарного регенерата и отрегенерированного анионита, подкисление регенерата с вьщелением металла в осадок, разде ление осадка и раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения, сокра-. щения расхода химреагентов и за11р1ты окружающей среды, перед выделением металла в осадок отрегенерированный анионит промьшают раствором, полученным после отделения осадка, с корректировкой его солями натрия и аммония до соотношения ионов натрия и аммония 1:0,2-2,0 при их суммарном содержании 2,0-4,5 г-экв/л. 2. Способ по п. 1, отличающ и и с я тем, что промывку осуще (Л ствляют раствором, полученным после отделения осадка,при контактировании с исходгам анионитом в течение 1-2 ч с доу15реплением его нейтральной солью g нат-рия до концентрации 0,1-0,2моль/Jv

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦ МЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГВБЛИН.

„. SU „„103281 () 4 С 22 В 34/34 С 22 В 34/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ АЗССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3358913/22-02 (22) 09. 10 ° 81 (46) 30.09.86. Бюл. И 36 (72) В;В. Хабиров, Ф.Н. Тумашев, Л.П.. Михайлов, И.П .Агалаков, А.В.: Орлов и Л.Т. Хабирова. (53) 669.27,28.3(088.8) (56) Гусаков Э.Г., Варганов Л.Г. и др. Аппаратурное оформление схем при переработке растворов подземно1 о выщелачивания. — Горно-металлургическая промышленность, Н 1, 1976, с. 23-27.

Рейнгольд В.И., Хлебникова Г.А.

Сорбция молибдена из содовых растворов анионитом АВ-17.-Цветные металлы, В 7, 1968, с. 61-63. (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕДКИХ

МЕТАЛЛОВ из растворов, включающий сорбцию анионитом, перевод его в карбонатную форму, десорбцию карбонатносолевыми растворами с получением товарного регенерата и отрегенерированного анионита, подкисление регенерата с выделением металла в осадок, разде<ление осадка и раствора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени извлечения, сокра-. щения расхода химреагентов и защиты окружающей среды, перед выделением металла в осадок отрегенерированный анионит промывают раствором, полученным.после отделения осадка, с корректировкой его солями натрия и аммония до соотношения ионов натрия и аммОния

1:0,2-2,0 при их суммарном содержании 2,0-4,5 r-зкв/л.

2. Способ по п. 1, î т л и ч а ю- ф шийся тем, что промывку осуществляют раствором, полученным после отделения осадка,при контактировании с исходным анионитом в течение 1-2 ч с доукреплением его нейтральной сольют натрия до концентрации О, 1-0,2моль/4r ., 1032810

Изобретение относится к области металлургии редких металлов, а именно к способам получения редких металлов.

В настоящее время известен способ получения редких металлов из растворов и пульп сорбцией с последующей дедесорбцией ме аллов карбонатными растворами.

К недостаткам способа относич:» я значительный расход химреагентов, снижение механической прочности анионита в цикле сорбция-десорбция, высокая остаточная емкость по редкому металлу из-за ухудшения массообмена в связи с газовыделением при переводе 15 анионита из одной иоУной формы в другую и большой объем оборотных растворов.

Известен также способ получения

1редких металлов из растворов, включа- 20 ющий сорбцию анионитом, перевод его в карбонатную форму, десорбцию карбонатио-солевыми растворами с получени-. ем товарного регенерата и отрегенерированного анионита, подкнсление pere- 25 нерата с выделением металла в осадок, разделение осадка и раствора.

Этот способ является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатками способа являются невысокая степень извлечения, большой расход химреагентов и загрязнение окружающей среды.

Целью изобретения является повышение степени извлечения, сокращение расхода химреагентов и защита окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, 40 что в способе получения редких металлов из растворов, включающем сорбцию анионитом, перевод его в карбонатную форму, десорбцию карбонатно-солевыми растворами с получением товарного регенерата и отрегенерированного анио45 нита, подкисление регенерата с выделением металла в осадок, разделение осадка и раствора, согласно изобретению перед выделением металла в осадок отрегенерированный анионит промывают раствором, полученным после отделения осадкй, с корректировкой его солями натрия и аммония до отношения ионов натрия и аммония 1:0,2-2,0 при их суммарном содержании 2,0-

-4,5 r-зкв/л.

Кроме того, промывку осуществляют раствором, полученным после отделения осадка, при контактировании с исходным аниЬнитом в течение 1-2 ч с доукреплением его нейтральной солью натрия до концентрации О,1

0,2 моль/л. . Сущность изобретения заключается в следующем.

Насыщенный анионит промывают водой от содержащихся в пбровой влаге солей железа и алюминия и переводят в карбонатную форму. Десорбцию редкого металла с насыщенного анионита ведут карбонатно-солевыми растворами.

Полученный товарный регеиерат подкисляют кислотой и выделяют редкий металл в осадок. Раствор после отделения осадка направляют на контактирование с анионитом для улавливания редкого металла из раствора после осаждения.

Наиболее предпочтительно проводить операцию контактирования в течение

1-2 ч,,так как при продолжительности контактнрования менее 1 ч наблюдается не полное извлечение редкого металла .из раствора. Неэкономично проводить

1 процесс контактирования более 2 ч, :так как для полноты извлечения редкого металла из раствора вполне достаточно 2 ч. Далее анионит направляют на операцию перевода в карбонатную форму, а раствор доукрепляют нейтральной солью натрия и направляют на промывку отрегенерированного аниоиита.

Доукрепление раствора солью натрия провф ят с целью сокращения потерь анионита от снижения механической прочности, так как устраняется обработка анионита в карбонатной форме растворами серной кислоты. Это возможно ввиду того, что промывочный раствор содержит большое количество сульфатиона, поступающего в раствор на стадии десорбции редкого металла, а также на операции подкисления товарного регенерата и выделения редкого металла в осадок. Экспериментально показа" но, что отмывка раствором сульфата натрия более эффективна, чем раствором серной кислоты, поскольку сокращаются потери анионита и повышается его механическая прочность в процессе сорбции-десорбции.

Добавка ионов натрия в десорбирующий раствор способствует повышению растворимости редкого металла в сульфатно-карбонатном растворе и уменьшает объем товарной Фракции регенерата, 103 281О что ведет к увеличению концентрации редкого металла в ней и сокращению расхода химреагентов на переработку регенерата.

Задавать натрий в раствор для про- 5 мывки необходимого в виде нейтральной соли из расчета 0,1-0,2 моль/л, так как в этих пределах натрий выводится из системы за один оборот растворов.

Добавка ионов натрия осуп1ествляется в определенном количестве. Это обусловлено тем, что при снижении ее по отношению к иону аммония ниже 1:2 уменьшается растворимость редкого ме- 5 талла и происходит выпадение солей редкого металла.

Увеличение содержания ионов натрия до соотношения к иону аммония более 1:0,2 вызывает возрастанием 20 остаточной емкости ионита по редкому металлу, что увеличивает сбросную с концентрацию металла в маточниках сорбции. Нижний предел суммарного содержания ионов натрия и аммония в 25

2 г -экв/л обусловлен необходимостью получения удовлетворительной остаточной емкости ионита (меньше 1,0 кг/т), а верхняя граница в 4,5 r-экв/л выбрана исходя из экономики процесса, у0 б поскольку увеличение концентрации соли натрия выше этого предела вызовет повышение затрат на дальнейшую переработку раствора с получением готовой продукции.. 35

П р и м e p . Данный способ испытан в полупромышленных условиях при десорбции молибдена с анионита ВП-1Ап и вольфрама с анионита ВП-1п.

Насыщенные аниониты промывали в

40 колонке диаметром 100 мм и высотой

4,0 м 2 об/об анионита водой в течение 2 ч. Отмытые от солей железа и алюминия аниониты переводили в карбонатную форму и направляли на десорб45 цию молибдена и вольфрама. Десорбцию молибдена и вольфрама вели раствором, содержащим сульфат и карбонат-аммония с добавками иона натрия. Процесс десорбции вели в двух колонках диаметром 100 мм и высотой 4,0 м. Раствор пропускали со скоростью 0,25 об/об анионита в 1 ч.

После вывода 1,5 об/об товарного

55 регенерата проводили осаждение редкого металла корректировкой рН среды серной кислотой до значений 2,1.

Осадок выпадал в виде молибденовой и вольфрамовой кислот, молибцатов и вольфраматов аммония до остаточной концентрации 2 г/л.

Раствор после отделения осадка контактировали в течение 1,5 ч с анионитом в динамических условиях.

Концентрация редких металлов при этом на выходе из колонки диаметром

О, 1 и высотой 4,0 м снижалась до

0,01 г/л. Затем раствор доукрепляли по натрию до соотношения ионов натрия и аммония в растворе 1:1,3 при. их суммарном содержании в растворе

3,0 r-экв/л и направляли на промывку отрегенерированного анионита.

Отрегенерированный и переведенный в сульфатную форму аниоиит направляли на сорбцию.

Данные испытаний представлены в таблице, где также приведены параметры, получаемые при работе по про- тотипу. Для выяснения влияния этих процессов на механическую прочность анионита были поставлены дополнительные исследования с чередованием операций сорбции, конверсии в карбонатную форму, десорбции и перезарядки анионита в сульфатную форму pG предлагаемому способу и прототипу.

После проведения 50 циклов меха" ническая прочность при работе по прототипу упала с 97,7 до 83,07., а по предлагаемому способу — 89-90Х.

Результаты испытаний подтверждают, что осуществление процесса десорбции молибдена по данному способу позволяет получить следующие преимущества (см. таблицу):

1. Повысить степень извлечения металла.

2. Сократить расход химреагентов в 2-3 раза.

3. Снизить остаточную емкость анионита с 20-70 кг/т до 2-5 кr/ò .

4. Повысить механическую прочность в цикле сорбция-десорбция на 67 и, тем самым, сократить расход анионита.

5. Устранить выброс солевых растворов в окружающую среду.

Ожидаемый экономический эффект по ориентировочным расчетам составит

0,5 руб. на 1 кг молибдена и 0,3 руб. на 1 кг вольфрама.

1032810

Получение молибдена и вольфрама

Содер- Продолжание

Состав

Состав раствора на сорбции

Марка анио нита

Емкость насьпцения анираст

Сульфаты онита, кг/т талла, г/л

По предлагаемо ф

Иа+ИН

4,5 500 0,005 6 30-50

ВП-1Ап 2,5"3

Мо

r

4,5 600 0,005 8 30-50

3,0

ВП-1 п

По прототигу

ВП 1ап 2,5-3 0

500 О, 050 16

Мо

3,0

500 0,040 16

ВП-1п

Сорбируемый редкий металл

Концентрация редкого мередкого металла в маточникак сорбции, г/л ность десорбции, ч

1032810 с использованием анионитов

Ф десорбирующего вора, г/л

Расход химреагентов, кг/кг редкого металла

Концентрация в товарном регенерате, г/л

МеханичесРедкий металл

Карбонат-бикарбонат

Сульфат натрия

Бикарбоиат аммония

Серная кислоРедко- Карбого ме- нат+биталла карбонат та му способу

На+ЯК, 2, 0 90 50-60 2-.5

4 Ф

На+%

90-100 О, 010

20 1 8 0»4

4 Ф

Na +NH

90-100 0 010 2,0 100 50-60 4-5

2С 18 03 !

NHy

3,5 50-60 120-140 50- 80 -83

3,5 3,0

150

3,0 70-80 120-140 20-30 83

3-0 2,6

Техред Л.Олейзибв

Редактор С. Титова

Корректор С. Черни

Подписное

Тиран 567

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьгйнй

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4./5

Заказ 5257/2

1 . Производственно-полиграфическое предприятие, г. Укгород, ул. Проектная, 4

Объем товарного регенера-. тора об/об анионита

Оста точи емко анко та п редк ме Мал лу» кг/г кая щ очность анионита восле

50 циклов сорбций» десорб ция °