Способ извлечения редкоземельных и благородных металлов из золошлаков


 


Владельцы патента RU 2537634:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) (RU)

Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных и благородных металлов из золошлаков энергетических предприятий. Способ включает подготовку золошлаков, смешение их с выщелачивающим раствором, накопление биомассы микроорганизмов, бактериальное выщелачивание редкоземельных и благородных металлов, разделение полученной суспензии на осадок и осветленную жидкость с выделением из последней редкоземельных и благородных металлов. При этом на стадии накопления биомассы микроорганизмов добавляют насыщенный раствор карбоната кальция в количестве 1-10% от расхода выщелачивающего раствора. Бактериальное выщелачивание проводят в режиме многокамерной флотации с интенсивностью аэрации 0,1-0,5 м32·мин, причем интенсивность аэрации в каждой последующей камере снижают по сравнению с предыдущей на 5-10%. В качестве микроорганизмов используют бактерии рода Acidithiobacillales. Флотацию осуществляют с использованием мелкодисперсной аэрации со средним размером пузырьков 20-300 мкм. Размер пузырьков в каждой последующей камере увеличивают на 10-15%. Техническим результатом изобретения является повышение извлечения редкоземельных и благородных металлов из золошлаков за счет интенсификации процесса культивирования организмов 3 з.п. ф-лы, 3 пр.

 

Область техники

Предлагаемое изобретение относится к области переработки отходов, конкретно к способам извлечения ценных металлов из техногенных отходов, а именно к способам извлечения редкоземельных металлов из золошлаков, образующихся при сгорании каменного угля, в том числе на предприятиях энергетики.

Уровень техники

Известен способ извлечения редкоземельных металлов из золошлаков энергетических предприятий, включающий подготовку золошлаков, смешивание их с выщелачивающими растворами, накопление биомассы микроорганизмов, бактериальное выщелачивание редкоземельных металлов, разделение полученной суспензии на осадок и осветленную жидкость с выделением из последней редкоземельных металлов и обезвоживание осадка (патент Японии JP 06315371. Extraction of metal oxide from coal fly ash. МПК A62D 3/00; C22B 3/18; Опубликовано 15.11.1994).

Существенным недостатком известного способа являются низкий уровень извлечения редкоземельных металлов из золошлаков энергетических предприятий, а также высокие энергозатраты.

Наиболее близким техническим решением является способ бактериального выщелачивания редкоземельных и благородных металлов из золошлаков (патент США US 5278069 (A). Bioleaching method for the extraction of metals from coal fly ash using thiobacillus. МПК C12N 1/20; C22B 3/00; C12R 1/01; C22B 3/18. Опубликовано 11.01.1994), включающий подготовку золошлаков, смешение их с выщелачивающими растворами, накопление биомассы микроорганизмов, бактериальное выщелачивание редкоземельных и благородных металлов, разделение полученной суспензии на осадок и осветленную жидкость с выделением из последней редкоземельных и благородных металлов и обезвоживание осадка.

Существенным недостатком известного способа является недостаточно высокая степень извлечения редкоземельных металлов, а также высокие энергозатраты.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является повышение эффективности извлечения редкоземельных и благородных металлов из золошлаков.

Задача решается за счет того, что предложен способ извлечения редкоземельных и благородных металлов из золошлаков энергетических предприятий, включающий подготовку золошлаков, смешение их с выщелачивающими растворами, накопление биомассы микроорганизмов, в частности бактерий рода Acidithiobacillales, бактериальное выщелачивание редкоземельных и благородных металлов, разделение полученной суспензии на осадок и осветленную жидкость с выделением из последней редкоземельных и благородных металлов и обезвоживание осадка. При этом на стадии накопления биомассы микроорганизмов в смесь добавляют насыщенный раствор карбоната кальция в количестве от 1 до 10% от расхода выщелачивающего раствора, а бактериальное выщелачивание редкоземельных и благородных металлов проводят в режиме многокамерной флотации с интенсивностью аэрации 0,1…0,5 м32·мин, причем интенсивность аэрации в каждой последующей камере снижают по сравнению с предыдущей на 5…10%. В качестве микроорганизмов используют бактерии рода Acidithiobacillales. Флотацию осуществляют с использованием мелкодисперсной аэрации со средним размером пузырьков от 20 до 300 мкм. Размер пузырьков в каждой последующей камере увеличивают на 10…15%.

Осуществление изобретения

Предлагаемый способ осуществляют в несколько этапов:

1. Сепарация золошлаков на концентрационных столах.

Пример 1.

Бактериальное выщелачивание редкоземельных и благородных металлов из золошлаков Алексинской ТЭЦ проводили следующим образом:

1. Обработка золошлаковых материалов на концентрационном столе.

2. Смешение полученного в результате обработки концентрата с выщелачивающим раствором.

3. Накопление биомассы аборигенных серо- и железоокисляющих микроорганизмов с доминированием бактерий рода Acidithiobacillales, содержащихся в исходных золошлаках, до концентрации клеток порядка 106…107 кл/мл. При этом добавляли насыщенный раствор СаСО3 в объеме 1% от количества выщелачивающего раствора.

4. Проведение бактериального выщелачивания редкоземельных металлов в течение 3 суток в режиме многокамерной флотации (4 камеры) с интенсивностью аэрации в первой камере 0,5 м32·мин, причем в каждой последующей камере интенсивность аэрации снижали по сравнению с предыдущей на 5% и интенсивность аэрации соответственно составила во второй 0,475 м32·мин, в третьей 0,451 м32·мин, в четвертой 0,428 м32·мин. Средний размер пузырьков в первой камере составил 20 мкм, причем в каждой последующей камере размер пузырьков увеличивали на 10%, и размер пузырьков во второй камере составил 22 мкм, в третьей 24 мкм, в четвертой 27 мкм.

5. Разделение полученной суспензии на осадок и осветленную жидкость с выделением из последней редкоземельных и благородных металлов и обезвоживание осадка.

В результате по завершении процесса бактериального выщелачивания получили извлечение по редкоземельным металлам:

Скандий - 63,5%

Иттрий - 61,9%

Лантан - 59,8%

По благородным металлам:

Золото - 78,4%

Серебро - 72,6%

В случае бактериального извлечения по известному способу (прототипу) извлечение металлов составило соответственно: скандий - 35,8%; иттрий - 33,6%; лантан - 41,3%; золото - 59,7%; серебро - 61,2%.

Пример 2.

Бактериальное выщелачивание редкоземельных и благородных металлов осуществляли из золошлаков Каширской ГРЭС с их предварительной обработкой на концентрационном столе. Полученный в результате такой обработки концентрат смешивали с выщелачивающим раствором и проводили дальнейшие операции, как и в примере 1, за исключением того, что расход насыщенного раствора карбоната кальция на стадии накопления биомассы составил 5% от расхода выщелачивающего раствора, а интенсивность аэрации в режиме многокамерной флотации была равна в первой камере 0,3 м32·мин, причем интенсивность аэрации в каждой последующей камере снижали по сравнению с предыдущей на 7,5%, и интенсивность аэрации соответственно составила во второй 0,278 м32·мин, в третьей 0,257 м32·мин, в четвертой 0,237 м32·мин.

При этом средний размер пузырьков в первой камере составил 160 мкм, причем размер пузырьков в каждой последующей камере увеличивали на 12,5%, и размер пузырьков составил во второй камере 180 мкм, в третьей 203 мкм, в четвертой 228 мкм.

Затем проводили разделение полученной суспензии на осадок и осветленную жидкость с выделением из последней редкоземельных и благородных металлов и обезвоживание осадка.

В результате по завершении процесса бактериального выщелачивания получили следующее извлечение по редкоземельным металлам: скандий - 66,1%; иттрий - 68,3%; лантан - 61,4%; а по благородным металлам: золото - 81,3%; серебро - 82,6%. В случае известного способа получили: скандий - 35,8%; иттрий - 33,6%; лантан - 41,3%; золото - 59,7%; серебро - 61,2%.

Пример 3.

Бактериальное выщелачивание редкоземельных и благородных металлов осуществляли из золошлаков ТЭЦ-22 г. Москва с их предварительной обработкой на концентрационном столе. Полученный в результате такой обработки концентрат смешивали с выщелачивающим раствором и проводили дальнейшие операции, как и в примере 1, за исключением того, что расход насыщенного раствора карбоната кальция на стадии накопления биомассы составил 10% от расхода выщелачивающего раствора, а интенсивность аэрации в режиме многокамерной флотации в первой камере 0,5 м32·мин, причем интенсивность аэрации в каждой последующей камере снижали по сравнению с предыдущей на 10%, и интенсивность аэрации составила соответственно во второй камере 0,45 м32·мин, в третьей 0,405 м32·мин, в четвертой 0,346 м32·мин.

При этом средний размер пузырьков в первой камере составил 184 мкм, причем размер пузырьков в каждой последующей камере увеличивали на 15% и составил во второй камере 217 мкм, в третьей 255 мкм, в четвертой 300 мкм.

Затем проводили разделение полученной суспензии на осадок и осветленную жидкость с выделением из последней редкоземельных и благородных металлов и обезвоживание осадка.

В результате по завершении процесса бактериального выщелачивания получили следующее извлечение по редкоземельным металлам: скандий - 62,4%; иттрий - 61,6%; лантан - 62,8%; а по благородным металлам: золото - 79,5%; серебро - 80,6%.

В случае известного способа получили извлечение соответственно: скандий - 35,8%; иттрий - 33,6%; лантан - 41,3%; золото - 59,7%; серебро - 61,2%.

Таким образом, получен положительный эффект повышения извлечения по редкоземельным металлам, в частности по скандию примерно 26,6-30,3%; по иттрию - 28-34,7%; по лантану - 50,5-21,5%; по благородным металлам: золоту - 18,7-21,6%; серебру - 11,4-21,4%.

1. Способ извлечения редкоземельных и благородных металлов из золошлаков энергетических предприятий, включающий подготовку золошлаков, смешение их с выщелачивающим раствором, накопление биомассы микроорганизмов, бактериальное выщелачивание редкоземельных и благородных металлов, разделение полученной суспензии на осадок и осветленную жидкость с выделением из последней редкоземельных и благородных металлов и обезвоживание осадка, при этом на стадии накопления биомассы микроорганизмов добавляют насыщенный раствор карбоната кальция в количестве 1-10% от расхода выщелачивающего раствора, а бактериальное выщелачивание редкоземельных и благородных металлов проводят в режиме многокамерной флотации с интенсивностью аэрации 0,1-0,5 м32·мин, причем интенсивность аэрации в каждой последующей камере снижают по сравнению с предыдущей на 5-10%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве микроорганизмов используют бактерии рода Acidithiobacillales.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что флотацию осуществляют с использованием мелкодисперсной аэрации со средним размером пузырьков от 20 до 300 мкм.

4. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что размер пузырьков в каждой последующей камере увеличивают на 10-15%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к бактериальному выщелачиванию металлов из техногенных отходов. Установка для бактериального выщелачивания металлов из техногенных отходов включает аппарат для накопления биомассы микроорганизмов в жидкой среде с техногенными отходами, аппарат для выщелачивания металлов из техногенных отходов, узел для выделения металлов из жидкой среды с техногенными отходами в виде аппарата для ионной флотации и блок регенерации выщелачивающих растворов в виде резервуара с пневматической системой аэрации.

Изобретение относится к переработке техногенных отходов. Готовят шихту путем смешивания медного гальваношлама с карбонатом натрия, хлоридом натрия и с углем или углем и касситеритовым концентратом.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для утилизации отработанных и дефектных люминесцентных ламп. Способ демеркуризации люминесцентных ламп включает их разрушение и обработку отходов под слоем предварительно приготовленного демеркуризационного раствора, промывку и сортировку отходов.

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов. Медеэлектролитный шлам обезмеживают.

Изобретение относится к способам получения коллективного концентрата для извлечения благородных металлов из глинисто-солевых отходов предприятий, перерабатывающих калийно-магниевые руды и каменную соль.

Изобретение относится к отражательной печи для переплава алюминиевых ломов. Печь содержит корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, накопительную ванну и наклонную площадку, ограниченные подом и стенками, свод, две сливные летки, поворотную чашу, газоход и сварной каркас, на котором все размещено.

Изобретение относится к гидрометаллургии, а именно к выщелачиванию молибдена из техногенных минеральных образований, и предназначено для извлечения молибдена. Способ включает электрохимический и фотохимический синтез в выщелачивающем растворе активных окислителей и комплексообразователей с получением анолита и католита.
Изобретение относится к способу комплексной переработки красного шлама - отходов глиноземного производства, содержащего гематит, шамозит, гетит, магнетит, алюмосиликаты, для получения железосодержащего концентрата и алюмосиликатного продукта и изготовления строительных материалов.
Изобретение относится к способу переработки медно-ванадиевых отходов процесса очистки тетрахлорида титана. Твердые медно-ванадивые отходы выщелачивают водой с получением медно-ванадиевой пульпы, в которую подают гипохлорит кальция или осветленную пульпу газоочистных сооружений титано-магниевого производства с концентрацией активного хлора, равной 15-90 г/дм3, при соотношении гипохлорита кальция к медно-ванадиевой пульпе, равном (1,5-2,0):1.

Изобретение относится к способу извлечения металлов из потока, обогащенного углеводородами и углеродистыми остатками, при помощи секции обработки. Способ включает направление указанного потока на экстракцию путем смешивания указанного потока с подходящим гидрофилизирующим агентом, способным устранять гидрофобные свойства указанного потока, направление смеси, состоящей из указанного потока и указанного гидрофилизирующего агента, на разделение с отделением жидкой фазы, содержащей большую часть гидрофилизирующего агента и углеводородов, растворенных из твердой фазы.

Изобретение относится к извлечению оксида скандия из красных шламов - отходов глиноземного производства. Способ включает выщелачивание красного шлама карбонатными растворами при одновременной газации шламовой пульпы газо-воздушной смесью, содержащей CO2, фильтрацию пульпы с получением скандийсодержащего раствора, последовательное отделение скандия от примесных компонентов, осаждение соединений скандия из очищенного раствора, фильтрацию, промывку и сушку осадка скандиевого концентрата.

Изобретение относится к переработке фосфатного редкоземельного концентрата (ФРЗК), полученного при азотно-кислотной переработке апатита. Способ переработки ФРЗК, выделенного при нейтрализации азотно-фосфорнокислого раствора, полученного после вскрытия апатита азотной кислотой, включает обработку ФРЗК азотной кислотой и отделение нерастворимого остатка из полученного нитратно-фосфатного раствора редкоземельных элементов (РЗЭ).

Изобретение относится к способам извлечения церия(IV) из сульфатных растворов методом экстракции и может быть использовано для концентрирования церия(IV) из руд, производственных растворов сложного солевого состава и в аналитических целях.

Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных элементов из фосфорной кислоты при переработке хибинских апатитовых концентратов на удобрения. Способ включает сорбцию с помощью сильно-кислотного макропористого катионита Purolite С-150, осуществляемую в диапазоне температур 40-80°C, промывку насыщенного суммой редкоземельных элементов сорбента водой, десорбцию раствором нитрата аммония с получением товарного десорбата и дополнительную экстракционную очистку полученного десорбата 100% трибутилфосфатом.

Изобретение относится к способу комплексной переработки апатита с извлечением и получением концентрата редкоземельных металлов (РЗМ) и строительного гипса из фосфогипса - отхода сернокислотной технологии получения фосфорной кислоты из апатита.
Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных металлов (РЗМ) и строительного гипса из фосфогипса - отхода сернокислотной технологии получения фосфорной кислоты из апатита.

Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса включает сернокислотное выщелачивание РЗМ из пульпы фосфогипса с наложением ультразвуковых колебаний, разделение пульпы выщелачивания на продуктивный раствор РЗМ и кек, осаждение коллективного концентрата РЗМ из продуктивного раствора с получением водной фазы.

Изобретение относится к переработке лопаритового концентрата. Способ включает измельчение концентрата и пирометаллургическое вскрытие концентрата в два этапа.

Изобретение относится к способу извлечения концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ) из экстракционной фосфорной кислоты. Экстракционную фосфорную кислоту с концентрацией 27-45 мас.%, содержащую РЗЭ и торий, пропускают через сульфоксидный катионит с образованием обедненного по РЗЭ торийсодержащего фосфорнокислого раствора и катионита, насыщенного РЗЭ.
Изобретение относится к технологии переработки фосфогипса - отхода предприятий, производящих фосфорные удобрения. Способ включает вскрытие фосфогипса серной кислотой, последующее извлечение редкоземельных элементов (РЗЭ) и обработку очищенного фосфогипса оксидом кальция.

Изобретение относится к бактериальному выщелачиванию металлов из техногенных отходов. Установка для бактериального выщелачивания металлов из техногенных отходов включает аппарат для накопления биомассы микроорганизмов в жидкой среде с техногенными отходами, аппарат для выщелачивания металлов из техногенных отходов, узел для выделения металлов из жидкой среды с техногенными отходами в виде аппарата для ионной флотации и блок регенерации выщелачивающих растворов в виде резервуара с пневматической системой аэрации.
Наверх