Способ извлечения редкоземельных элементов из рудного концентрата коры выветривания месторождения "кундыбай"

 

Использование: извлечение редкоземельных элементов из руды коры вывертывания месторождения "Кундыбай". Сущность способа: рудный концентрат измельчают до размера зерен менее 0,05 мм. Обрабатывают его смесью растворов гидроксида натрия концентрацией 100-200 г/л и карбоната натрия концентрацией 100-250 г/л. Температура 80-110^oC. Обработку ведут в 2 стадии. Избыток смеси растворов гидроксида и карбоната натрия со второй стадии возвращают на первую стадию. В процессе обработки поддерживают мольное соотношение РЗЭ и Na в реагентах равным РЗЭ:Na 1:(4,5-9). Извлечение РЗЭ достигает 90-97%. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области технологии редкоземельных элементов. Известно, что богатые редкоземельные месторождения исчерпаны и возникла необходимость вовлекать в производство бедные или труднообогатимые руды. К последним относятся руды коры выветривания, в которых РЗЭ представлены фосфатами РЗЭ (черчитом, рабдофанитом, ксенотимом или монацитом). Одним из таких месторождений является "Кундыбайское", расположенное в Казахстане. Редкоземельные элементы представлены в основном черчитом - дигидрофосфатом РЗЭ (LnPO₄·2H₂O) с небольшой примесью других фосфатов.

Для извлечения редкоземельных элементов концентрат руды месторождения "Кундыбай" измельчают до размера частиц менее 0,05 мм. Измельченный продукт обрабатывают водным раствором смеси неорганических соединений - гидроксида натрия концентрацией 100-200 г/л и карбоната натрия концентрацией 100-250 г/л при температуре 80-110^oC. Обработку руды проводят в две стадии. На первой стадии свежую руду обрабатывают оборотным водным раствором смеси гидроксида и карбоната натрия. Продолжительность обработки 1-3 ч. При этом вскрываются наиболее мелкие, хорошо вскрываемые частицы руды: В осадке остаются гидроксиды и карбонаты РЗЭ, неразложившейся черчит и пустая порода. Осадок отделяют от водного раствора, содержащего фосфат натрия, избыток гидроксида и карбоната натрия, промывают водой и подвергают вторичной обработке, но свежим водным раствором смеси гидроксида и карбоната натрия. Свежий раствор реагентов разлагает трудно вскрываемые, крупные частицы руды. Образующийся осадок РЗЭ и пустой породы отделяют фильтрацией от жидкой фазы, которую после извлечения фосфата натрия направляют на первую стадию. Осадок гидроксокарбонатов РЗЭ и пустой породы (алюмосиликаты и кварц) растворяют в минеральной кислоте и извлекают РЗЭ известными методами. Вскрытие проводят, поддерживая мольное соотношение масс РЗЭ и Na в реагентах, равное Ln:Na 1:(4,5-9). Достоинство технологии заключается в том, что степень вскрытия достигает 90-95%, а процесс без существенных затрат можно повторить дважды. Кроме того, рекомендованная смесь гидроксида и карбоната натрия слабо агрессивна, а избыток реагентов регенерируется в самом процессе.

Пример. Навески концентрата руды месторождения "Кундыбай", измельченной до размера частиц 0,05 мм, обрабатывали в химическом стакане в течение 2 ч водными растворами карбоната и гидроксида натрия. Условия проведения процесса вскрытия и полученные результаты приведены в таблице. Температуру обработки желательно поддерживать близкой к температуре кипения пульпы, в области 97-102^oC. Повышение температуры более 110^oC опасно выбросом пульпы из реакционного аппарата. При вскрытии фосфатов РЗЭ гидроксидом или карбонатом натрия стехиометрическое соотношение РЗЭ и реагентов равно Ln:Na 1:3. При таком соотношении реагентов вскрытие не достаточно полное. Оптимальное соотношение Ln:Na 1:6. Большой избыток гидроксида и карбоната натрия нежелателен из-за необходимости дополнительных затрат на регенерацию. Соотношение гидроксида и карбоната натрия рекомендовано исходя из того, что при небольшой концентрации гидроксида натрия не достигается полнота вскрытия, а концентрация 300-400 г/л крайне опасна из-за возможности выброса пульпы и агрессивности системы. Введение карбоната натрия позволяет проводить процесс более мягко, достигая полного вскрытия при существенно низкой концентрации щелочи. Можно сказать, что мелкие частицы черчита вскрываются карбонатом натрия, а более крупные - гидроксидом натрия. Гидроксиды РЗЭ могут переходить в карбонаты, при этом освобождаются гидроксил-ионы, которые вновь возвращаются в процесс Предложенный способ позволяет вовлечь в производство новый вид сырья.

Формула изобретения

1. Способ извлечения редкоземельных элементов из рудного концентрата коры выветривания месторождения "Кундыбай", заключающийся в том, что исходный рудный концентрат обрабатывают водным раствором смеси гидроксида натрия концентрацией 100 200 г/л и карбоната натрия концентрацией 100 250 г/л при 80 110^oС в две стадии с использованием на первой стадии при обработке концентрата избытка раствора смеси гидроксида натрия и карбоната натрия, полученного на второй стадии.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что молярное соотношение редкоземельных элементов и натрия в реагентах поддерживают равным РЗЭ Na 1 (4,5 ^oC 9).

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после первой стадии обработки проводят удаление фосфат-ионов и обработку на второй стадии ведут свежим раствором смеси гидроксида натрия и карбоната натрия.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходный рудный концентрат предварительно измельчают до частиц размером менее 0,05 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1