Способ повышения фильтруемости пульп при сернокислотной переработке эвдиалитового концентрата


 


Владельцы патента RU 2626121:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" (RU)

Изобретение относится к технологии переработки эвдиалитового концентрата и может быть использовано для получения редких металлов (РЗМ). Способ извлечения редкоземельных элементов и циркония при переработке эвдиалитового концентрата включает обработку эвдиалитового концентрата серной кислотой с добавлением фторида натрия. Далее ведут отделение фильтрованием нерастворимого осадка, его промывание и подачу раствора после промывки и кислотного вскрытия на передел экстракционного разделения катионов РЗЭ и циркония. При добавлении фторида натрия до мольного соотношения F:Zr=3 происходит разрушение аморфной структуры кремнегеля. Техническим результатом является улучшение фильтруемости пульпы без потери извлечения циркония и РЗЭ. 1 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к технологии переработки эвдиалитового концентрата и может быть использовано для получения редких металлов (РЗМ).

Известен способ переработки эвдиалитового концентрата (заявка на изобретение RU №93008059, опубл. 27.03.1996 г.), включающий обработку стехиометрическим количеством 6-8 моль/л НСl в течение 10-20 мин, сушку образовавшегося геля при 130-170°С в течение 1,0-1,5 ч и водное выщелачивание в течение 15-20 мин при комнатной температуре.

Недостатками способа являются неполное извлечение циркония и РЗМ в раствор, а также использование легколетучей соляной кислоты.

Известен способ переработки эвдиалитового концентрата (патент RU №2522074, опубл. 10.07.2014 г.), включающий разложение концентрата минеральной кислотой с получением геля, термическую обработку геля, регенерацию кислоты, водное выщелачивание геля с переводом в раствор редкоземельных элементов (РЗЭ), а в нерастворимый остаток - соединения циркония. Затем ведут отделение раствора от остатка и выделение из остатка соединения циркония. При этом разложение концентрата ведут при расходе кислоты 90-110% от стехиометрического количества, а термическую обработку геля, водное выщелачивание геля и регенерацию кислоты производят одновременно в автоклавных условиях при температуре 175-250°С в течение 1-4 часов с получением раствора РЗЭ, содержащего свободную кислоту. Соединение циркония выделяют из нерастворимого остатка путем мокрого гравитационного сепарирования. В качестве минеральной кислоты используют соляную или азотную кислоты.

Недостатками способа являются неполное извлечение циркония и РЗМ в раствор, использование легколетучей соляной и корозионно-активной азотной кислот, сложность и многостадийность технологического процесса.

Известен способ переработки эвдиалитового концентрата (авторское свидетельство SU №841375, опубл. 10.03.2000 г.), включающий выщелачивание раствором кислоты, отличающийся тем, что с целью комплексного использования сырья, выщелачивание ведут 1-3%-ным раствором щавелевой кислоты при температуре 70-100°С и перемешивании.

Недостатками способа являются неполное извлечение циркония и РЗМ в раствор вследствие образования малорастворимых оксалатов.

Известен способ комплексной технологии переработки эвдиалитового концентрата (патент RU №2183225, опубл. 10.06.2002 г.), принятый за прототип, обработку эвдиалитового концентрата ведут концентрированной серной кислотой, полученную пульпу разбавляют раствором сульфата натрия с переводом в раствор циркония, алюминия, железа, марганца и натрия, отделяют нерастворимый остаток, содержащий РЗЭ, и промывают его водой. Затем осуществляют выделение алюминия из раствора при температуре 10-20°С. Алюминий выделяют в виде аммонийных или калиевых квасцов путем введения сульфатов, карбонатов или гидроксидов аммония или калия, взятых с избытком. После выделения квасцов осуществляют нейтрализацию раствора карбонатом или гидроксидом натрия с выделением из него циркония. После выделения циркония раствор нейтрализуют гидроксидом натрия до рН 8,5-9,0 и отделяют гидроксиды железа и марганца, после чего раствор упаривают до 20-30%-ного содержания в нем сульфата натрия, охлаждают до 10-20°С и отделяют осадок сульфата натрия, а из нерастворимого остатка выделяют РЗЭ конверсией сульфатов РЗЭ в их нитраты или хлориды. После выделения сульфата натрия отработанный раствор используют для разбавления пульпы. Способ обеспечивает комплексность переработки эвдиалитового концентрата, позволяющую извлечь такие ценные компоненты концентрата, как цирконий, алюминий, марганец и РЗЭ.

Недостатками способа являются неполное извлечение циркония и РЗМ в раствор и образование плохо фильтруемой пульпы, на стадии сернокислотного выщелачивания.

Техническим результатом изобретения является повышение фильтруемости пульпы при сернокислотном вскрытии эвдиалитового концентрата до 1,8 м32⋅ч.

Технический результат достигается тем, что при добавлении фторида натрия до мольного соотношения F:Zr=3 происходит разрушение аморфной структуры кремнегеля, приводящее к улучшению фильтруемости пульпы без потери извлечения циркония и РЗЭ.

Способ поясняется фиг. 1, изображающей зависимость фильтруемости пульпы (м32⋅ч) при выщелачивании эвдиалитового концентрата серной кислотой концентрацией 4,37 моль/кг при 95°С от мольного отношения F/Zr.

Способ осуществляют следующим образом. В нагретую до 90°С серную кислоту (концентрацией 4,37 моль/кг), взятую в десятикратном по отношению к навеске концентрата объеме, при постоянном перемешивании добавляется эвдиалитовый концентрат. Фторид-ион в форме фторида натрия марки х.ч. вводится в реакционную смесь вместе с эвдиалитовым концентратом. Количество вводимого в систему фторида должно составлять по мольному отношению F/Zr=3. После внесения эвдиалитового концентрата и фторидной добавки в кислоту пульпа перемешивается при 90-100°С в течение 30 минут. По окончании выщелачивания пульпа в горячем виде фильтруется на воронке Бюхнера при разрежении, создаваемым водоструйным насосом. Осадок промывается горячей дистиллированной водой (при соотношении фаз жидкость-твердое 5:1), промывные воды присоединяют к фильтрату. Фильтрат и неразложившийся остаток анализируется на содержание редких, редкоземельных и примесных металлов, а также на содержание фторид-иона. Анализ концентрации катионов металлов выполняется методами рентгено-спектрального флуоресцентного, масспектрометрического и эмиссионного спектрального анализа. Содержание фторид-иона определяется методом прямой потенциометрии с ионоселективным электродом с фторидной функцией. Минеральный состав неразложившегося остатка установлевается методом рентгенофазового анализа.

Скорость фильтрации замеряется следующим образом. После перенесения пульпы на фильтр, фильтрации основного объема раствора и уплотнения осадка на фильтр подается определенное количество подогретой до 80°С воды и замеряется время прохождения данного объема через слой осадка, который во всех случаях должен быть одинаков и составлять толщину 2,5 см. Площадь фильтра - 6⋅10-3 м2.

При поддержании мольного отношения F/Zr=3 фильтруемость пульп повысилась с 0,05 до 1,8 м32⋅ч без потери извлечения циркония и РЗМ.

Пример: В 1 л нагретой до 90°C серной кислоты (концентрацией 4,37 моль/кг), при постоянном перемешивании добавляется 100 г смеси эвдиалитового концентрата и фторида натрия марки х.ч. Количество вводимого в систему фторида составляет по мольному отношению F/Zr=3. После внесения эвдиалитового концентрата и фторидной добавки в кислоту пульпа перемешивается при 90-100°С в течение 30 минут. Извлечение в раствор суммы РЗЭ составляет 89%, а циркония 98%.

Скорость фильтрации при добавлении фторидной добавки по сравнению с чистым эвдиалитовым концентратом повысилась с 0,05 до 1,8 м32⋅ч без потери извлечения циркония и РЗМ.

Способ переработки эвдиалитового концентрата с извлечением редкоземельных элементов (РЗЭ) и циркония, включающий обработку эвдиалитового концентрата серной кислотой с добавлением фторида натрия, отделение нерастворимого осадка фильтрованием пульпы, промывание осадка, подачу раствора после промывания осадка и кислотной обработки на экстракционное разделение катионов РЗЭ и циркония, отличающийся тем, что добавление фторида натрия c концентратом к серной кислоте ведут до мольного соотношения F:Zr=3 с разрушением аморфной структуры кремнегеля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу переработки апатитового концентрата. Способ включает обработку концентрата кислым раствором в присутствии катионита с последующим отделением продукционной фосфорной кислоты от катионита, содержащего кальций и примесные металлы.

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов. Извлечение скандия из хлоридных растворов сорбцией проводят на твердом экстрагенте (ТВЭКС) на основе гранул полимера, пропитанного фосфорорганическим экстрагентом.

Изобретение относится к области извлечения веществ органическими экстрагентами из водных растворов, в частности к получению редкоземельных металлов (РЗМ) из бедного или техногенного сырья с помощью экстракции.

Изобретения относятся к переработке отработавшего ядерного топлива АЭС. Предложена экстракционная смесь для извлечения ТПЭ и РЗЭ из высокоактивного рафината переработки ОЯТ АЭС, содержащая фосфорорганический экстрагент в полярном разбавителе.

Изобретение относится к способам извлечения металлов из кислотных водных растворов, полученных из различных источников материалов при помощи экстракции растворителями.
Изобретение относится к переработке концентрата РЗМ с выделением из него церия методом электроокисления, а именно к способу электрохимического окисления церия (III) в нитратных растворах при переработке концентратов редкоземельных металлов (РЗМ), с последующей экстракцией или осаждением карбоната или оксалата церия.
Изобретение относится к способу селективного извлечения иттрия и европия из продуктов переработки отходов люминофоров. Способ включает растворение исходного продукта, взятого в виде плава хлоридов, в дистиллированной воде.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, а именно к технологии извлечения скандия из техногенных и продуктивных скандийсодержащих растворов, образующихся после извлечения урана.

Изобретение относится к устройству многоступенчатой экстракции редкоземельных элементов. Блок экстракции "жидкость-жидкость" включает емкость экстракции/разделения, водную фазу в виде пузырьков вводят из верхнего впуска, находящегося в одной боковой стенке, и органическую фазу в виде пузырьков вводят из нижнего впуска, находящегося в упомянутой боковой стенке.

Изобретения относятся к электролитическому производству редкоземельных металлов. Электролитическая ячейка включает корпус, выполненный с одним или более наклонными каналами на дне корпуса для стекания расплавленных редкоземельных металлов.
Изобретение относится к гидрометаллургии и технологии редких элементов и может быть использовано при переработке циркониевых концентратов и цирконийсодержащего сырья и полупродуктов, в том числе отходов глиноземного производства.

Изобретение относится к переработке сырья, содержащего цирконий. Способ включает фторирование сырья, содержащего диссоциированный цирконий, для получения фтористого соединения циркония, а также фтористого соединения кремния.

Изобретение относится к получению слитков гафния. Прессуют брикеты из шихтового гафниевого материала с плотностью брикета не менее ρбр=7,2 г/см3.

Изобретение относится к технологии редких и редкоземельных металлов и может быть использовано на рудоперерабатывающих предприятиях для вскрытия и переработки трудно разлагаемых концентратов для извлечения редкоземельных металлов (РЗМ), циркония, титана и других металлов.

Группа изобретений относится к получению металлического циркония из его рудных пород. Способ получения металлического циркония из водной суспензии частиц руды, содержащей соединения циркония, включает генерацию в объеме сырья физических трапецеидальных магнитных полей, напряженность которых составляет 1,1·105 - 1,5·105 А/м.
Изобретение может быть использовано для дезактивации сложнообогащаемого цирконового концентрата Зашихинского месторождения, содержащего примесь кремния в виде кварца и полевых шпатов.

Изобретение относится к способу обработки сырья, содержащего минерал и/или оксид/силикат металла, полученный из минерала или ассоциируемый с минералом. В способе осуществляют обработку исходного сырья при взаимодействии минерала и/или оксида/силиката металла, полученного из минерала или ассоциируемого с минералом, с кислым фтористым аммонием, имеющим общую формулу NH4F·xHF, в которой 1<х≤5.

Группа изобретений относится к области иодидного рафинирования циркония в замкнутых металлических аппаратах и может быть использовано при иодидном рафинировании других металлов, например титана и гафния.
Изобретение относится к способу переработки эвдиалитового концентрата. Способ включает разложение концентрата минеральной кислотой с получением геля, термическую обработку геля, регенерацию кислоты, водное выщелачивание геля с переводом в раствор редкоземельных элементов (РЗЭ), а в нерастворимый остаток - соединения циркония.

Изобретение относится к металлургии. Способ очистки тетрафторида циркония от примесей включает сублимацию тетрафторида циркония в смеси с 8-30 мас.% металлического циркония и десублимацию образующихся паров.

Изобретение относится к извлечению ценного металла из материала. При этом применяется нанофильтрация, при которой ценный металл извлекают из руды или отходов посредством выщелачивания с помощью подходящего выщелачивающего средства.
Наверх