Способ вскрытия эвдиалитового концентрата

Изобретение относится к металлургии редких металлов. Способ переработки эвдиалитового концентрата включает предварительную механоактивацию концентрата и последующую гидрометаллургическую обработку. Предварительную обработку проводят до суммарного количества усвоенной эвдиалитом энергии в виде поверхности областей когерентного рассеяния и микродеформаций, составляющей не менее 800 кДж/моль. Гидрометаллургическую обработку проводят в две стадии, при этом на первой стадии проводят щелочную обработку 40%-ным раствором NaOH при температуре 120°С, Ж:Т не более 10:1 и продолжительностью обработки не менее 8 ч, а получаемый после щелочной обработки осадок на второй стадии подвергают обработке соляной кислотой СHCl=30-36% при температуре 90°С, Ж:Т=10:1, в течение 1 ч. Обеспечивается снижение температуры щелочной обработки. 2 табл.

 

Изобретение относится к металлургии редких металлов.

Эвдиалит является перспективным источником сырья для производства редкоземельных металлов (РЗМ) среднетяжелой и тяжелой групп.

Сложность вскрытия определяется высоким содержанием SiO2 (40-60%) в его составе, что приводит при кислотном вскрытии к образованию геля кремниевой кислоты с высокой сорбционной поверхностью, на которой сорбируются ионы РЗМ и циркония и извлечение их в раствор не превышает 80%.

Пирометаллургические способы переработки эвдиалитового концентрата позволяют получать огнеупорные материалы с извлечением тугоплавких редких металлов (РМ), но при этом высокоценные РЗМ не извлекаются (А.с. №1333670 (СССР) Способ получения плавленых огнеупоров / Кононов М.Е., Кулаков А.Н., Пахомовский Я.О., Маслобоев В.А. // Бюл. 32 от 30.08.87 г.).

Известен гидрометаллургический способ получения жидкого стекла при взаимодействии эвдиалита с растворами щелочей (NaOH и КОН) в гидротермальных условиях (Говорухина О. А., Маслобоев В.А. Взаимодействие эвдиалита с растворами NaOH и КОН в гидротермальных условиях. - В кн.: Химико-маталлургическая переработка минерального и техногенного сырья Кольского полуострова, апатиты, изд. Кольского филиала АН СССР, 1988, с. 29-30). Цирконий при этом остается в твердой фазе, а извлечение кремния в раствор составило 45%.

Недостатком данного способа является: повышенные энергозатраты.

Известен также гидрометаллургический способ щелочной обработки эвдиалитового концентрата при температуре 150°С и давлении 5-7 атм в течение 6 часов с предварительным его измельчением до крупности менее 20 мкм, однако извлечение SiO2 в раствор не превысило 33% (Мельник Н.А., Авсарагов Х.Б. Распределение радиоактивности при обогащении эвдиалитовых луярвитов и радиационная оценка технологической схемы / В сб. Химико-металлургическая переработка минерального и техногенного сырья Кольского полуострова. - Апатиты: Академия наук СССР, 1988. - С. 25-28.)

Предварительное тонкое измельчение оказалось неэффективным для глубокого изменения структуры эвдиалита и повышения его реакционной способности, что не позволило получить значительный результат.

Недостатком данного способа является: сложность оборудования, его высокая стоимость и повышенные энергозатраты.

Последний гидрометаллургический способ щелочной обработки эвдиалитового концентрата с применением предварительного измельчения до крупности менее 20 мкм - принят нами за прототип.

Технический результат изобретения является снижение энергозатрат (за счет снижения температуры щелочной обработки) и комплексная переработка сырья с отделением основной части кремния от ценных компонентов (РЗМ и РМ).

Технический результат достигается тем, что в способе переработки эвдиалитового концентрата, включающем предварительную механоактивацию и последующую гидрометаллургическую обработку, с целью увеличения реакционной способности обрабатываемого материала, предварительную обработку проводят до суммарного количества усвоенной эвдиалитом энергии в виде поверхности областей когерентного рассеяния и микродеформаций - ΔES+ΔEε не менее 800 кДж/моль, а последующую гидрометаллургическую обработку проводят в две стадии. При этом на первой стадии щелочную обработку 40%-ным раствором NaOH при температуре 120°С, соотношении Ж:Т не более 10:1 и продолжительности не менее 8 часов. Получаемый после щелочной обработки осадок на второй стадии подвергают кислотной обработке CCHI=30-36% при температуре 90°С, Ж:Т=10:1, в течение 1 часа.

Оценка количества усвоенной при механоактивации энергии позволяет не только оценить, но и контролировать реакционную способность целевой фазы активированного материала не по степени или скорости его реагирования, то есть на конечном этапе переработки, а по степени его структурных изменений сразу после извлечения из механического активатора.

Оценка степени механического воздействия на кристаллическую решетку эвдиалита проводилась по количеству запасенной энергии с помощью методики изложенной в работе Е.В. Богатыревой, А.Г. Ермилова «Оценка доли энергии, запасенной при механической активации минерального сырья» Неорганические материалы, 2008, том 44, с. 242-247:

где ΔEd - количество энергии, запасенной в виде изменения межплоскостных расстояний кристаллической решетки соединения:

К - коэффициент относительного изменения объема элементарной ячейки соединения (по модулю);

Elatt - энергия кристаллической решетки соединения.

ΔEs - количество энергии, запасенной в виде поверхности областей когерентного рассеяния (ОКР):

Esurƒ - поверхностная энергия соединения до активации;

Vmol - мольный объем соединения;

Di, D0 - размеры областей когерентного рассеяния соединения после механической активации и до нее, соответственно.

ΔЕε - количество энергии, запасенной в виде микродеформаций:

EY - модуль Юнга соединения;

ε1, ε0 - среднеквадратичная микродеформация соединения после механической активации и до нее, соответственно

Предварительную обработку эвдиалитового концентрата проводят до суммарного количества усвоенной эвдиалитом энергии в виде поверхности областей когерентного рассеяния и микродеформаций - ΔES+ΔЕε, не менее 800 кДж/моль.

Предварительная механоактивация обеспечивает повышенную реакционную способность концентрата и извлечение кремния в раствор не менее 60% на первой стадии гидрометаллургической обработки - щелочной (NaOH) обработке.

Условия щелочной обработки: CNaOH=40%; температура 120°С, Ж:Т не более 10:1 и продолжительность обработки не менее 8 часов обеспечивают увеличение скорости фильтрации пульпы с 0,07-0,14 до 0,7-4,5 дм3/(м2 мин), то есть на 1-2 порядка.

Вторая стадия гидрометаллургической обработки - обработка осадка первой стадии соляной кислотой CHCI=30-36% при температуре 90°С, Ж:Т=10:1, продолжительности 1 час обеспечивает извлечение РЗМ и циркония в раствор от 90 до 94%.

Механоактивации подвергали эвдиалитовый концентрат крупностью 73,6% фракции менее 250 мкм, содержащего, %: 49,9 SiO2; 9,81 ZrO2; 1,99 TiO2; 1,96 MnO; 1,837 РЗМ2О3; 0,626 Nb2O5.

Активацию проводили в центробежной планетарной мельнице марки ЛАИР-0.015 при ускорении 25 и 35 g.

Мшк - соотношение массы мелющих тел и массы загруженного концентрата.

τМА - продолжительность механоактивации.

Ж:Т - соотношение жидкой и твердой составляющих в пульпе при гидрометаллургической обработке.

τЩ/О - продолжительность щелочной обработки.

τК/О - продолжительность кислотной обработки.

Примеры практической реализации представлены в таблице 1 - щелочная (NaOH) гидрометаллургическая обработка эвдиалитового концентрата и в таблице 2 - двухстадийная гидрометаллургическая обработка эвдиалитового концентрата.

Представленные данные показывают, что суммарное количество усвоенной эвдиалитом энергии в виде областей когерентного рассеяния и микродеформаций коррелируется с извлечением кремния в раствор при щелочной гидрометаллургической обработке эвдиалитового концентрата и извлечением РЗМ в раствор при двухстадийной гидрометаллургической обработке концентрата. Данные по условиям механоактивации приведены поскольку это единственные реперы на сегодняшний день, используемые большинством исследователей.

Способ переработки эвдиалитового концентрата, включающий предварительную механоактивацию концентрата и последующую гидрометаллургическую обработку, отличающийся тем, что предварительную обработку проводят до суммарного количества усвоенной эвдиалитом энергии в виде поверхности областей когерентного рассеяния и микродеформаций - ΔES+ΔEε, составляющей не менее 800 кДж/моль, а последующую гидрометаллургическую обработку проводят в две стадии, при этом на первой стадии проводят щелочную обработку 40%-ным раствором NaOH при температуре 120°С, Ж:Т не более 10:1 и продолжительности обработки не менее 8 ч, а получаемый после щелочной обработки осадок на второй стадии подвергают обработке соляной кислотой СHCl=30-36% при температуре 90°С, Ж:Т=10:1, в течение 1 ч.



 

Похожие патенты:

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

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности к способу извлечения редкоземельных металлов (далее РЗМ) из продуктивных растворов при сернокислотном выщелачивании урановых руд.

Изобретение относится к способу получения оксида скандия из скандийсодержащих концентратов. Способ включает растворение скандийсодержащего концентрата в минеральной кислоте, очистку скандиевого раствора от примесей, отделение осадка от скандиевого раствора, его обработку щелочным агентом, отделение осадка соединений скандия от раствора.

Изобретение относится к обработке фосфатного концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ), получаемого при комплексной переработке апатита, и может быть использовано в химической промышленности для получения нерадиоактивных карбонатного или гидроксидного концентратов РЗЭ.
Изобретение относится к технологии редких и радиоактивных элементов и может быть использовано для получения концентратов редких и редкоземельных элементов из монацита.

Изобретение относится к комплексной переработке фосфогипса. Технология может быть использована при производстве концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ), а также гипсовых строительных материалов.

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 может быть использовано в производстве сорбентов для очистки жидких стоков от тяжелых металлов и радионуклидов, наполнителя для лакокрасочных и строительных материалов.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ улучшения качества титансодержащего сырья включает окисление титансодержащего сырья с использованием газообразного кислорода и одновременное селективное хлорирование примесных металлов в титансодержащем сырье.

Изобретение относится к технологиям переработки рудного сырья и может быть использовано для переработки титаномагнетитового рудного сырья. Способ переработки титаномагнетитового рудного сырья включает дробление исходной руды с последующим выделением ванадийсодержащего концентрата.

Изобретение относится к способу получения переходных металлов. Для осуществления указанного способа проводят стадии, на которых смешивают оксид переходного металла в резервуаре с восстановителем, включающим металл Группы II или его гидрид, в присутствии воды и/или органического растворителя, осуществляют термическую обработку смеси оксида переходного металла и восстановителя в течение времени от 2 до 8 ч при давлении от 0 до 10-3 мбар (0-0,1 Па), вымывают полученный материал водой и промывают вымытый материал водным кислотным раствором.

Изобретение относится к способу выделения ценных металлов, содержащихся в тяжелых нефтях и продуктах их переработки. Способ включает в себя обработку тяжелого нефтяного сырья низкотемпературной плазмой, образуемой сверхвысокочастотным (СВЧ) электромагнитным излучением.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при внепечном производстве металлов и сплавов в оксидных металлотермических процессах, протекающих за счет выделения тепла в химических реакциях восстановления металлов из оксидов или концентратов.

Изобретение относится к металлургии высокочистых металлов и может быть использовано при выращивании монокристаллических дисков из тугоплавких металлов и сплавов на их основе методом бестигельной зонной плавки (БЗП) с электронно-лучевым нагревом.

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

Изобретение относится к металлургии редких металлов. Способ вскрытия лопаритовых концентратов включает предварительную механообработку лопаритовых концентратов и последующую обработку активированных лопаритовых концентратов 30% раствором HNO3 при температуре 99°С.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам электронно-лучевой выплавки изделий из тугоплавких металлов и сплавов, и может быть использовано в авиационном и энергетическом машиностроении при изготовлении деталей горячего тракта газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к гидрометаллургической переработке рудных концентратов, преимущественно колумбитового или колумбито-танталитового концентрата. Способ разделения соединений ниобия и тантала включает коллективную экстракцию октанолом-1 ниобия и тантала из кислых сульфатно-фторидных растворов и добавку в полученный после экстракции раствор серной и плавиковой кислот.

Изобретение относится к металлургии редких металлов. Способ переработки эвдиалитового концентрата включает предварительную механоактивацию концентрата и последующую гидрометаллургическую обработку. Предварительную обработку проводят до суммарного количества усвоенной эвдиалитом энергии в виде поверхности областей когерентного рассеяния и микродеформаций, составляющей не менее 800 кДжмоль. Гидрометаллургическую обработку проводят в две стадии, при этом на первой стадии проводят щелочную обработку 40-ным раствором NaOH при температуре 120°С, Ж:Т не более 10:1 и продолжительностью обработки не менее 8 ч, а получаемый после щелочной обработки осадок на второй стадии подвергают обработке соляной кислотой СHCl30-36 при температуре 90°С, Ж:Т10:1, в течение 1 ч. Обеспечивается снижение температуры щелочной обработки. 2 табл.

Наверх