Способ переработки фосфогипса

Изобретение относится к комплексной переработке фосфогипса. Технология может быть использована при производстве концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ), а также гипсовых строительных материалов. Способ переработки фосфогипса включает предварительное гранулирование фосфогипса с серной кислотой с последующим перколяционным выщелачиванием гранулированного материала раствором серной кислоты с концентрацией до 0,1 мас.% в режиме рециркуляции раствора между стадиями выщелачивания и сорбции. Дальнейшую десорбцию тория и кальция осуществляют раствором нитрата аммония с концентрацией 80-120 г/л. Десорбцию РЗЭ осуществляют раствором нитрата аммония с концентрацией 240-280 г/л. Осаждение концентрата РЗЭ проводят раствором гидроксида аммония с концентрацией 150-300 г/л. Способ обеспечивает повышение производительности, эффективность и универсальность переработки фосфогипса и увеличение содержания РЗЭ в получаемом гидроксидном концентрате. 3 з.п. ф-лы, 5 табл.

 

Изобретение относится к технологии комплексной переработки фосфогипса и может быть использовано для производства концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ), а также гипсовых строительных материалов.

Известные способы переработки фосфогипса являются недостаточно эффективными. Основные причины этого - невозможность переработки фосфогипса (фосфополугидрата и фосфодигидрата) с получением богатых концентратов РЗЭ, удобных для последующей переработки. Разработка более универсальной технологии переработки фосфогипса позволит увеличить содержание РЗЭ в получаемом концентрате и вовлечь более бедные отвальные отходы производства фосфогипса.

Известен способ грануляции материала с серной кислотой (Патент РФ № 2571676, МПК С22В 3/04) , который позволяет организовать кучное выщелачивание урана.

Известен способ переработки фосфогипса для производства концентрата РЗЭ и гипса (см. Ciurla Z., Grudzewski W. Economiczne problem odzyskiwania ziem rzadkich z . I. Utylizacia z odzyskiwaniem // Gosp. surow. miner. 1990. T. 6, №4. C. 819-828), включающий выщелачивание фосфогипса 10 мас. % H2SO4 в течение 1 часа при температуре 60°С и отношении Т:Ж=1:2,5, отделение осадка гипса от раствора выщелачивания, отмывку гипса от остатка раствора выщелачивания репульпацией в воде, выделение концентрата РЗЭ из раствора выщелачивания путем аммонизации его до рН 8-9 и осаждением гидроксидов РЗЭ, отделение осадков РЗЭ от маточного раствора. Низкоконцентрированный раствор сульфата аммония упаривают. Степень извлечения в раствор выщелачивания составляет не более 45%.

К недостаткам известного способа следует отнести то, что он характеризуется невысокой степенью извлечения РЗЭ в раствор выщелачивания, невысоким содержанием РЗЭ в гидроксидном концентрате при выщелачивании раствором серной кислоты 10 мас. % и температуре 60°С. Схема предусматривает несколько фильтраций, репульпацию и упаривание технологических растворов, что приводит к большому расходу серной кислоты, аммиака, воды и энергетическим затратам.

Известен способ переработки фосфогипса для производства концентрата РЗЭ и гипса (Патент РФ № 2337879, МПК C01F 11/46), включающий выщелачивание фосфогипса 22-30 мас. % раствором серной кислоты. Раствор выщелачивания отделяют от осадка центрифугированием. Извлечение РЗЭ в раствор составляет 64,6-82,1%. Из раствора получают концентрат на основе двойных сульфатов РЗЭ и натрия, содержащий до 29,4% ∑Tr2O3.

К недостаткам известного способа следует отнести использование высококонцентрированного раствора 22-30 мас. % серной кислоты, отделение осадка от раствора выщелачивания центрифугированием, невысокое содержание РЗЭ в концентрате до 29,4% ∑Tr2O3 при извлечении РЗЭ в раствор 64,6-82,1%.

Наиболее близким является способ переработки фосфогипса для производства концентрата РЗЭ и гипса (Патент РФ № 2551292, МПК C01F 11/46, C01F 17/00), включающий предварительную водную обработку, выщелачивание фосфогипса путем пропускания раствора серной кислоты с концентрацией 3-6 мас. % при Ж:Т не менее 1,4:1 через его слой с вытеснением и отделением водного раствора и переводом РЗЭ и примесных компонентов, в том числе тория, в раствор выщелачивания. (Далее проводят нейтрализацию с получением гипсового продукта.) РЗЭ и торий извлекают из раствора выщелачивания сорбцией с использованием сульфоксидного катионита и образованием обедненного по РЗЭ и торию сернокислого раствора, который используют в обороте. Вначале проводят десорбцию тория из насыщенного катионита раствором серной кислоты с концентрацией 3-6 мас. % и Ж:Т=5:1, затем получают редкоземельный десорбат с использованием раствора нитрата аммония 380 г/л при Ж:Т=6:1. Осаждение РЗЭ из десорбата проводят смесью газообразного аммиака и диоксида углерода (объемное соотношение 2:1) до обеспечения рН 7,45. Извлечение РЗЭ из десорбата в пересчете на сумму безводных оксидов не менее 60 мас. % суммы оксидов РЗЭ составило 99,6%. Ториевый кислый десорбат направляют на выщелачивание фосфогипса.

К недостаткам способа-прототипа следует отнести:

1. многостадиальную обработку фосфогипса, включающую: предварительную обработку фосфогипса водой или фторсодержащим раствором, выщелачивание раствором серной кислоты 3-6 мас. % с отделением водного раствора и отдельным выводом РЗЭ в раствор выщелачивания, промывку фосфогипса водой и нейтрализацию промытого фосфогипса с получением гипсового продукта.

2. Использование на технологических операциях растворов с высокой концентрацией: для выщелачивания - серная кислота с концентрацией 3-6 мас. %, предварительная обработка катионита раствором серной кислоты с концентрацией 3-6 мас. %, последующая десорбция РЗЭ с катионита раствором нитрата аммония 340-380 г/л.

3. Применение смеси газообразных реагентов аммиака и диоксида углерода для осаждения РЗЭ из десорбата.

4. Периодичность обработки фосфогипса на стадии выщелачивания не позволяет организовать непрерывный процесс выщелачивания и ограничивает объемы переработки, тем самым не дает возможности увеличивать производительность и экономичность процесса.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении производительности, эффективности, универсальности и экономичности способа переработки фосфогипса, увеличении содержания РЗЭ в получаемом гидроксидном концентрате и получении гипсового продукта.

Технический результат достигается за счет

- использования гранулированного с серной кислотой фосфогипса на стадии выщелачивания,

- возможности методического выщелачивания и автоматизации процесса выщелачивание-сорбция,

- применения перколяционного выщелачивания РЗЭ водой и растворами серной кислоты с содержанием до 1,0 мас. %,

- использования рециркуляции растворов выщелачивания малого объема на стадии выщелачивание-сорбция в замкнутом цикле,

- предварительной десорбции примесей Th и Са с насыщенного РЗМ сульфокатионита раствором нитрата аммония;

- применения низких концентраций десорбирующих реагентов, а также нитрата аммония при последующей десорбции РЗМ;

- использования раствора аммиака для выделения концентрата РЗЭ.

Способ переработки фосфогипса включает его грануляцию с серной кислотой, перколяционное выщелачивание редкоземельных элементов, которое проводится при орошении гранулированного материала водой или раствором серной кислоты с концентрацией до 1,0 мас. %, сорбцию РЗЭ проводят сульфокатионитом в Н+ форме (в режиме непрерывной рециркуляции малого объема раствора выщелачивания) в цикле выщелачивание-сорбция, десорбцию тория и кальция с насыщенного катионита - раствором нитрата аммония (80-120 г/л), десорбцию РЗЭ при Ж:Т=5:1 или 3:1 раствором нитрата аммония с концентрацией 240-280 г/л , осаждение концентрата РЗЭ раствором NH4OH с содержанием 150-300 г/л при рН=7,5-8. Все технологические операции проводятся при температуре 18-25°С.

Изобретение реализуется на примерах конкретных технологических операций и режимных параметрах.

Пример № 1. Выщелачивание фосфогипса водой и раствором серной кислоты

Пример № 2. Извлечение РЗЭ из раствора выщелачивания осуществляют с использованием сульфоксидного катионита в Н+-форме

Пример № 3. Предварительная обработка насыщенного РЗЭ сульфокатионита с целью удаления тория и кальция (десорбция примесей)

Пример № 4. Десорбция РЗЭ с насыщенного сульфокатионита

Пример № 5. Осаждение РЗЭ из товарных аммониевых десорбатов

Из приведенных Примеров 1-5 видно, что заявляемый способ позволяет эффективно перерабатывать фосфогипс с получением нерадиоактивного редкоземельного концентрата с высоким содержанием ∑Tr2O3 порядка 69 мас. % и получить гипсовый продукт, соответствующий марке строительного гипса Г 5, Г 6 по ГОСТ - 23789-79 «Гипсовая вяжущая, Методика».

Способ извлечения РЗЭ с использованием грануляции фосфогипса, рециркуляции растворов перколяционного (кучного) выщелачивания и сорбции сульфокатионитом позволяет организовать переработку крупных объемов продукта (фосфогипса).

Последовательное проведение десорбции примесей (тория, кальция) и РЗЭ в две стадии с сульфокатионита растворами нитрата аммония различной концентрации позволяет получить нерадиоактивный редкоземельный концентрат.

Предлагаемый способ позволит снизить расход серной кислоты, улучшить фильтрационные свойства гранулированного фосфогипса, исключить дробную обработку (разделение растворов на порции) и дополнительную фильтрацию выщелоченных растворов, увеличить эффективность извлечения РЗЭ в режиме перколяционного (кучного) выщелачивания и использования реагентов, снизить объем циркуляционных технологических растворов и исключить опасность заиливания шламмами, реализовать автоматическое аппаратурное оформление процесса получения концентрата РЗЭ в непрерывном режиме, обеспечивающем экологическую безопасность за счет оборота технологических растворов на стадиях передела.

1. Способ переработки фосфогипса, включающий выщелачивание водой и раствором серной кислоты, сорбцию редкоземельных элементов (РЗЭ) из раствора сульфоксидным катионитом, дальнейшую двухстадиальную последовательную десорбцию тория, кальция и РЗЭ, отличающийся тем, что фосфогипс предварительно гранулируют с серной кислотой, затем проводят перколяционное выщелачивание гранулированного материала водой или раствором серной кислоты с концентрацией до 1,0 мас. %, в режиме рециркуляции раствора между стадиями выщелачивания и сорбции, причем сорбцию РЗЭ проводят сульфоксидным катионитом в Н+ форме в режиме непрерывной рециркуляции раствора выщелачивания в цикле выщелачивание-сорбция при соотношении 64-100 объемов раствора на 1 объем сорбента, дальнейшую десорбцию тория и кальция осуществляют раствором нитрата аммония с концентрацией 80-120 г/л, десорбцию РЗЭ осуществляют раствором нитрата аммония с концентрацией 240-280 г/л, осаждение концентрата РЗЭ проводят раствором гидроксида аммония с концентрацией 150-300 г/л.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перколяционное выщелачивание проводят при суммарном соотношении Ж:Т=30:1-20:1.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осаждение концентрата РЗЭ проводят при pH=7,5-8.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сорбцию РЗЭ проводят при объеме циркулирующего раствора Ж:Т=1:1-3:1, оборот раствора соответствует 30 до 10 циклов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных элементов из отходов производства минеральных удобрений - фосфогипса. Способ включает выщелачивание и сорбцию редкоземельных элементов из раствора с использованием сорбента с последующей десорбцией редкоземельных элементов раствором сульфата аммония.
Изобретение относится к технологии неорганических веществ, а именно к гидрометаллургии скандия. Способ разделения скандия и сопутствующих металлов заключается в обработке скандийсодержащего раствора серной кислотой в присутствии соли, содержащей ионы аммония, при нагревании с последующими фильтрацией полученного осадка, его промывкой этиловым спиртом и сушкой.

Изобретение относится к переработке золошлаковых отходов ТЭЦ с целью извлечения из них редкоземельных металлов и скандия и последующем использовании их в производстве строительных материалов.

Изобретение относится к извлечению редкоземельных металлов из сырьевых материалов, содержащих эти элементы. Селективное извлечение осуществляют из насыщенных маточных растворов в виде оксалатов РЗЭ.

Изобретение относится к составу и способу получения твердого экстрагента для извлечения скандия из сернокислых растворов. Предлагается твердый экстрагент (ТВЭКС) для извлечения скандия из скандийсодержащих растворов, содержащий стиролдивинилбензольную матрицу с ди-(2-этилгексил)фосфорной кислотой.
Изобретение относится к способам переработки эвдиалитового концентрата и может быть использовано для получения соединений циркония, редкоземельных элементов (РЗЭ) и диоксида кремния.

Изобретение относится к способу восстановления скандия и ионов, содержащих скандий, из сырьевого потока, который может представлять собой, без какого-либо ограничения, щелок или пульпу от выщелачивания.

Изобретение относится к способу переработки красного шлама при получении скандийсодержащего концентрата и оксида скандия, в котором ведут карбонизационное выщелачивание, сорбцию скандия на фосфорсодержащем ионите, десорбцию скандия и осаждение скандиевого концентрата.

Изобретение относится к технологии получения оксида скандия (Sc2O3) из концентрата скандия, попутно выделяемого, в том числе, при извлечении урана, переработке руд и отходов цветных и редких металлов.

Изобретение относится к выделению РЗМ из производственных растворов, полученных при переработке апатитового концентрата серной кислотой. Может быть использовано на предприятиях горно-перерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных элементов из отходов производства минеральных удобрений - фосфогипса. Способ включает выщелачивание и сорбцию редкоземельных элементов из раствора с использованием сорбента с последующей десорбцией редкоземельных элементов раствором сульфата аммония.

Изобретение относится к извлечению лития и может быть использовано для выделения лития из отвалов забалансовых руд. Способ включает обогащение сподуменовой руды методом кусковой радиометрической сепарации, флотационное обогащение с получением сподуменового концентрата, декрипитацию и сернокислотное извлечение из него лития с использованием Сонкора в качестве катионного собирателя с обеспечением флотации слюды и загрязняющих минеральных примесей.
Изобретение относится к технологии неорганических веществ, а именно к гидрометаллургии скандия. Способ разделения скандия и сопутствующих металлов заключается в обработке скандийсодержащего раствора серной кислотой в присутствии соли, содержащей ионы аммония, при нагревании с последующими фильтрацией полученного осадка, его промывкой этиловым спиртом и сушкой.

Изобретение относится к переработке золошлаковых отходов ТЭЦ с целью извлечения из них редкоземельных металлов и скандия и последующем использовании их в производстве строительных материалов.

Изобретение относится к способу переработки нефелинового сырья и подовой золы с получением низкоконцентрированного композиционного коагулянта-флокулянта. Способ получения предусматривает смешение в массовых процентах нефелинового сырья 1-99 мас.% и зольных продуктов 1-99 мас.%, последующее растворение сухой дисперсии в 5-10% серной кислоте при массовом соотношении сухой дисперсии к растворителю (2-5):(95-98) в течение 2-8 часов.

Изобретение относится к области извлечения ценных веществ - ванадия, урана, молибдена и редкоземельных металлов из черносланцевых руд. Способ включает измельчение руды, противоточное двухстадиальное выщелачивание раствором серной кислоты, разделение пульп на обеих стадиях фильтрованием, отмывку ценных растворимых веществ от осадка на второй стадии с получением укрепленного и первого промывного растворов, контрольное осветление товарного фильтрата на первой стадии.
Изобретение относится к способам переработки эвдиалитового концентрата и может быть использовано для получения соединений циркония, редкоземельных элементов (РЗЭ) и диоксида кремния.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу переработки лепидолитового концентрата. Способ включает измельчение концентрата, сульфатизацию измельченного концентрата серной кислотой и выщелачивание водой сульфатизированного концентрата.

Cпособ относится к области гидрометаллургии редких и рассеянных элементов, в частности к сорбционному извлечению ванадия из руд. Способ заключается в том, что полученные при кислотном выщелачивании рудного сырья сернокислые растворы сорбируют на анионообменную смолу, после чего маточные растворы сорбционного извлечения ванадия обрабатывают подготовленным раствором - ферригелем в количестве 12,5-25,0 г на 1 г ванадия, который после фильтрации подают на операцию сернокислого выщелачивания исходной руды, для повышения извлечения целевого компонента.

Изобретение относится к гидрометаллургии и предназначено для извлечения редкоземельных элементов из отвального фосфогипса и получения гипсового вяжущего. Проводят сернокислотное выщелачивание РЗЭ из пульпы ФГ в режиме циркуляции с электрохимической и кавитационной активацией.
Изобретение может быть использовано в производстве сорбентов для очистки жидких стоков от тяжелых металлов и радионуклидов, наполнителя для лакокрасочных и строительных материалов. Способ переработки сфенового концентрата включает его измельчение и разложение разбавленной серной кислотой при нагревании с переводом титана в раствор, а кальция и кремния - в твердый остаток. Титансодержащий раствор отделяют от кальцийкремниевого остатка, который обрабатывают с получением наполнителя. В титансодержащий раствор вводят высаливающий реагент в виде серной кислоты до обеспечения концентрации 850-950 г/л H2SO4 и нагревают до кипения. Образовавшуюся сернокислую жидкую фазу направляют на разложение концентрата. Титановую твердую фазу обрабатывают фосфорной кислотой с концентрацией 20-50% Н3РО4 при массовом отношении P2О5:TiО2, равном 2-3,5:1. Полученную суспензию фильтруют с разделением на фосфорнокислый фильтрат и осадок фосфата титана, который промывают водой и сушат. Фосфорнокислый фильтрат используют при обработке титановой твердой фазы. Изобретение позволяет повысить экологичность, увеличить сорбционную емкость фосфата титана, эффективно. 2 з.п. ф-лы, 4 пр.

Изобретение относится к комплексной переработке фосфогипса. Технология может быть использована при производстве концентрата редкоземельных элементов, а также гипсовых строительных материалов. Способ переработки фосфогипса включает предварительное гранулирование фосфогипса с серной кислотой с последующим перколяционным выщелачиванием гранулированного материала раствором серной кислоты с концентрацией до 0,1 мас. в режиме рециркуляции раствора между стадиями выщелачивания и сорбции. Дальнейшую десорбцию тория и кальция осуществляют раствором нитрата аммония с концентрацией 80-120 гл. Десорбцию РЗЭ осуществляют раствором нитрата аммония с концентрацией 240-280 гл. Осаждение концентрата РЗЭ проводят раствором гидроксида аммония с концентрацией 150-300 гл. Способ обеспечивает повышение производительности, эффективность и универсальность переработки фосфогипса и увеличение содержания РЗЭ в получаемом гидроксидном концентрате. 3 з.п. ф-лы, 5 табл.

Наверх