Способ получения концентрата скандия из скандийсодержащего раствора



Способ получения концентрата скандия из скандийсодержащего раствора
Способ получения концентрата скандия из скандийсодержащего раствора
Способ получения концентрата скандия из скандийсодержащего раствора

 


Владельцы патента RU 2613238:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU)

Изобретение относится к химии и металлургии, конкретно к технологии извлечения скандия из продуктивных растворов, образующихся при переработке урановых руд, при их добыче методом подземного выщелачивания. В способе извлечения скандия из скандийсодержащего продуктивного раствора используют ионит с фосфор- и сульфосодержащими функциональными группами, обладающего большой емкостью по скандию. Операция промывки приводит к снижению затрат на дальнейшую переработку растворов десорбции и получению более богатых концентратов скандия. Обработка подкисленного раствора десорбции перед осаждением концентрата скандия путем пропускания через высокоосновный анионит позволяет отделить скандий от ионов урана, что приводит к более эффективной последующей переработке растворов десорбции с получением более богатых по скандию концентратов и упрощению дальнейшего получения оксида скандия. Техническим результатом заявляемого изобретения является получение более чистого концентрата скандия. 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к химии и металлургии, конкретно к технологии извлечения скандия из продуктивных растворов, образующихся при переработке урановых руд, при их добыче методом подземного выщелачивания.

Известен способ переработки скандийсодержащих растворов (см. Сорбция и отделение гидролизованных ионов скандия от некоторых сопутствующих ионов металлов. Журнал прикладной химии, 1976, т. 45, с. 1191). Известный способ заключается в следующем. Переработку скандийсодержащих растворов осуществляют сорбцией карбоксильными катеонитами. Исходный раствор обрабатывают щелочным реагентом до pH 3,0-4,5 и направляют на ионообменное извлечение. После сорбции иониты в колонке промывают 0,5-2,0 н. раствором хлорида, перхлората или сульфата натрия (аммония). Десорбируют скандий 0,3-3,0 н. раствором азотной, соляной, фосфорной или азотной кислоты.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании данного известного способа, относится то, что согласно известному способу необходимо предварительно нейтрализовать исходные растворы до pH 3,0-4,5, что усложняет технологию, приводит к дополнительному расходу реагентов. С другой стороны, нейтрализованные растворы являются очень неустойчивыми и быстро гидролизуются, в растворе появляется осадок, который адсорбирует значительное количество скандия при наличии в исходном растворе значительных количеств титана. Это приводит к потере более 50% скандия.

Известен способ извлечения скандия из растворов переработки техногенного сырья (А.с. 1609166 СССР. Способ извлечения скандия из растворов от переработки отходов производства. Опубл. 10.05.2000, БИПМ 2000, N 13. С. 395). Известный способ заключается в сорбции скандия из растворов от переработки различных отходов производства фосфорсодержащими ионитами с последующей промывкой ионита, десорбцией скандия карбонатсодержащим раствором, осаждением из карбонатного элюата скандийсодержащих малорастворимых соединений путем введения фторида алюминия в количестве 50-100 г на 1 г скандия при 70-90°C и выдержкой образующейся суспензии в течение 1,5-3 часа.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании данного известного способа, относится большой расход реагентов для извлечения скандия из карбонатного элюата, неудовлетворительная избирательность извлечения скандия в осадок (что связано с соосаждением металлов примесей) и большой объем перерабатываемых растворов.

Из известных аналогов наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков и назначению является известный способ извлечения скандия из растворов переработки техногенного сырья - полиметаллических отходов производства (Цветная металлургия, 1994, N 8. С. 22-25; Цветные металлы, 1999, N 1. С. 60-65) - принят за прототип.

Способ по прототипу включает сорбцию скандия из растворов фосфорсодержащим ионитом, промывку фосфорсодержащего ионита раствором серной кислоты с концентрацией 100 г/дм3, десорбцию скандия раствором карбоната натрия с концентрацией 150 г/дм3, с получением десорбированного ионита, который направляется на повторную сорбцию скандия и раствора десорбции, который доводится раствором кислоты до pH 1-2, чтобы разрушить карбонатные комплексы скандия, с последующим осаждением из него концентрата скандия путем его обработки раствором гидроксида натрия или аммиака до pH 5-6 и выдержке при температуре 20-40°С в течение 1-2 часов.

К недостаткам способа следует отнести неудовлетворительную емкость по скандию используемого фосфорсодержащего ионита при переработке скандийсодержащих растворов, в которых присутствует значительное количество титана и урана, и в связи с этим низкую степень очистки скандия от титана и урана, что делает дальнейший процесс получения оксида скандия малорентабельным.

В основу изобретения положена задача по созданию высокорентабельного технологического процесса извлечения скандия из продуктивных урановых растворов, образующихся при добыче урана методом подземного выщелачивания.

При этом техническим результатом заявляемого изобретения является получение более чистого концентрата скандия при сокращении затрат на осуществление способа.

Заявляемый технический результат достигается тем, что способ извлечения скандия, согласно изобретению, включает сорбцию скандия на ионите, промывку насыщенного ионита, десорбцию скандия из насыщенного ионита раствором карбоната натрия, с получением десорбированного ионита, который направляется на повторную сорбцию скандия и раствора десорбции, который предварительно подкисляется с последующим осаждением концентрата скандия путем его обработки гидроксидом натрия или аммиаком, отличающийся тем, что сорбцию проводят на ионите с гидроксо- и/или фосфор- и сульфосодержащими функциональными группами, промывку ионита проводят раствором, содержащим 20-200 г/дм3 серной кислоты H2SO4 и 1-20 г/дм3 перекиси водорода. При этом перед осаждением концентрата скандия подкисленный раствор десорбции пропускается через слой высокоосновного анионита.

Использование ионита с фосфор- и сульфосодержащими функциональными группами позволяет повысить емкость ионита по скандию. Это обусловлено наличием на ряду с фосфорсодержащими еще и сульфосодержащих функциональных групп в ионите. Несмотря на то, что сульфосодержащие группы не участвуют в образовании комплексных соединений с ионами скандия, они за счет своей гидрофобности позволяют формироваться более прочным комплексам ионов скандия с фосфорсодержащими группами.

Введение предварительной промывки ионита перед операцией десорбции позволяет отделить скандий от большинства сопутствующих макрокомпонентов, а добавка перекиси водорода позволяет отделиться еще и от ионов титана, что приводит к более эффективной последующей переработке растворов десорбции с получением более богатых по скандию концентратов.

Обработка подкисленного раствора десорбции перед осаждением концентрата скандия, путем пропускания через высокоосновный анионит, позволяет отделить скандий от ионов урана, что приводит к более эффективной последующей переработке растворов десорбции с получением более богатых по скандию концентратов и упрощению дальнейшего получения оксида скандия.

Осуществление заявляемого способа подтверждается следующими примерами.

Пример 1. Навески ионитов с фосфорсодержащими группами и фосфор- и сульфосодержащими функциональными группами в количестве 10 см3 каждая помещали в пластиковые колонки диаметром 10 мм и высотой 100 мм и пропускали через них определенный объем технологического раствора подземного выщелачивания урана. Раствор анализировали до и после пропускания через колонки с ионитами. По разности концентраций анализировали емкость ионитов.

Пример 2. Навески ионита с фосфор- и сульфосодержащими функциональными группами в количестве 10 см3 каждая помещали в пластиковые колонки диаметром 10 мм и высотой 100 мм и пропускали через них определенный объем технологического раствора подземного выщелачивания урана. После завершения пропускания технологического раствора подземного выщелачивания урана через колонки пропускали: через одну определенный объем раствора серной кислоты с концентрацией 200 г/дм3, а через другую определенный объем раствора серной кислоты с концентрацией 200 г/дм3 и перекиси водорода с концентрацией 10 г/дм3. Растворы анализировали на скандий, торий, железо, алюминий и титан до и после пропускания через колонки. По разности концентраций и емкости ионитов анализировали степень отмывки.

Пример 3. Навески ионита с фосфор- и сульфосодержащими функциональными группами в количестве 10 см3 каждая помещали в пластиковые колонки диаметром 10 мм и высотой 100 мм и пропускали через них определенный объем технологического раствора подземного выщелачивания урана. После завершения пропускания технологического раствора подземного выщелачивания урана через колонки пропускали определенный объем раствора серной кислоты с концентрацией 200 г/дм3 и перекиси водорода с концентрацией 10 г/дм3. После завершения пропускания раствора отмывки иониты выгружали из колонок и помещали в реактор, куда при перемешивании, добавляли раствор карбоната натрия 150 г/дм3. После окончания процесса десорбции растворы десорбции отделяли от ионита и подкисляли кислотой до pH 1,6. Один из подкисленных растворов десорбции пропускали через колонку, наполненную высокоосновным анионитом. Прошедший через колонку раствор и раствор сравнения анализировали на содержание ионов урана.

1. Способ получения концентрата скандия из скандийсодержащего раствора, включающий сорбцию скандия на ионите, промывку насыщенного ионита, десорбцию скандия из насыщенного ионита раствором карбоната натрия с получением десорбированного ионита, который направляют на повторную сорбцию скандия, и раствора десорбции, который предварительно подкисляют с последующим осаждением концентрата скандия путем его обработки гидроксидом натрия или аммиаком, отличающийся тем, что сорбцию проводят на ионите с фосфор- и сульфосодержащими функциональными группами, промывку ионита проводят раствором, содержащим 20-200 г/дм3 серной кислоты H2SO4 и 1-20 г/дм3 перекиси водорода.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед осаждением концентрата скандия подкисленный раствор десорбции пропускают через слой высокоосновного анионита.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке фосфатного концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ), получаемого при комплексной переработке апатита, и может быть использовано в промышленности для получения нерадиоактивного карбонатного или гидроксидного концентрата РЗЭ.

Изобретение относится к технологии извлечения скандия из техногенных и продуктивных скандийсодержащих растворов, образующихся после извлечения урана при его добыче методом подземного выщелачивания.

Изобретение относится к гидрометаллургии редких и радиоактивных металлов и может быть использовано для разделения скандия и тория, содержащихся в азотнокислых растворах переработки скандий содержащего сырья.

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности к способу извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) из растворов, и может быть использовано в технологии получения концентратов редкоземельных элементов.

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности к способу извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) из пульп, и может быть использовано в технологии получения концентратов редкоземельных элементов.

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности к способу извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) из пульп и может быть использовано в технологии получения концентратов редкоземельных элементов.

Изобретение относится к способу переработки фосфогипса для получения экологически безопасной и полезной продукции. Способ включает кислотную обработку фосфогипса смешанным раствором, содержащим наряду с серной кислотой фосфорную кислоту, c получением твердой фазы и кислого раствора.

Изобретение может быть использовано при извлечении скандия из скандийсодержащих материалов. Для получения оксида скандия сначала проводят сорбцию на сильнокислотном сульфокатионите гелевой или пористой структуры.

Изобретение относится к способу 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 извлечению скандия и редкоземельных элементов (РЗЭ) из красных шламов. Распульповку красного шлама проводят при рН=0,5-1.

Изобретение относится гидрометаллургии, к извлечению фазы органического экстрагирующего растворителя из эмульсии, стабилизированной твердыми частицами, образовавшейся в контуре гидрометаллургической экстракции растворителем.

Изобретение относится к способу экстракции ионов металлов из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Изобретение относится к способу очистки никелевого электролита от примесей ионов Fe (III), Со (III) и Cu (II) экстракцией с селективным извлечением указанных ионов из электролита в органическую фазу.

Изобретение относится к способу выделения америция из жидких радиоактивных отходов с отделением его от редкоземельных металлов. Способ включает совместную экстракцию америция и редкоземельных металлов из азотнокислого радиоактивного раствора раствором нейтрального органического экстрагента в полярном фторорганическом растворителе, промывку насыщенной металлами органической фазы, селективную реэкстракцию америция.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к диамидам 4,7-дизамещенных 1,10-фенантролин-2,9-дикарбоновых кислот, где R представляет собой радикал, выбранный из группы низший алкил или арил, содержащий 6 атомов углерода, а X представляет собой н-пентокси, хлор или фенил.

Изобретение относится к экстракционной технологии извлечения и разделения ниобия и сурьмы и может найти применение при получении высокочистых соединений ниобия.

Изобретение относится к способу выделения целевого легкого редкоземельного элемента из водного раствора, содержащего два или более элемента из La, Ce, Pr и Nd, путем контактирования органической фазы, содержащей экстрагент, с водным раствором в противоточном многоступенчатом смесителе-осадителе.

Изобретение относится к химической технологии получения соединений редкоземельных элементов (РЗЭ) при комплексной переработке апатитов и может быть использовано в технологии извлечения и концентрирования РЗЭ.

Изобретение относится к технологии получения редкоземельных металлов из низкоконцентрированного или вторичного сырья на стадии разделения суммы лантаноидов. Способ разделения эрбия, самария и празеодима из нитратно-хлоридных растворов включает контакт экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, использование олеиновой кислоты в качестве экстрагента в инертном разбавителе.

Изобретение относится к металлургии рассеянных элементов и представляет собой способ извлечения галлия из щелочно-карбонатных алюминийсодержащих растворов. Способ включает экстракцию галлия раствором азотсодержащего экстрагента N-(2-гидрокси-5-нонилбензил)-β,β-дигидроксиэтиламина в смеси разбавителей, содержащей октан с добавкой 25 об.% октанола.

Изобретение относится к обработке фосфатного концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ), получаемого при комплексной переработке апатита, и может быть использовано в промышленности для получения нерадиоактивного карбонатного или гидроксидного концентрата РЗЭ.
Наверх