Способ выделения фосфатов редкоземельных элементов из фосфорной кислоты

 

Изобретение относится к способа извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) как побочных продуктов сернокислотной переработки апатита. Цель изобретения - повышение содержания РЗЭ в продукте. Согласно способу используют затравку при кристаллизации фосфата РЗЭ из производственной кислоты . Условия процесса кристаллизации: массовое соотношение кислоты и затравки 2-4:1, температура 90 - 100°С, время 5-15 мин. В качестве затравки берут спеченный гранулированный или прессованный гексагональный полуводный фосфат изделия или моноклинный фосфат суммы РЗЭ. В результате получают продукт с содержанием фосфата РЗЭ до 70%. По известному способу содержание РЗЭ в продукте не превышает 6-20%. 2 табл. i СЛ С

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЩИМИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„,SU„„1641775

А1

С 01 Г 17/00

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

fIQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР (21) 4489045/26 (22) 03.10.88 (46) 15.04.91. Бил. Р 14 (71) Ленинградский горный институт им. Г.В.Плеханова и Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности (72) Д.Э.Чиркст, И.А.Дибров, К.Н.Чалиян, М.Л.Сомин, С.З.Чемеров и В.С.Поздняков (53) 546.821(088.8) (56) Михайличенко Л.И. и др. Редкоземельные металлы. М.: Металлургия, 198 7, с.48 и 49. (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ФОСФАТОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к способам попутного извлечения редкоземельных элементов при комплексной переработке апатита и может быть использовано. при получении фосфата редкоземельных элементов на предприятиях, производящих фосфорную кислоту по сернокислотному методу.

Цель изобретения — повышение содержания РЗЭ в продукте.

Пример 1. В проточную колонну, наполненную частицами сечением

2-5 мм гранулированного, спеченного или прессованного безводного фосфата редкоземельных элементов в качестве затравки, подают оборотную фосфорную (57) Изобретение относится к способам извлечения редкоземельных элементов (P33) как побочных продуктов сернокислотной переработки апатита, Цель изобретения — повышение содержания

РЗЭ в продукте. Согласно способу используют затравку при кристаллизации фосфата РЗЭ из производственной кислоты. Условия процесса кристаллизации: массовое соотношение кислоты и затравки 2-4:1, температура 90—

100 С, время 5-15 мин. В качестве затравки берут спеченный гранулированный или прессованный гексагональный полуводный фосфат изделия или моноклинный фосфат суммы Р33. В результате получают продукт с содержанием фосфата РЗЭ до 70Х. По известному способу содержание РЗЭ в продукте не превышает 6-20Х. 2 табл. кислоту Р О, полученную при сернокислотном вскрытии апатита, концентрации 127, содержащую 0,047 редкоземельных элементов. На поверхности затравки при 100 С кристаллизуется о фосфат редкоземельных элементов. Скорость пропускания кислоты 0,1 колоночного объема в 1 мин, т.е. время кристаллизации 10 мин. В производственных условиях возможны колебания времени процесса в пределах 5-15 мин.

Концентрация редкоземельных элементов на выкоде в зависимости от концентрации кислоты составляет 0,027. . После пропускання кислоты в количестве 100 свободных объемов колонны по1641775 дача кислоты прекращается на 1 5-20 ч для регенерации поверхностных свойств затравки. После пропускания кислоты -в количестве 1000-2000 свободных объе5 мов затравка с наросшим на ней продуктом диспергируется. Часть полученного фосфата редкоземельных элементов используют для регенерации затравки, остальное количество выводят из процесса в виде продукта.

В табл. 1 приведены данные, полученные в зависимости от вида производственных растворов.

Как видно из приведенных данных, верхний предел концентрации редкоземельных элементов в производственных растворах фосфорной кислоты при.содержании Р О не выше 26» составляет

0,113.

Пример 2. С использованием оборотной кислоты комбината "Фосфорит" прн использовании в качестве эатравкш гранул гексагонального полуводного фосфата церия в массовом соотношении кислоты и затравки 3: 1 в течение 10 мин в зависимости от температуры получен продукт со следующем содержанием РЗЭ:

Температура, с РЗЭ, Х

80 48

90 69

77

100 - 85

105 Кипение кислоты не поз» воляет проведение процесса

Время прохождения фронта кислоты через слой затравки 5-15 мин рекомен- 40 довано на основании данных, полученных в условиях примера 2: ф, мин Концентрация

РЗЭ на выходе, отнесенная к равновесной (с -с»)(с -с )

4 0 5

5 0,7

10 50

15 1

20 1

Хотя оптимальным является время

10-15 мин, в производственных условиях при больших потоках массы раство55

I ра возможны колебания времени кристаллизации до 5 мин.

Пример 3. Данные изменения чистоты продукта при продолжительности процесса 10 мин и температуре

90 С в зависимости от массового соо отношения кислоты и затравки (остальные условия как в примере 2) приведены в табл. 2.

Целесообразно применять начальное соотношение масс 4: 1, которое в результате кристаллизации может уменьшаться к моменту выгрузки продукта до 2:1.

П р и и е р 4. Исследовано выделение фосфата Р33 на различных затравках из оборотной кислоты комбината "Фосфорит" в условиях примера 2 и различной затравке:

Затравка

Содержание

РЗЭ, »

СеР0,1 ° 0,5 Н 0 (гексагональный) 70-80

LnPO4 (моноклинный)

СаЯОа 0 5 H O

CaF<

BiPO@H О (гексагональный) 2

В iPOy (моноклинный) О

Беэ затравки 0

По известному способу содержание

РЗЭ в продукте составляет 6-20Х.

ЬО

34

Формула изобретения

Способ выделения фосфатов редкоземельных элементов из фосфорной кислоты, полученной прн сернокислотной переработке апатита и содержащей 12.—

26Х Р О и 0,04-0, 113 редкоземельных элементов, путем кристаллизации, о тл и ч а ш шийся тем, что, с целью повышения содержания РЗЭ в продукте, кристаллизацию ведут при пропускании раствора с температурой 90100 С в течение 5-15 мин через слой гракулированной спеченной ипи прессованной затравки из гексагонального фосфата церия или безводного моноклинного фосфата суммы редкоземельных элементов при массовом соотношении кислоты и затраВки 2-4:1.

1641775

Таблица 1

РЗЭ, 7

Производственный P О, раствор /з

Выход

РЗЭ, Х на входе на выходе

Оборотная кислота комбината

"Фосфорит"

Оборотная кислота Балаковского завода

Продукционная кислота комбината "Фосфорит"

12-14 0,04-0,05 0,014

65-72

18-20 0,06-0,08 0,035

42-56

24-26 0,08-0,11 0,055

30-50

Таблица 2

1fj

Масса к-ты/масса затравки 1 2 3 4 5

РЗЭ, Х

70 70 70 70 55

Составитель В.Дубровская

Редактор М.Петрова Техред А.Кравчук Корректор И.Муска

Заказ 1120

Тираж 303

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101