BR102016023957A2 - processo contínuo para separação de terras-raras leves - Google Patents

processo contínuo para separação de terras-raras leves Download PDF

Info

Publication number
BR102016023957A2
BR102016023957A2 BR102016023957A BR102016023957A BR102016023957A2 BR 102016023957 A2 BR102016023957 A2 BR 102016023957A2 BR 102016023957 A BR102016023957 A BR 102016023957A BR 102016023957 A BR102016023957 A BR 102016023957A BR 102016023957 A2 BR102016023957 A2 BR 102016023957A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
stream
extraction
didymium
continuous process
acid
Prior art date
Application number
BR102016023957A
Other languages
English (en)
Other versions
BR102016023957B1 (pt
Inventor
Amaral Seruff Luciana
Labanca Waineraich Scal Maíra
De Carvalho Gomes Rafael
Marrero Vera Ysrael
Original Assignee
Centro De Tecnologia Mineral Cetem
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centro De Tecnologia Mineral Cetem filed Critical Centro De Tecnologia Mineral Cetem
Priority to BR102016023957-5A priority Critical patent/BR102016023957B1/pt
Publication of BR102016023957A2 publication Critical patent/BR102016023957A2/pt
Publication of BR102016023957B1 publication Critical patent/BR102016023957B1/pt

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

processo contínuo para separação de terras-raras leves refere-se a presente invenção a um processo contínuo para separar lantânio (la) do didímio (pr+ nd) presentes em um licor aquoso de terrasraras leves, pela técnica de extração por solvente, à temperatura ambiente e em meio clorídrico. o processo é conduzido em três etapas distintas, a saber: (i) etapa de extração em presença de um complexante ácido orgânico e de um agente extratante organofosfônico; (ii) etapa de lavagem seletiva com solução ácida, e (iii) etapa de reextração com solução ácida. de acordo com o processo agora proposto obtém-se lantânio e didímio com alto grau de recuperação e elevadas purezas.

Description

(54) Título: PROCESSO CONTINUO PARA SEPARAÇÃO DE TERRAS-RARAS LEVES (51) Int. Cl.: C22B 59/00; B01D 11/04; C22B 3/32; C22B 3/38 (73) Titular(es): CENTRO DE TECNOLOGIA MINERAL - CETEM (72) Inventor(es): YSRAEL MARRERO VERA; RAFAEL DE CARVALHO GOMES; LUCIANA AMARAL SERUFF; MAÍRA LABANCA WAINERAICH SCAL (85) Data do Início da Fase Nacional:
14/10/2016 (57) Resumo: PROCESSO CONTINUO PARA SEPARAÇÃO DE TERRAS-RARAS LEVES Refere-se a presente invenção a um processo contínuo para separar lantânio (La) do didímio (Pr+ Nd) presentes em um licor aquoso de terrasraras leves, pela técnica de extração por solvente, à temperatura ambiente e em meio clorídrico. O processo é conduzido em três etapas distintas, a saber: (i) etapa de extração em presença de um complexante ácido orgânico e de um agente extratante organofosfônico; (ii) etapa de lavagem seletiva com solução ácida, e (iii) etapa de reextração com solução ácida. De acordo com o processo agora proposto obtémse lantânio e didímio com alto grau de recuperação e elevadas purezas.
Figure BR102016023957A2_D0001
1/13
PROCESSO CONTÍNUO PARA SEPARAÇÃO DE TERRAS-RARAS LEVES
Campo da Invenção [1] Trata a presente invenção de um processo contínuo para separação de terras-raras leves por meio de extração por solvente. Mais particularmente, o processo conduzido em três etapas: extração, lavagem e reextração, e tem por objetivo de separar lantânio (La) do didímio (Pr+Nd) a partir de um licor ácido de cloreto de terras-raras condicionado com um agente complexante e utilizando como extratante um ácido organofosforado.
Fundamentos da Invenção [2] “Terras-raras” é um termo usado para designar um grupo de elementos que compreendem os lantanídeos - série de elementos químicos da tabela periódica entre lantânio e lutécio - escândio e ítrio. No Brasil a monazita se destaca como fonte mineral desses elementos, sendo rica em terras-raras leves: lantânio, cério, praseodímio e neodímio. Entretanto, a separação individual desses elementos constitui um grande desafio devido à similaridade de suas propriedades químicas.
[3] As terras-raras são utilizadas em diversos materiais considerados estratégicos, como ímãs permanentes de alta eficiência, catalisadores para a indústria química e petroquímica, entre outros produtos, com elevado valor econômico no mercado internacional. Portanto, por conta do tamanho de suas reservas, o Brasil também possui grande interesse em ingressar neste mercado, adotando um processo que seja eficiente, economicamente rentável, e que não traga prejuízo ao meio ambiente.
[4] São conhecidos do estado da técnica processos de extração no qual o solvente orgânico é saponificado. Embora sejam eficientes apresentam a desvantagem de gerar resíduos danosos ao meio ambiente, como sódio e amônio. Em função de legislações restritivas adotadas por
2/13
Organismos Internacionais com vistas à preservação ambiental, incluindo pesadas multas para empresas poluidoras, muitas pesquisas estão sendo desenvolvidas em busca de alternativa para solucionar a questão. Esta nova postura com foco na preservação ambiental deu origem aos chamados “processos verdes”.
[5] Desta forma, vêm sendo estudados agentes complexantes em substituição à prática de saponificação do solvente orgânico, altamente poluidoras do meio ambiente. É sabido que o ácido lático, que é um composto orgânico biodegradável, é um dos agentes complexantes que melhora a extração e separação das terras-raras, funcionando como um tampão e evitando que o meio aquoso fique excessivamente ácido.
[6] O processo agora proposto está alinhado a esta tendência mundial, tendo como principais diretrizes a obtenção de:
— um processo contínuo para extração, separação e recuperação de lantânio e didímio, com alto grau de pureza;
— um processo que utiliza um agente complexante que é mais ambientalmente amigável do que a prática de saponificação do extratante;
— um processo que seja viável econômica e tecnicamente.
Sumário da Invenção [7] Refere-se a presente invenção a um processo contínuo para separar lantânio (La) do didímio (Pr, Nd) presentes em um licor aquoso ácido de cloreto de terras-raras leves, pela técnica de extração por solvente, à temperatura ambiente e em meio ácido. O processo é conduzido em três etapas distintas, a saber: extração por solvente em presença de um complexante ácido orgânico e de um agente extratante organofosfônico; lavagem seletiva com solução ácida e reextração com solução ácida. De acordo com o processo da invenção é possível obter lantânio e didímio com alto grau de recuperação e elevadas purezas.
[8] O processo contínuo para separação de terras-raras leves
3/13 compreende as seguintes etapas:
a) alimentar, a uma primeira série misturadores/decantadores, uma corrente de licor aquoso contendo uma mistura de cloreto de terrasraras leves condicionada com um agente complexante, em contracorrente com uma corrente contendo um agente de extração dissolvido em isoparafina;
b) separar a corrente aquosa de rafinado rica em lantânio (La) da corrente oleosa da extração contendo praseodímio (Pr) e neodímio (Nd);
c) conduzir a corrente oleosa de extração obtida na etapa a) para uma segunda série de misturadores/decantadores, que é alimentada em contracorrente com uma corrente ácida de lavagem e que pode conter também o agente complexante em mistura com Pr+Nd;
d) separar uma segunda corrente aquosa contendo lantânio da segunda corrente oleosa rica em didímio (Pr+Nd) resultante da etapa de lavagem;
e) conduzir a segunda corrente oleosa de lavagem rica em didímio obtida na etapa c) para uma terceira série de misturadores/decantadores, que é alimentada em contracorrente com uma corrente de ácido, para reextração de didímio;
f) separar uma terceira corrente aquosa rica em didímio, com elevada pureza, resultante da etapa e) de reextração, da corrente oleosa, a qual é reciclada e adicionada à corrente de extração da etapa a).
Breve descrição da Figura [11] A Figura 1 apresenta um fluxograma simplificado do processo da invenção.
[12] A Figura 2 apresenta um fluxograma simplificado alternativo do processo da invenção.
Descrição detalhada da Invenção [13] Como mencionado anteriormente, devido à similaridade de suas
4/13 propriedades, tem sido um grande desafio desenvolver processos que permitam separar com eficiência os elementos de terras-raras que ocorrem comumente na natureza. Os métodos até então empregados industrialmente utilizam-se de solventes orgânicos saponificados, o que gera grande quantidade de resíduos poluentes do meio ambiente, como íons sódio e amônio. Por consequência, devido ao rigor das legislações governamentais relativas à preservação do meio ambiente, muitas pesquisas estão sendo desenvolvidas em busca de alternativas menos agressivas, mas que sejam técnica e economicamente viáveis. Neste sentido, têm sido revelados agentes complexantes capazes de promover a separação de elementos de terras-raras de forma limpa e eficiente. Desperta particular interesse os complexantes a base de ácidos orgânicos, como ácido cítrico, ácido ascórbico e ácido lático.
[14] Assim, a maioria dos estudos se concentra na busca de novos reagentes, meios e condições operacionais que facilitem a separação dos elementos de forma eficaz, e, na medida do possível, evitando danos ao meio ambiente. Estudos revelaram que o ácido lático é capaz de melhorar a extração e separação das terras-raras. O controle do pH do meio é importante para promover a separação preferencial da mistura praseodímio e neodímio para a fase orgânica e manter o lantânio na fase aquosa, assim como para aumentar a solubilidade do complexo organometálico, formado entre terras-raras e o extratante, no solvente orgânico. Dentre os produtos comerciais conhecidos o éster mono-2etilhexil do ácido 2-etilhexilfosfônico (P-507) tem se mostrado eficiente.
[15] Foi comprovado, ainda em fase experimental, que o processo contínuo agora proposto conseguiu alcançar plenamente os objetivos traçados.
[16] Inicialmente foram feitos experimentos em bancada de laboratório, em regime de batelada, com o objetivo de determinar o número de estágios teóricos e a relação entre o volume da fase aquosa
5/13 (A) e da fase orgânica (O) das etapas de extração e lavagem. ,O método usado foi o de McCabe-Thiele. Foram feitos experimentos em triplicata, variando-se a relação A/O na faixa de 0,1 a 8 e analisando os rafinados por espectrofotometria no UV-VIS para os elementos Pr e Nd. A concentração total das terras-raras foi determinada por complexometria usando EDTA como agente titulante e a concentração do lantânio foi determinada pela diferença entre as concentrações de terras-raras totais e de Pr+Nd.
[17] Na etapa de extração os melhores resultados foram obtidos com as relações A/O na faixa de 1:1 a 4:1, pH na faixa de 2 - 3,5 e concentração de ácido complexante na faixa de 0,1 a 0,6 mol.L'1. O extratante empregado foi ο P507 diluído em isoparafina na concentração de 0,6 mol.L'1.
[18] Para a etapa de lavagem seletiva foram avaliados dois tipos de soluções: HCI em pH=2 e licor clorídrico contendo Pr+Nd em pH=2, condicionadas com ácido lático 0,1 a 0,4 mol.L'1, para estabilizar o sistema e evitar a formação de emulsão.
[19] A terceira etapa de reextração tem o objetivo de transferir Pr e Nd presentes na corrente oleosa da lavagem para solução aquosa. Foram testadas soluções de HCI e HNO3 em concentrações 6 mol.L1 e 2 mol.L1, sendo escolhida a solução de HCI 2 mol.L'1 por esta ter-se mostrado suficiente para reextrair as terras-raras.
[20] Quanto ao número de estágios foi determinado de 6 a 12 para a etapa de extração e 6 a 9 para a etapa de lavagem e 2 a 4 na etapa de reextração.
[21] Com base nos resultados obtidos foram feitos experimentos em regime contínuo, conforme descrito nos Exemplos mais adiante, com o objetivo de definir as condições operacionais que conduzisse aos melhores resultados para a matéria-prima empregada.
[22] Para que o processo contínuo desenvolvido para extração por
6/13 solvente de terras-raras leves possa ser mais bem compreendido e avaliado sua descrição será feita em conjunto com as Figuras, que acompanham este relatório.
[23] Como pode ser observado no fluxograma simplificado da Figura 1 o processo contínuo, objeto da proteção, compreende basicamente as seguintes etapas:
a) alimentar, a um primeiro conjunto de misturadores/decantadores (C1) ligados em série, formado por 6 a 12 estágios, uma corrente de liquor aquoso (1) à temperatura ambiente em pH=3,5 contendo uma mistura de óxidos de terras-raras leves condicionada com um agente complexante, que compreende um ácido orgânico biodegradável como o ácido lático, em contracorrente com uma corrente de extração (2) contendo um agente de extração que compreende um ácido organofosforado, como o éster mono-2-etilhexil do ácido 2-etil-hexil fosfônico dissolvido em isoparafina;
b) separar a corrente aquosa de rafinado (3) rica em lantânio (La) da corrente oleosa da extração (4) contendo praseodímio (Pr) e neodímio (Nd);
c) conduzir a corrente oleosa de extração (4) obtida na etapa b) para um segundo conjunto de misturadores/decantadores (C2), ligados em série formado por 6 a 9 estágios, que é alimentado em contracorrente com uma corrente ácida de lavagem (5) em pH=2, que pode conter HCI ou Pr+Nd em concentração total de 1,5 a 12 g.L'1, e ácido lático em concentração na faixa de 0,10 mol.L'1 a 0,40 mol.L'1 ;
d) separar uma segunda corrente aquosa (6) contendo lantânio da segunda corrente oleosa (7) rica em didímio (Pr+Nd) resultante da etapa de lavagem;
e) conduzir a segunda corrente oleosa (7) de lavagem rica em didímio obtida na etapa d) para um terceiro conjunto de
7/13 misturadores/decantadores (C3) ligados em série, formado por 2 a 4 estágios, que é alimentado em contracorrente com uma corrente de ácido (8), selecionado entre ácido clorídrico e ácido nítrico, para reextração de didímio;
f) separar uma terceira corrente aquosa (9) rica em didímio, com elevada pureza, resultante da etapa e) de reextração da corrente oleosa (10), que é reciclada e adicionada à corrente de extração da etapa a).
[23] Cabe ressaltar que o objetivo do processo da invenção é separar lantânio (La) do didímio (Pr + Nd) em processo contínuo por extração por solvente a partir de um licor condicionado com um agente complexante e utilizando como extratante um ácido organofosforado, para obter produtos com elevado grau de pureza e com alto rendimento. Assim, mecanismos envolvidos nas reações e parâmetros operacionais foram exaustivamente pesquisados e testados a fim de que esses objetivos pudessem ser alcançados.
Exemplos [24] Os exemplos apresentados a seguir têm por objetivo ilustrar, mas não limitar o processo conduzido de acordo com a invenção. Torna-se evidente que os especialistas na matéria poderão introduzir substituições de matérias primas e adequações ao processo, porém sem fugir do conceito inventivo aqui apresentado.
[25] Os experimentos foram conduzidos em regime contínuo em escala semi-piloto a partir de um licor aquoso com características similares a de um lixiviado de monazita contendo 20,3 g.L1 de La2O3; 4,7 g.L'1 de Pr6On; 16,3 g.L'1 de Nd2O3. Os fluxos de reagentes foram alimentados em contracorrente em um conjunto de misturadores/decantadores ligados em série, sendo o volume do misturador igual a 240 mL e do decantador igual a 370 mL, e o número de estágios de cada etapa pré-definidos com base nos diagramas McCabe-Thiele obtidos em experimentos de bancada.
8/13 [26] Desta forma ficou determinado: 10 estágios de extração, 7 estágios de lavagem e 3 estágios de reextração.
Exemplo 1:
[27] Um licor ácido aquoso de cloreto de terras-raras com características similares a de um lixiviado de monazita, em pH=3,5 e à temperatura ambiente foi alimentado a um primeiro conjunto de 10 misturadores/decantadores ligados em série em contracorrente com uma solução do ácido organofosforado dissolvido em isoparafina.
[28] A corrente orgânica resultante da extração foi lavada em um segundo conjunto de 7 misturadores/decantadores ligados em série, com HCI contendo 0,10 mol.L'1 de ácido lático em pH=2,0, na razão A/O igual a 4:1 e vazão de 100 mL.min'1, seguida de uma etapa de reextração com HCI 2 mol L1, em um terceiro conjunto de 3 misturadores/decantadores ligados em série.
[29] Nas etapas de extração e reextração a vazão da solução aquosa usada foi igual a 25 mL.min'1.
[30] A composição dos elementos no rafinado foi de: La =19,72 g.L'1, Pr = 4,12 g.L'1 e Nd = 9,49 g.L'1 e no reextraído foi de: La = 0,00 g.L'1, Pr = 1,11 g.L'1 e Nd = 4,94 g.L'1. A pureza do didímio no reextraído foi de 99,9% e a pureza do La no rafinado igual a 59,1%. Foram recuperados 98% de La, 23% de Pr e 31% de Nd.
Exemplo 2:
[31] Para efeito de comparação do efeito da adição do ácido lático para extração dos elementos de terras-raras (ETR), o experimento foi repetido nas mesmas condições do Exemplo 1, porém foi adicionado à corrente de alimentação do licor aquoso ácido lático na concentração igual a 0,52 mol.L'1.
[32] O rafinado obtido tinha uma composição: La =13,57 g.L'1, Pr = 0,09 g.L'1 e Nd = 0,21 g.L'1 e a solução reextraída uma composição: La = 0,00 g.L'1, Pr = 2,86 g.L'1 e Nd = 9,88 g.L'1. A pureza do didímio no
9/13 reextraído foi de 99,9% e a pureza do La no rafinado igual a 97,8%, indicando uma elevada extração. Neste experimento foram recuperados 68% de La, 63% de Pr e 62% de Nd.
Exemplo 3:
[33] Um licor aquoso ácido de cloreto de terras-raras com características similares a de um lixiviado de monazita, em pH=3,5 e à temperatura ambiente foi alimentado a um primeiro conjunto de 10 misturadores/decantadores ligados em série em contracorrente com uma solução do ácido organofosforado dissolvido em isoparafina.
[34] Neste circuito foi utilizada uma solução de lavagem diferente da usada no Exemplo 1. A corrente orgânica resultante da extração foi lavada em um segundo conjunto de 7 misturadores/decantadores ligados em série, com solução 3,0 g.L'1 de Pr+Nd contendo 0,10 mol.L'1 de ácido lático em pH=2,0, uma razão A/O igual a 2:1 e vazão de 50 mL.min'1, seguida da etapa de reextração com HCI 2 mol L'1, em um terceiro conjunto de 3 misturadores/decantadores ligados em série.
[35] Nas etapas de extração e reextração a vazão da solução aquosa usada foi igual a 25 mL.min'1.
[36] A composição do rafinado foi: La =19,89 g.L'1, Pr = 3,62 g.L'1 e Nd = 9,86 g.L'1 e a da solução reextraída foi: La = 0,00 g.L'1, Pr = 1,77 g.L' 1 e Nd = 7,85 g.L'1. A pureza do didímio no reextraído foi de 99,9% e a pureza do La no rafinado igual a 59,6%. Foram recuperados 98% de La, 30% de Pr e 41% de Nd.
Exemplo 4:
[37] Para efeito de comparação do efeito da adição do ácido lático para extração de La, o experimento foi repetido nas mesmas condições do Exemplo 3, porém foi adicionado à corrente de alimentação do licor aquoso ácido lático na concentração de 0,52 mol.L'1.
[38] Os resultados obtidos para a composição dos elementos no rafinado final foram de: La = 14,03 g.L'1, Pr = 0,09 g.L'1 e Nd = 0,25 g.L'1 e
10/13 no reextraído foi de: La = 1,59 g.L'1, Pr = 3,67 g.L'1 e Nd = 13,97 g.L'1. A pureza do didímio no reextraído foi de 92,0% e a pureza do La no rafinado igual a 97,7%, indicando uma melhoria na extração, porém ocorreu a formação de emulsão, prejudicando a transferência de massa entre os fluxos e impossibilitando a lavagem completa. Neste experimento foram recuperados 70% de La, 62% de Pr e 64% de Nd.
Exemplo 5:
[39] Em função do ocorrido no Exemplo 4, neste experimento a concentração de ácido lático na solução de lavagem foi aumentada para 0,25 mol.L'1 com o objetivo de estabilizar o sistema e evitar a formação de emulsão.
[40] Um licor ácido aquoso de cloreto de terras-raras com características similares a de um lixiviado de monazita, em pH=3,5 e à temperatura ambiente foi alimentado a um primeiro conjunto de 10 misturadores/decantadores ligados em série em contracorrente com uma solução do ácido organofosforado dissolvido em isoparafina.
[41] A corrente orgânica resultante da extração foi lavada em um segundo conjunto de 7 misturadores/decantadores ligados em série, com solução 3,0 g.L'1 de Pr+Nd contendo 0,25 mol.L'1 de ácido lático em pH=2,0, na razão A/O igual a 3:1 e vazão de 75 mL/min'1, seguida de uma etapa de reextração com HCI 2 mol L'1, em um terceiro conjunto de 3 misturadores/decantadores ligados em série.
[42] Nas etapas de extração e reextração a vazão da solução aquosa usada foi igual a 25 mL.min'1.
[43] A composição do rafinado foi: La = 16,52 g.L'1, Pr = 0,09 g.L'1 e Nd = 0,21 g.L'1 e a composição na solução reextraída foi: La = 0,00 g.L'1, Pr = 2,35 g.L'1 e Nd = 9,19 g.L'1. A pureza do didímio no reextraído foi de 99,9% e a pureza do La no rafinado igual a 97,9%. Foram recuperados 72% de La, 34% de Pr e 35% de Nd.
Exemplo 6:
11/13 [44] Um licor ácido aquoso de cloreto de terras-raras com características similares a de um lixiviado de monazita, em pH=3,5 e à temperatura ambiente foi alimentado a um primeiro conjunto de 10 misturadores/decantadores ligados em série em contracorrente com uma solução do ácido organofosforado dissolvido em isoparafina.
[45] Em razão da lavagem excessiva de Pr e Nd que ocorreu no Exemplo 5, foi realizado um novo ensaio com razão A/O menor. A corrente orgânica resultante da extração foi lavada em um segundo conjunto de 7 misturadores/decantadores ligados em série, com solução 3,0 g.L'1 de Pr+Nd contendo 0,25 mol.L'1 de ácido lático em pH=2,0. A razão A/O desta etapa foi igual a 1:1 e a vazão da solução de lavagem foi 25 mL.min' 1. A reextração foi realizada com HCI 2 mol L'1, em um terceiro conjunto de 3 misturadores/decantadores ligados em série.
[46] Nas etapas de extração e reextração a vazão da solução aquosa usada foi igual a 25 mL.min'1.
[47] A composição do rafinado foi: La = 14,55 g.L'1, Pr = 0,18 g.L'1 e Nd - 0,23 g.L'1 e a composição na solução reextraída: La = 0,00 g.L'1, Pr = 3,86 g.L'1 e Nd = 14,37 g.L'1. A pureza do didímio no reextraído foi de 99,9% e a pureza do La no rafinado igual a 97,7%. Foram recuperados 70% de La, 77% de Pr e 77% de Nd.
[48] Este experimento comprova a eficiência do processo, permitindo uma lavagem mais seletiva e melhor recuperação dos elementos de terras-raras [49] Como se observa, em quase todos os circuitos a pureza do didímio chegou praticamente a 100%, o que indica que todo o La extraído foi lavado, com exceção do Exemplo 4, devido à formação de emulsão.
[50] A pureza de La no rafinado nos circuitos em que foi empregado o ácido lático (Exemplos 2, 4, 5 e 6) se manteve alta, na faixa de 97 98%, devido à elevada extração de Pr e Nd nesses circuitos. Sem a presença do ácido lático Pr e Nd permanecem em grande parte na fase
12/13 aquosa junto com o La, reduzindo a pureza do La na extração a 59% aproximadamente.
[51] No caso da porcentagem de recuperação (%REC), observamos que a recuperação de Pr e Nd é baixa devido ao alto percentual de lavagem ocorrido neste circuito. Entretanto, os melhores resultados foram alcançados no Exemplo 6, comprovando-se a seletividade de lavagem para os elementos citados.
Exemplo 7:
[52] Com o objetivo de aumentar a recuperação dos elementos de terras-raras foi proposto um circuito juntando a segunda corrente aquosa (6), que representa o rafinado de lavagem, com a corrente de licor aquoso (1), alimentação aquosa para o primeiro conjunto de 10 misturadores/decantadores ligados em série em contracorrente com uma solução de ácido organofosforado dissolvido em isoparafina. O fluxograma do Exemplo 7 pode ser visualizado na Figura 2.
[53] A corrente de alimentação (1) é um licor ácido aquoso de cloreto de terras-raras com características similares ás de um lixiviado de monazita, em pH=3,5 e à temperatura ambiente na vazão de 25 mL/min'1.
[54] A corrente orgânica resultante da extração foi lavada em um segundo conjunto de 7 misturadores/decantadores ligados em série, com uma solução 3,0 g.L'1 de Pr+Nd contendo 0,25 mol.L-1 de ácido lático em pH=2,0, na razão A/O igual a 1:1 e vazão de 25 mL/min'1, seguida de uma etapa de reextração com HCI 2 mol L'1 na razão A/O igual a 1:1 e vazão de 25 mL/min-1, e em um terceiro conjunto de 3 misturadores/decantadores ligados em série.
[55] A composição do rafinado obtido foi: La =10,52 g.L-1, Pr = 0,09 g.L-1 e Nd = 0,23 g.L-1 e a da solução reextraída foi: La = 2,13 g.L-1, Pr = 4,67 g.L-1 e Nd = 18,21 g.L-1. A pureza do didímio no reextraído foi de 90% e a pureza do La no rafinado igual a 97,2%. Foram recuperados 88% de La, 95% de Pr e 96% de Nd. Comparando o Exemplo 7 com o 6 a
13/13 recuperação dos ETRs aumentou porém diminuiu a pureza do didímio de 99,9% para 90%.
Exemplo 8:
[56] Com o objetivo de melhorar a pureza do didímio, o experimento foi repetido nas mesmas condições do Exemplo 7, porém o pH da solução de lavagem foi diminuído para 1,5 com a finalidade de obter um maior percentual de lavagem do elemento La.
[57] A composição do rafinado obtido foi: La =10,01 g.L'1, Pr = 0,20 g.L'1 e Nd = 0,28 g.L'1 e a composição da solução reextraída foi: La = 0,00 g.L'1, Pr = 3,15 g.L'1 e Nd = 14,36 g.L*1. A pureza do didímio no reextraído foi de 99,9% e a pureza do La no rafinado igual a 96%. Foram recuperados 99% de La, 86% de Pr e 92% de Nd.
[58] Comparando este exemplo com o Exemplo 7, a pureza do didímio aumentou de 90% para 99,9%. Além disso, a recuperação do La neste exemplo aumentou e as de Pr e Nd diminuíram.
[59] Comparando os Exemplos 6 e 8, as recuperações dos ETRs são maiores no Exemplo 8. A pureza do didímio nos dois exemplos foi de 99,9%. A pureza do La foi levemente mais baixa no Exemplo 8, ainda assim o La foi obtido com elevada pureza (96%).
[60] A invenção foi descrita com ênfase em sua concretização preferida. Todavia, deve ficar claro para os especialistas na matéria que adaptações, substituir materiais e componentes são possíveis de serem efetuadas sem se afastar do conceito inventivo agora apresentado e descrito, que está representado pelas reivindicações que se seguem.
1/3

Claims (7)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. PROCESSO CONTÍNUO PARA SEPARAÇÃO DE TERRASRARAS LEVES, caracterizado por compreender as seguintes etapas:
    a) alimentar, a um primeiro conjunto de misturadores/decantadores (C1) ligados em série, formado por 6 a 12 estágios, uma corrente de licor aquoso (1) à temperatura ambiente em pH=3,5 contendo uma mistura de cloretos de terras-raras leves condicionada com um agente complexante, que compreende um ácido orgânico biodegradável como o ácido lático, em contracorrente com uma corrente de extração (2) contendo um agente de extração que compreende um ácido organofosforado, como o éster mono-2-etilhexil do ácido 2-etil-hexil fosfônico dissolvido em isoparafina;
    b) separar a corrente aquosa de rafinado (3) rica em lantânio (La) da corrente oleosa da extração (4) contendo praseodímio (Pr) e neodímio (Nd);
    c) conduzir a corrente oleosa de extração (4) obtida na etapa b) para um segundo conjunto de misturadores/decantadores (C2), ligados em série, formado por 6 a 9 estágios, que é alimentado em contracorrente com uma corrente ácida de lavagem (5) em pH de
    1,5 a 2,0, que pode conter HCI ou Pr+Nd em concentração total de
    1,5 a 12 g.L1, e ácido lático em concentração na faixa de 0,10 mol.L'1 a 0,40 mol.L'1;
    d) separar uma segunda corrente aquosa (6) contendo lantânio da segunda corrente oleosa (7) rica em didímio (Pr+Nd) resultante da etapa de lavagem;
    e) conduzir a segunda corrente oleosa (7) de lavagem rica em didímio obtida na etapa d) para um terceiro conjunto de misturadores/decantadores (C3) ligados em série, formado por 2 a 4 estágios, que é alimentado em contracorrente com uma corrente de ácido (8), selecionado entre ácido clorídrico e ácido nítrico, para
  2. 2/3 reextração de didímio;
    f) separar uma terceira corrente aquosa (9) rica em didímio, com elevada pureza, resultante da etapa e) de reextração da corrente oleosa (10), que é reciclada e adicionada à corrente de extração da etapa a).
    2. PROCESSO CONTÍNUO PARA SEPARAÇÃO DE TERRASRARAS LEVES de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por empregar preferencialmente conjunto de misturadores/decantadores contendo 10 estágios na etapa de extração, 7 estágios para a lavagem seletiva e 3 estágios para a reextração.
  3. 3. PROCESSO CONTÍNUO PARA SEPARAÇÃO DE TERRASRARAS LEVES de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por utilizar para a lavagem seletiva preferencialmente uma corrente contendo Pr+Nd em concentração total de 1,5 a 12 g.L'1,adicionada com ácido lático em concentração na faixa de 0,10 a 0,40 mol.L'1.
  4. 4. PROCESSO CONTÍNUO PARA SEPARAÇÃO DE TERRASRARAS LEVES de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por obter didímio com grau de pureza na faixa de 92 a 99,9% e lantânio com pureza no entorno de 98%.
  5. 5. PROCESSO CONTÍNUO PARA SEPARAÇÃO DE TERRASRARAS LEVES de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por recuperar cerca de 78% de lantânio, 77% de praseodímio e 77% de neodímio do licor de alimentação.
  6. 6. PROCESSO CONTÍNUO PARA SEPARAÇÃO DE TERRAS-RARAS LEVES de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por alternativamente juntar a segunda corrente aquosa (6), de rafinado de lavagem, com a corrente de licor aquoso (1), de alimentação para o primeiro conjunto de 10 misturadores/decantadores ligados em série em contracorrente com uma solução de ácido organofosforado dissolvido em isoparafina
    3/3
  7. 7. PROCESSO CONTÍNUO PARA SEPARAÇÃO DE TERRAS-RARAS LEVES de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por recuperar cerca de 99% de lantânio, 86% de praseodímio e 92% de neodímio do licor de alimentação.
    I * *
    1 /2
    CD σ>
    LO
BR102016023957-5A 2016-10-14 2016-10-14 Processo contínuo para separação de terras-raras leves BR102016023957B1 (pt)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR102016023957-5A BR102016023957B1 (pt) 2016-10-14 2016-10-14 Processo contínuo para separação de terras-raras leves

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR102016023957-5A BR102016023957B1 (pt) 2016-10-14 2016-10-14 Processo contínuo para separação de terras-raras leves

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR102016023957A2 true BR102016023957A2 (pt) 2018-09-18
BR102016023957B1 BR102016023957B1 (pt) 2022-07-26

Family

ID=63638432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR102016023957-5A BR102016023957B1 (pt) 2016-10-14 2016-10-14 Processo contínuo para separação de terras-raras leves

Country Status (1)

Country Link
BR (1) BR102016023957B1 (pt)

Also Published As

Publication number Publication date
BR102016023957B1 (pt) 2022-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Recovery of rare earth elements with ionic liquids
Abreu et al. Study on separation of heavy rare earth elements by solvent extraction with organophosphorus acids and amine reagents
JP5392828B2 (ja) 希土類元素の抽出・分離方法
Tunsu et al. Characterization and leaching of real fluorescent lamp waste for the recovery of rare earth metals and mercury
JP5499353B2 (ja) 希土類元素の抽出・分離方法
Baba et al. Recent advances in extraction and separation of rare-earth metals using ionic liquids
JP6194867B2 (ja) 抽出分離方法
Prusty et al. Ionic liquid as an emerging alternative for the separation and recovery of Nd, Sm and Eu using solvent extraction technique-A review
Yadav et al. NdFeB magnet recycling: Dysprosium recovery by non-dispersive solvent extraction employing hollow fibre membrane contactor
Maria et al. Improving the selective extraction of lanthanides by using functionalised ionic liquids
JP2015212423A (ja) 軽希土類元素の抽出・分離方法
JP6650443B2 (ja) 使用済み又は廃棄された永久磁石の処理から生じる酸性水性相中に存在する希土類金属を選択的に回収するための方法
KR101382905B1 (ko) 모나자이트로부터 희토류 원소를 추출하는 방법
JP5299914B2 (ja) 希土類元素の抽出・分離方法
JP2013245404A (ja) 混合抽出剤のスクリーン効果を用いたコバルト及びニッケルからマンガンの選択的な分離及び回収方法
Mishra et al. Application of bifunctional ionic liquids for extraction and separation of Eu3+ from chloride medium
Ni et al. A sustainable strategy for targeted extraction of thorium from radioactive waste leachate based on hydrophobic deep eutectic solvent
Shakiba et al. Application of deep eutectic solvents (DESs) as a green lixiviant for extraction of rare earth elements from caustic-treated monazite concentrate
BR102016023957A2 (pt) processo contínuo para separação de terras-raras leves
Wejman-Gibas et al. solvent extraction of zinc (II) from ammonia leaching solution by LIX 54-100, LIX 84 I and TOA
JP5770232B2 (ja) 混合抽出剤のスクリーン効果によるコバルトの抽出挙動抑制及びマンガンの選択的な回収方法
RU2590550C2 (ru) Способ извлечения скандия из хлоридных растворов
RU2012123114A (ru) Способ выделения гадолиния экстракцией фосфорорганическими соединениями
RU2697128C1 (ru) Способ разделения редкоземельных металлов иттрия и иттербия от примесей железа (3+)
Akhlaghi et al. Stripping of Fe (III) from D2EHPA using different reagents

Legal Events

Date Code Title Description
B03A Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette]
B06F Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette]
B08E Application fees: payment of additional fee required [chapter 8.5 patent gazette]

Free format text: COMPLEMENTAR A RETRIBUICAO DA(S) 4A ANUIDADE(S), DE ACORDO COM TABELA VIGENTE, REFERENTE A(S) GUIA(S) DE RECOLHIMENTO 29409161920102271.

B08F Application dismissed because of non-payment of annual fees [chapter 8.6 patent gazette]

Free format text: NAO APRESENTADA A GUIA DE CUMPRIMENTO DE EXIGENCIA.

B08G Application fees: restoration [chapter 8.7 patent gazette]
B06A Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 14/10/2016, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS