BR112014027848B1 - METHODS FOR OBTAINING COMPOSITIONS COMPRISING KAOLINITE - Google Patents

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Jondahl Davis
Robert J. Pruett
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Imerys Pigments, Inc
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Abstract

COMPOSIÇÕES DE ELEMENTOS DE TERRAS RARAS OBTIDAS DE MATERIAL PARTICULADO COMPREENDENDO CAULINITA, E MÉTODOS PARA OBTENÇÃO DESSAS COMPOSIÇÕES COMPREENDENDO CAULINITA. É descrito um método para obtenção de composições de elementos de terras raras. O método inclui prover uma suspensão aquosa dispersada de um material particulado, incluindo pelo menos um composto de elementos de terras raras e caulinita. O método inclui ainda adicionar à suspensão um polímero de floculação seletiva que facilite a separação de pelo menos uma parte do pelo menos um composto de elementos de terras raras da caulinita por floculação da mesma, e permite que partículas do composto de elementos de terras raras sejam ou permaneçam desfloculadas. O método inclui ainda permitir que a suspensão contendo o polímero separe-se, em um separador de floculação seletiva, em camadas, incluindo uma camada de produto floculado e uma camada desfloculada contendo a parte do pelo menos um composto de elementos de terras raras. O método inclui ainda extrair cada uma das camadas separadas do separador. O composto de elementos de terras raras inclui La2O3, CeO2, Nd2O3, ou Y2O3.COMPOSITIONS OF RARE EARTH ELEMENTS OBTAINED FROM PARTICULATE MATERIAL COMPRISING KAOLINITE, AND METHODS FOR OBTAINING THESE COMPOSITIONS COMPRISING KAOLINITE. A method for obtaining compositions of rare earth elements is described. The method includes providing a dispersed aqueous suspension of a particulate material including at least one compound of rare earth elements and kaolinite. The method further includes adding to the suspension a selective flocculating polymer which facilitates the separation of at least a portion of the at least one rare earth element compound from kaolinite by flocculation thereof, and allows particles of the rare earth element compound to be or remain unflocculated. The method further includes allowing the polymer-containing suspension to separate, in a selective flocculation separator, into layers including a flocculated product layer and a deflocculated layer containing part of the at least one rare earth element compound. The method further includes extracting each of the separate layers from the separator. Composite rare earth elements include La2O3, CeO2, Nd2O3, or Y2O3.

Description

[0001] Este pedido internacional PCT reivindica os benefícios de prioridade para e incorpora por referência aqui em sua totalidade, o Pedido de Patente Provisório U.S. No. 61/645.237, depositado em 10 de maio de 2012.[0001] This international PCT application claims priority benefits for, and incorporates by reference herein in its entirety, the U.S. Provisional Patent Application. At the. 61/645,237, filed on May 10, 2012.

CAMPO DA DESCRIÇÃODESCRIPTION FIELD

[0002] Esta descrição refere-se a composições de elementos de terras raras obtidas de composições particuladas compreendendo caulinita e métodos para obtenção de composições de elementos de terras raras de materiais particulados compreendendo caulinita.[0002] This description relates to rare earth element compositions obtained from particulate compositions comprising kaolinite and methods for obtaining rare earth element compositions from particulate materials comprising kaolinite.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOFUNDAMENTALS OF THE INVENTION

[0003] Caulim ou argila caulinítica é uma argila contendo rocha compreendida de minerais de caulim que são brancos ou quase brancos, ou podem ser beneficiados para ficarem brancos ou quase brancos. Tais argilas foram formadas por desgaste ou alteração hidrotérmica de componentes minerais de feldspato e mica contidos em rochas feldspáticas, tais como granito e gnaisse. Argilas de caulim primárias são aquelas encontradas em depósitos no local em que foram formadas, e elas geralmente contêm, com os minerais de caulim, alguma mica inalterada e, possivelmente, feldspato, e minerais estáveis, tais como quartzo, que devem ser separados da argila durante o processo de refinamento dos produtos de argila. Por exemplo, depósitos de caulim primário são minados e processados em lugares, tais como sudoeste da Inglaterra, França, Alemanha, Espanha, e a República Checa. O caulim sedimentar, que é alternativamente conhecido como caulim secundário, é aquele que contém sedimentos erodidos de uma rocha de fonte feldspática e depositados em ambientes fluviais ou marginais marinhos, tais como aqueles associados com deltas. Por exemplo, argilas de caulim minadas e processadas de depósitos na Geórgia, Carolina do Sul, e Alabama, nos Estados Unidos, e de depósitos no estado do Pará no Brasil, são geralmente do tipo sedimentar. As argilas sedimentares depositadas em diferentes eras geológicas podem também ser usadas, tais como argilas terciárias ou cretáceas.[0003] Kaolin or kaolinite clay is a clay containing rock comprised of kaolin minerals that are white or almost white, or can be processed to become white or almost white. Such clays were formed by weathering or hydrothermal alteration of feldspar and mica mineral components contained in feldspar rocks such as granite and gneiss. Primary kaolin clays are those found in deposits at the site where they were formed, and they usually contain, with the kaolin minerals, some unaltered mica and possibly feldspar, and stable minerals such as quartz, which must be separated from the clay. during the refining process of clay products. For example, primary kaolin deposits are mined and processed in places such as southwest England, France, Germany, Spain, and the Czech Republic. Sedimentary kaolin, which is alternatively known as secondary kaolin, is that which contains sediments eroded from a feldspathic source rock and deposited in fluvial or marginal marine environments, such as those associated with deltas. For example, kaolin clays mined and processed from deposits in Georgia, South Carolina, and Alabama in the United States, and from deposits in the state of Pará in Brazil, are generally of the sedimentary type. Sedimentary clays deposited in different geological eras can also be used, such as Tertiary or Cretaceous clays.

[0004] Elementos de terras raras incluem os quinze lantanídeos, escândio, e ítrio (isto é, correspondem aos elementos associados com os números atômicos 57-71, 21, e 39, respectivamente). Os elementos de terras raras, embora relativamente abundantes na crosta terrestre, são tipicamente dispersos e não encontrados em quantidades concentradas ou formas economicamente exploráveis na maior parte das rochas crustais. As exceções incluem rochas ígneas, tais como os carbonatitos localizados em Mountain Pass, Califórnia; sienitas peralcalinas e granitos localizados em Pajarito Mountain, Novo México; e filões de monazita-apatita alojados em granito próximo à Crescent Peak, Nevada. O maior depósito de terras raras do mundo é em Bayan Obo na Mongólia Interior, China. A terra rara em Bayan Obo é recuperada como um subproduto de produção de ferro de uma variedade de tipos de rochas contendo magnetita. Elementos de terras raras são concentrados em minerais acessórios específicos associados com o minério. Alguns dos minerais que podem conter elementos de terras raras são apatita, bastnasita, florencita, monazita, xenotímio. A bastnasita é um carbonato de lantanídeo. Os apatita, monazita, e xenotímio são fosfatos. Florencita e uma variedade de terras raras menos conhecidas contendo minerais são fosfatos de alumínio hidratado. Os minerais contendo fosfato resistem ao ataque químico do desgaste e podem ser encontrados em depósitos sedimentares. Alguns depósitos de areia minerais pesados marinhos, que contém monazita e xenotímio que podem ser economicamente separados, estão em Eneabba, Austrália; e outros depósitos de areia de praia minerais pesados minados e processados como subprodutos no Brasil, Índia, Malásia, Tailândia, China, Taiwan, Estados Unidos, Nova Zelândia, Sri Lanca, Indonésia, Zaire, e Coréia. Alguns depósitos de pedra argilosa caulinítica (caulim sedimentar) contêm concentrações traço de fosfatos de alumínio hidratado, porém depósitos de caulim sedimentar não comercialmente desenvolvidos são sabidos produzir concentrados de terras raras.[0004] Rare earth elements include the fifteen lanthanides, scandium, and yttrium (ie, correspond to elements associated with atomic numbers 57-71, 21, and 39, respectively). Rare earth elements, although relatively abundant in the Earth's crust, are typically dispersed and not found in concentrated amounts or economically exploitable forms in most crustal rocks. Exceptions include igneous rocks such as the carbonatites located in Mountain Pass, California; peralkaline syenites and granites located in Pajarito Mountain, New Mexico; and veins of monazite-apatite lodged in granite near Crescent Peak, Nevada. The largest rare earth deposit in the world is at Bayan Obo in Inner Mongolia, China. Rare earth at Bayan Obo is recovered as a by-product of iron production from a variety of rock types containing magnetite. Rare earth elements are concentrated in specific accessory minerals associated with the ore. Some of the minerals that may contain rare earth elements are apatite, bastnasite, florencite, monazite, xenothymium. Bastnasite is a lanthanide carbonate. Apatite, monazite, and xenothymium are phosphates. Florencita and a variety of lesser known rare earth containing minerals are hydrated aluminum phosphates. Phosphate-containing minerals resist the chemical attack of weathering and can be found in sedimentary deposits. Some marine heavy mineral sand deposits, which contain monazite and xenothymium that can be economically separated, are at Eneabba, Australia; and other heavy mineral beach sand deposits mined and processed as by-products in Brazil, India, Malaysia, Thailand, China, Taiwan, United States, New Zealand, Sri Lanka, Indonesia, Zaire, and Korea. Some kaolinite claystone (sedimentary kaolin) deposits contain trace concentrations of hydrated aluminum phosphates, but non-commercially developed sedimentary kaolin deposits are known to produce rare earth concentrates.

[0005] Os processos usados para separação de minerais contendo elementos de terras raras de depósitos são específicos para cada ocorrência. A mineração de superfície ou subterrânea de um minério de terras raras de rocha dura, tal como carbonatito ou granito, tipicamente requer liberação de mineral por esmagamento e moagem do minério antes de beneficiamento. Flotação é usada em Mountain Pass, Califórnia, para concentrar partículas de bastnasita liberadas de um minério contendo cerca de 5 % em peso REO (óxido de terras raras) para uma forma de um concentrado contendo cerca de 60 % em peso de REO. Depósitos de areia de aluvião aurífera contendo grãos de monazita e xenotímio podem empregar equipamento de separação por gravidade, tais como jigs, classificadores espirais, e hidrociclones, para separar distintas partículas de areia de minerais pesados de minerais leves com base em seu diferente peso específico. Os minerais pesados de separação por gravidade são, em seguida, alimentados a um separador magnético para remover minerais magnéticos, um separador eletrostático para remover minerais de titânia, e um estado de separação magnético final para separar zircônio. O concentrado de mineral de terras raras produzido de uma variedade de ambientes geológicos é, em seguida, alimentado a um processo que extrai o REE (elementos de terras raras) por dissolução em ácido concentrado quente ou lixiviação alcalina. Outro fracionamento químico para separar elementos de terras raras específicos ocorre após a etapa de lixiviação.[0005] The processes used for separating minerals containing rare earth elements from deposits are specific to each occurrence. Surface or underground mining of a hard rock rare earth ore, such as carbonatite or granite, typically requires liberation of mineral by crushing and grinding the ore prior to beneficiation. Flotation is used at Mountain Pass, California, to concentrate bastnasite particles released from an ore containing about 5% by weight REO (rare earth oxide) to a form of a concentrate containing about 60% by weight REO. Gold alluvial sand deposits containing monazite and xenothymium grains can employ gravity separation equipment, such as jigs, spiral classifiers, and hydrocyclones, to separate different sand particles of heavy minerals from light minerals based on their different specific gravity. The heavy gravity separator minerals are then fed to a magnetic separator to remove magnetic minerals, an electrostatic separator to remove titania minerals, and a final magnetic separation stage to separate zirconium. Rare earth mineral concentrate produced from a variety of geological environments is then fed to a process that extracts the REE (rare earth elements) by dissolution in hot concentrated acid or alkaline leaching. Another chemical fractionation to separate specific rare earth elements takes place after the leaching step.

[0006] Os elementos de terras raras são uma mercadoria disponível devido a seus numerosos usos em dispositivos e processos modernos. Por exemplo, elementos de terras raras são frequentemente usados em baterias, luzes fluorescentes compactas, componentes aeroespaciais, monitores de painel plano, supercondutores de alta-temperatura, leiseres, compostos polidores, catalisadores, dispositivos de purificação de água, alto-falantes compactos, e dispositivos eletrônicos, entre outros dispositivos e métodos. Assim, embora depósitos concentrados de elementos de terras raras sejam raros, a demanda por elementos de terras raras está aumentando. Como resultado, seria desejável identificar novos caminhos economicamente viáveis para concentrar quantidades úteis de elementos de terras raras de fontes em que os elementos de terras raras são disseminados em minerais contendo-REO, tendo uma baixa concentração de massa na rocha. Por exemplo, em razão dos elementos de terras raras poderem ser encontrados como um componente em minerais disseminados em baixas concentrações de massa em rochas tendo altas concentrações de caulinita, seria desejável desenvolver um modo economicamente viável para separar composições de elementos de terras raras de material contendo caulinita, tal como caulim.[0006] Rare earth elements are an affordable commodity due to their numerous uses in modern devices and processes. For example, rare earth elements are often used in batteries, compact fluorescent lights, aerospace components, flat panel displays, high-temperature superconductors, lasers, polishing compounds, catalysts, water purification devices, compact speakers, and electronic devices, among other devices and methods. So, although concentrated deposits of rare earth elements are rare, the demand for rare earth elements is increasing. As a result, it would be desirable to identify new economically viable ways to concentrate useful amounts of rare earth elements from sources where rare earth elements are disseminated in REO-containing minerals having a low mass concentration in the rock. For example, because rare earth elements can be found as a component in minerals disseminated at low mass concentrations in rocks having high kaolinite concentrations, it would be desirable to develop an economically viable way to separate compositions of rare earth elements from material containing kaolinite, such as kaolin.

[0007] Além das composições de terras raras, caulim também frequentemente inclui um número de substâncias consideradas serem impurezas, particularmente quando o caulim é refinado para uso como um ingrediente, pigmento, ou material de carga em uma variedade de composições de aplicação, tais como, por exemplo, carregamento e revestimento de papel, papelão, e produtos similares. Por exemplo, caulinita é um mineral branco e é frequentemente usado em tais composições de aplicação para conceder, entre outras coisas, brancura e brilho. Entretanto, uma ou mais propriedades desejáveis do caulim podem ser adversamente afetadas pela presença de impurezas. As impurezas típicas podem incluir, porém não são limitadas a minerais contendo titânia, tais como anatásio e rutílio, quartzo, mica, fosfatos, esmectita, e outro silicato, compostos de óxido e hidróxido contendo elementos de transição, tais como ferro e cromo, e metais pesados, tais como chumbo e tório. Assim, seria desejável desenvolver um método de tratamento de caulim ou outras composições contendo caulinita de tal modo que não apenas composições de elementos de terras raras sejam separadas do material contendo caulinita, mas outras impurezas também sejam separadas das composições contendo caulim ou caulinita.[0007] In addition to rare earth compositions, kaolin also often includes a number of substances considered to be impurities, particularly when kaolin is refined for use as an ingredient, pigment, or filler material in a variety of application compositions, such as , for example, loading and coating of paper, cardboard, and similar products. For example, kaolinite is a white mineral and is often used in such application compositions to impart, among other things, whiteness and shine. However, one or more desirable properties of kaolin can be adversely affected by the presence of impurities. Typical impurities may include, but are not limited to, minerals containing titania, such as anatase and rutile, quartz, mica, phosphates, smectite, and other silicate, oxide and hydroxide compounds containing transition elements, such as iron and chromium, and heavy metals such as lead and thorium. Thus, it would be desirable to develop a method of treating kaolin or other kaolinite-containing compositions such that not only rare earth element compositions are separated from the kaolinite-containing material, but other impurities are also separated from the kaolin or kaolinite-containing compositions.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

[0008] De acordo com um primeiro aspecto, um método para obtenção de composições de elementos de terras raras pode incluir prover uma suspensão aquosa dispersada de um material particulado, incluindo pelo menos um composto de elemento de terras raras e caulinita. O método pode ainda incluir adicionar à suspensão um polímero de floculação seletiva que facilite a separação de pelo menos uma parte do pelo menos um composto de elementos de terras raras da caulinita por floculação da mesma, e permite que partículas do composto de elementos de terras raras sejam ou permaneçam desfloculadas. O método pode também incluir permitir que a suspensão contendo o polímero separe-se em camadas em um separador de floculação seletiva, incluindo uma camada de produto floculado e uma camada desfloculada contendo a parte do pelo menos um composto de elementos de terras raras. O método pode incluir ainda extrair cada uma das camadas separadas do separador.[0008] According to a first aspect, a method for obtaining compositions of rare earth elements can include providing a dispersed aqueous suspension of a particulate material, including at least one compound of rare earth element and kaolinite. The method may further include adding to the suspension a selective flocculation polymer which facilitates the separation of at least a portion of the at least one rare earth element compound from the kaolinite by flocculation thereof, and allows particles of the rare earth element compound to are or remain deflocculated. The method may also include allowing the polymer-containing suspension to separate into layers in a selective flocculation separator, including a layer of flocculated product and a deflocculated layer containing part of the at least one rare earth element compound. The method may further include extracting each of the separate layers from the separator.

[0009] De acordo com outro aspecto, a camada desfloculada pode ser uma camada de extravazamento. De acordo com um outro aspecto, a parte do pelo menos um composto de elementos de terras raras pode incluir partículas tendo um diâmetro esférico equivalente menor do que 325 mícrons. Por exemplo, as partículas do composto de elementos de terras raras podem ser uma parte da camada desfloculada, e as partículas do composto de elementos de terras raras podem flutuar na camada superior das camadas separadas. De acordo com ainda um outro aspecto, o peso específico da camada desfloculada contendo a parte do pelo menos um composto de elementos de terras raras pode variar de cerca de 1,0005 a cerca de 1,03. De acordo com outro aspecto, a caulinita pode ser incluída na camada floculada, e a camada floculada pode estar na camada inferior das camadas separadas.[0009] According to another aspect, the deflocculated layer may be an overflow layer. In accordance with another aspect, part of the at least one composite of rare earth elements may include particles having an equivalent spherical diameter of less than 325 microns. For example, the rare earth element composite particles may be a part of the deflocculated layer, and the rare earth element composite particles may float in the upper layer of the separate layers. In accordance with yet another aspect, the density of the deflocculated layer containing part of the at least one compound of rare earth elements can range from about 1.0005 to about 1.03. According to another aspect, the kaolinite can be included in the flocculated layer, and the flocculated layer can be in the bottom layer of the separated layers.

[0010] De acordo com já outro aspecto, o polímero de floculação seletiva pode incluir um polímero de alto peso molecular. Por exemplo, o polímero de floculação seletiva pode incluir um polímero orgânico fracamente aniônico tendo um peso molecular maior do que cerca de 100.000. Por exemplo, o polímero de floculação seletiva pode incluir unidades aniônicas contendo acrilamida, as unidades aniônicas não incluindo mais do que cerca de 15 % em peso de polímero. De acordo com um outro aspecto, a quantidade total de polímero de floculação seletiva adicionada pode variar de cerca de 0,01 % a cerca de 0,5 % em peso seco com base no peso seco do material particulado.[0010] According to yet another aspect, the selective flocculation polymer may include a high molecular weight polymer. For example, the selectively flocculating polymer can include a weakly anionic organic polymer having a molecular weight greater than about 100,000. For example, the selectively flocculating polymer can include acrylamide-containing anionic units, the anionic units including not more than about 15% by weight of polymer. In another aspect, the total amount of selectively flocculating polymer added can range from about 0.01% to about 0.5% dry weight based on the dry weight of the particulate material.

[0011] De acordo com ainda um outro aspecto, o material particulado pode ser obtido de caulim. Por exemplo, o material particulado pode ser obtido de caulim primário e/ou caulim secundário. De acordo com outro aspecto, prover a suspensão aquosa dispersada do material particulado pode incluir adicionar água e agente dispersante em caulim bruto inerentemente úmido.[0011] According to yet another aspect, the particulate material can be obtained from kaolin. For example, the particulate material can be obtained from primary kaolin and/or secondary kaolin. According to another aspect, providing the dispersed aqueous suspension of the particulate material may include adding water and dispersing agent into inherently wet raw kaolin.

[0012] De acordo com outro aspecto, o composto de elementos de terras raras pode incluir compostos contendo partículas de elementos de terras raras. O pelo menos um composto de elementos de terras raras pode incluir partículas tendo um diâmetro esférico equivalente menor do que cerca de 325 mícrons.[0012] According to another aspect, the compound of rare earth elements may include compounds containing particles of rare earth elements. The at least one compound of rare earth elements can include particles having an equivalent spherical diameter of less than about 325 microns.

[0013] De acordo com um outro aspecto, o composto de elementos de terras raras pode incluir La2O3 de mais do que 0 % em peso a cerca de 8,0 % em peso, de cerca de 0,1 % em peso a cerca de 5,0 % em peso, ou de 0,2 % em peso a cerca de 4,0 % em peso. O composto de elementos de terras raras pode incluir CeO2 de mais do que 0 % em peso a cerca de 5,0 % em peso, de cerca de 0,1 % em peso a cerca de 4,5 % em peso, ou de 0,3 % em peso a cerca de 4,0 % em peso. O composto de elementos de terras raras pode incluir Nd2O3 de mais do que 0 % em peso a cerca de 2,0 % em peso, de cerca de 0,1 % em peso a cerca de 1,5 % em peso, ou de 0,2 % em peso a cerca de 1,0 % em peso. O composto de elementos de terras raras pode incluir Y2O3 de mais do que 0 % em peso a cerca de 0,2 % em peso, de cerca de 0,001 % em peso a cerca de 0,2 % em peso, ou de 0,01 % em peso a cerca de 0,2 % em peso.[0013] According to another aspect, the compound of rare earth elements can include La2O3 from more than 0% by weight to about 8.0% by weight, from about 0.1% by weight to about 5.0% by weight, or from 0.2% by weight to about 4.0% by weight. The compound of rare earth elements can include CeO2 from greater than 0% by weight to about 5.0% by weight, from about 0.1% by weight to about 4.5% by weight, or from 0 .3% by weight to about 4.0% by weight. The compound of rare earth elements can include Nd2O3 from greater than 0% by weight to about 2.0% by weight, from about 0.1% by weight to about 1.5% by weight, or from 0 .2% by weight to about 1.0% by weight. The compound of rare earth elements can include Y2O3 from greater than 0% by weight to about 0.2% by weight, from about 0.001% by weight to about 0.2% by weight, or from 0.01 % by weight to about 0.2% by weight.

[0014] De acordo com outro aspecto, a camada desfloculada pode incluir até cerca de 8,0 % em peso de La2O3, até cerca de 4,0 % em peso de CeO2, até cerca de 1,0 % em peso de Nd2O3, e até cerca de 0,2 % em peso de Y2O3. De acordo com outro aspecto, a camada desfloculada pode incluir até cerca de 4,0 % em peso de La2O3 até cerca de 4,0 % em peso de CeO2, até cerca de 1,0 % em peso de Nd2O3, e até cerca de 0,1 % em peso de Y2O3.[0014] According to another aspect, the deflocculated layer can include up to about 8.0% by weight La2O3, up to about 4.0% by weight CeO2, up to about 1.0% by weight Nd2O3, and up to about 0.2% by weight Y2O3. According to another aspect, the deflocculated layer can include up to about 4.0% by weight La2O3 to about 4.0% by weight CeO2, up to about 1.0% by weight Nd2O3, and up to about 0.1% by weight of Y2O3.

[0015] De acordo com ainda outro aspecto, o método pode ainda incluir condicionar a suspensão antes de adicionar o polímero de floculação seletiva a ela, permitindo que a suspensão envelheça por um período de pelo menos trinta minutos. De acordo com outro aspecto, o método pode incluir ajustar o pH da suspensão para ser pelo menos de aproximadamente 6,5, antes de permitir que a suspensão envelheça. De acordo com já outro aspecto, o método pode ainda incluir adicionar um produto químico condicionante antes ou durante do envelhecimento.[0015] In accordance with yet another aspect, the method may further include conditioning the suspension before adding the selective flocculation polymer thereto, allowing the suspension to age for a period of at least thirty minutes. In another aspect, the method can include adjusting the pH of the suspension to be at least about 6.5 before allowing the suspension to age. In yet another aspect, the method may further include adding a conditioning chemical prior to or during aging.

[0016] De acordo com outro aspecto, o método ainda inclui adicionar sal de sódio à suspensão após prover a suspensão aquosa dispersada. De acordo com um outro aspecto, o método pode incluir ainda agitar mecanicamente a suspensão durante o envelhecimento.[0016] According to another aspect, the method further includes adding sodium salt to the suspension after providing the dispersed aqueous suspension. In another aspect, the method can further include mechanically stirring the suspension during aging.

[0017] De acordo com ainda outro aspecto, o método pode ainda incluir ajustar o pH da suspensão para ser pelo menos de aproximadamente 8, antes de adicionar o polímero de floculação seletiva. Por exemplo, o método pode incluir ajustar o pH da suspensão para ser pelo menos de aproximadamente 9,8, para pelo menos de aproximadamente 10,2, por exemplo, de modo que o pH varie entre cerca de 10,2 e cerca de 12,5 antes de adicionar o polímero de floculação seletiva.[0017] According to yet another aspect, the method may further include adjusting the pH of the suspension to be at least about 8, before adding the selective flocculation polymer. For example, the method can include adjusting the pH of the suspension to be at least about 9.8, to at least about 10.2, for example, so that the pH varies between about 10.2 and about 12. .5 before adding the selective flocculation polymer.

[0018] De acordo com já outro aspecto, o método pode ainda incluir desaglomerar a suspensão aquosa dispersada por um processo de trabalho mecânico. Por exemplo, a desaglomeração pode incluir amalgamação ou algum tipo de trabalho líquido de alto cisalhamento.[0018] According to yet another aspect, the method may further include deagglomerating the dispersed aqueous suspension by a mechanical working process. For example, deagglomeration may include amalgamation or some type of high shear liquid working.

[0019] De acordo com ainda um outro aspecto, a suspensão aquosa dispersada pode ter um teor de sólidos de pelo menos cerca de 30 % em peso. De acordo com outro aspecto, o método pode ainda incluir adicionar água às camadas separadas antes de extrair as camadas separadas do separador, de modo que os teores de sólidos das camadas variem de cerca de 5 % a cerca de 15 % em peso.[0019] According to yet another aspect, the dispersed aqueous suspension may have a solids content of at least about 30% by weight. According to another aspect, the method can further include adding water to the separated layers before extracting the separated layers from the separator, so that the solids contents of the layers range from about 5% to about 15% by weight.

[0020] De acordo com um outro aspecto, o método pode ainda incluir aquecer a suspensão aquosa dispersada antes de adicionar o polímero de floculação seletiva.[0020] According to another aspect, the method may further include heating the dispersed aqueous suspension before adding the selective flocculation polymer.

[0021] Objetivos e vantagens adicionais da invenção serão fornecidos em parte da descrição que se segue, e podem ser aprendidos pela prática da invenção. Os objetivos e vantagens da invenção serão realizados e alcançados por meio dos elementos e combinações particulares indicados nas reivindicações anexas.[0021] Additional objects and advantages of the invention will be provided in part of the description that follows, and may be learned by practice of the invention. The objects and advantages of the invention will be realized and achieved by means of the particular elements and combinations indicated in the appended claims.

[0022] Deve-se compreender que tanto a precedente descrição geral como a seguinte descrição detalhada são somente exemplares e explicativas, e não são restritivas da invenção, como reivindicadas.[0022] It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only, and are not restrictive of the invention as claimed.

[0023] O desenho acompanhante, que é incorporado no e constitui uma parte deste relatório, ilustra uma forma de realização exemplar da invenção e, juntamente com a descrição, serve para explicar princípios da invenção.[0023] The accompanying drawing, which is incorporated into and forms a part of this report, illustrates an exemplary embodiment of the invention and, together with the description, serves to explain principles of the invention.

[0024] BREVE DESCRIÇÃO DO DESENHO[0024] BRIEF DESCRIPTION OF THE DESIGN

[0025] A Fig. 1 é um fluxograma diagramático mostrando um método exemplar de obtenção de compostos de elementos de terras raras.[0025] Fig. 1 is a diagrammatic flowchart showing an exemplary method of obtaining rare earth element compounds.

[0026] DESCRIÇÃO DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO EXEMPLARES[0026] DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS

[0027] Surpreendente e beneficamente constatamos que composições de elementos de terras raras podem ser obtidas de material particulado contendo caulinita pelos métodos exemplares descritos aqui. Por exemplo, as composições de elementos de terras raras podem ser obtidas a partir de caulim pelos métodos exemplares descritos aqui.[0027] Surprisingly and beneficially we find that compositions of rare earth elements can be obtained from particulate material containing kaolinite by the exemplary methods described here. For example, rare earth element compositions can be obtained from kaolin by the exemplary methods described herein.

[0028] De acordo com algumas formas de realização, um método para obtenção de composições de elementos de terras raras inclui prover uma suspensão aquosa dispersada de um material particulado incluindo pelo menos um composto de elementos de terras raras e caulinita. O método exemplar ainda inclui adicionar à suspensão um polímero de floculação seletiva que facilita a separação de pelo menos uma parte do pelo menos um composto de elementos de terras raras da caulinita, por floculação da mesma, e permite que partículas do composto de elementos de terras raras sejam ou permaneçam desfloculadas.[0028] According to some embodiments, a method of obtaining rare earth element compositions includes providing a dispersed aqueous suspension of a particulate material including at least one compound of rare earth elements and kaolinite. The exemplary method further includes adding to the suspension a selective flocculation polymer which facilitates the separation of at least a portion of the at least one rare earth element compound from the kaolinite by flocculation thereof and allows particles of the earth element compound to rare are or remain deflocculated.

[0029] O método exemplar também inclui permitir que a suspensão contendo o polímero separe-se, em um separador de floculação seletiva, em camadas, incluindo uma camada de produto floculado e uma camada desfloculada contendo a parte do pelo menos um composto de elementos de terras raras. O método exemplar ainda inclui extrair cada uma das camadas separadas do separador.[0029] The exemplary method also includes allowing the polymer-containing suspension to separate, in a selective flocculation separator, into layers, including a flocculated product layer and a deflocculated layer containing part of the at least one composite of elements of rare Lands. The exemplary method further includes extracting each separate layer from the separator.

[0030] De acordo com algumas formas de realização, a camada desfloculada é uma camada de extravasamento, em particular, uma camada superior das camadas separadas. Por exemplo, partículas do composto de elementos de terras raras são uma parte da camada desfloculada, e as partículas do composto de elementos de terras raras surpreendentemente flutuam na camada superior das camadas separadas. Em algumas formas de realização, a caulinita pode ser incluída na camada floculada, e a camada floculada pode estar na camada inferior das camadas separadas.[0030] According to some embodiments, the deflocculated layer is an overflow layer, in particular an upper layer of the separated layers. For example, particles of the composite of rare earth elements are a part of the deflocculated layer, and the particles of the composite of rare earth elements surprisingly float in the upper layer of the separated layers. In some embodiments, the kaolinite can be included in the flocculated layer, and the flocculated layer can be in the bottom layer of the separate layers.

[0031] De acordo com algumas formas de realização, o material particulado pode ser obtido de caulim. Por exemplo, o material particulado pode ser obtido de caulim primário e/ou caulim secundário. De acordo com algumas formas de realização, prover a suspensão aquosa dispersada do material particulado pode incluir adicionar água e agente dispersante em um caulim bruto inerentemente úmido.[0031] According to some embodiments, the particulate material can be obtained from kaolin. For example, the particulate material can be obtained from primary kaolin and/or secondary kaolin. According to some embodiments, providing the dispersed aqueous suspension of the particulate material can include adding water and dispersing agent into an inherently wet raw kaolin.

[0032] De acordo com algumas formas de realização, o método inclui condicionar a suspensão aquosa por envelhecimento, por exemplo, juntamente com a adição de um produto químico condicionante, que pode estar presente durante parte ou todo o envelhecimento, antes de aumentar o pH, por exemplo, para um pH de pelo menos 9,5, durante floculação seletiva, que pode ocorrer seguinte à adição do polímero de floculação seletiva.[0032] According to some embodiments, the method includes conditioning the aqueous suspension by aging, for example, together with the addition of a conditioning chemical, which may be present during part or all of the aging, before raising the pH , for example, to a pH of at least 9.5, during selective flocculation, which may occur following addition of the selective flocculation polymer.

[0033] De acordo com algumas formas de realização, o ajuste do pH para um valor de pelo menos cerca de 8, por exemplo, de cerca de 10,5 a cerca de 12,5, é realizado antes da adição do polímero de floculação seletiva. Por exemplo, o pH pode ser ajustado para ser de pelo menos cerca de 9,5, por exemplo, de cerca de 10,5 a cerca de 12,5, por exemplo, de cerca de 10,5 a cerca de 11,5, antes, durante, e/ou após condicionamento da suspensão aquosa. De acordo com algumas formas de realização, o pH durante condicionamento da suspensão aquosa pode ser na faixa de cerca de 6 a cerca de 9,5, por exemplo, de cerca de 6,5 a cerca de 7. Os inventores acreditam que o benefício de aumentar o pH, por exemplo, em combinação com o condicionamento, para floculação seletiva de um material particulado incluindo compostos de elementos de terras raras e caulinita, especialmente com o objetivo de separação e remoção, em uma forma desfloculada, de compostos de elementos de terras raras, não foi anteriormente reconhecido.[0033] According to some embodiments, adjusting the pH to a value of at least about 8, for example, from about 10.5 to about 12.5, is carried out before adding the flocculating polymer selective. For example, the pH can be adjusted to be at least about 9.5, for example, from about 10.5 to about 12.5, for example, from about 10.5 to about 11.5 before, during, and/or after conditioning the aqueous suspension. According to some embodiments, the pH during conditioning of the aqueous suspension can be in the range from about 6 to about 9.5, for example from about 6.5 to about 7. The inventors believe that the benefit of raising the pH, for example, in combination with conditioning, for selective flocculation of particulate matter including rare earth element compounds and kaolinite, especially for the purpose of separating and removing, in a deflocculated form, rare earths, has not previously been recognized.

[0034] De acordo com algumas formas de realização, impurezas indesejáveis, tais como, por exemplo, uma ou mais de titânia, mica, feldspato, silicatos, tais como quartzo, impurezas minerais de argila, tais como esmectitas e outras candites, fosfatos, e óxidos metálicos de, por exemplo, ferro e outros metais de transição, podem ser separadas da caulinita pelas formas de realização dos métodos descritos aqui. Tais métodos podem ser usados sozinhos ou em combinação com um ou mais outros processos de beneficiamento conhecidos.[0034] According to some embodiments, undesirable impurities such as, for example, one or more of titania, mica, feldspar, silicates such as quartz, clay mineral impurities such as smectites and other candites, phosphates, and metal oxides of, for example, iron and other transition metals, can be separated from kaolinite by embodiments of the methods described herein. Such methods can be used alone or in combination with one or more other known beneficiation processes.

[0035] De acordo com algumas formas de realização, a quantidade de impurezas indesejáveis, especialmente impurezas finas tendo um tamanho de partícula médio, por exemplo, de menos do que cerca de 1 mícron ou, em muitos casos, menos do que cerca de 0,5 mícrons, se presente no material particulado tratado (por exemplo, argila de caulim), pode ser significativamente reduzida. Outra vantagem potencial de algumas formas de realização do método descrito aqui é que ele pode permitir evitação de dispendiosos processos de purificação de flutuação de espuma, frequentemente empregados no beneficiamento de, por exemplo, caulim.[0035] According to some embodiments, the amount of undesirable impurities, especially fine impurities having an average particle size, for example, of less than about 1 micron or, in many cases, less than about 0 .5 microns, if present in treated particulate matter (eg kaolin clay), can be significantly reduced. Another potential advantage of some embodiments of the method described here is that it can allow the avoidance of costly foam flotation purification processes often employed in the beneficiation of, for example, kaolin.

[0036] Outra possível vantagem de algumas formas de realização do método descrito aqui é que pode permitir a redução de impurezas indesejáveis contendo titânia e finas no material particulado (p. ex., argila de caulim) em níveis de modo que outros processos de tratamento convencionais, que podem beneficamente ser usados no tratamento de material particulado, possam ser aplicados mais eficazmente. Uma outra possível vantagem de algumas formas de realização do método é que o método pode ser aplicado em uma de várias etapas de um processo de beneficiamento de multietapas. Por exemplo, algumas formas de realização do método podem ser aplicadas antes de outras etapas de beneficiamento, tais como uma ou mais de oxidação, cominuição (p. ex., moagem), classificação de tamanho de partícula (p. ex., centrifugação), separação magnética, e branqueamento. Como resultado, o material particulado (p. ex., contendo caulinita) empregado em algumas formas de realização do método, pode incluir caulim bruto, que, ao lado de uma etapa de descascalhamento aplicada antes ou durante o método, não precisa ser submetido a quaisquer outras etapas de separação de partícula ou beneficiamento até após tratamento pelo método de tratamento, por exemplo, após extração das camadas separadas do separador.[0036] Another possible advantage of some embodiments of the method described here is that it may allow the reduction of undesirable titania-containing impurities and fines in the particulate material (e.g., kaolin clay) to levels such that other treatment processes Conventional materials, which can beneficially be used in the treatment of particulate matter, can be applied more effectively. A further possible advantage of some embodiments of the method is that the method can be applied in one of several steps of a multi-step beneficiation process. For example, some embodiments of the method may be applied prior to other beneficiation steps, such as one or more oxidation, comminution (e.g. milling), particle size grading (e.g. centrifugation) , magnetic separation, and bleaching. As a result, the particulate matter (e.g. containing kaolinite) employed in some embodiments of the method, may include raw kaolin, which, apart from a dehulling step applied before or during the method, need not be subjected to any other particle separation or beneficiation steps until after treatment by the treatment method, for example after extracting the separated layers from the separator.

[0037] Uma outra possível vantagem é que a fineza e pureza do material particulado tratado pelo método não são críticas, o que pode ainda distinguir formas de realização do método descrito de outros métodos de tratamento. Por exemplo, um caulim tratado pelo método pode incluir um minério de caulim bruto tendo um teor de caulinita maior do que 5 %, tal como maior do que 10 %, maior do que 20 %, maior do que 30 %, maior do que 40 %, maior do que 50 %, maior do que 60 %, maior do que 70 %, maior do que 80 %, ou mesmo maior do que 90 %. Em outro exemplo, um caulim tratado pelo método pode incluir um minério de caulim bruto tendo um teor de caulinita de menos do que 90 % em peso (p. ex., na faixa de 5 % em peso a 90 % em peso, de 5% a 70 %, ou de 50 % a 90 %), embora minério de caulim e lamas descascalhadas, tendo um teor de caulinita maior do que 70 % em peso, possam também ser mais favoravelmente tratados pelo método.[0037] Another possible advantage is that the fineness and purity of the particulate material treated by the method are not critical, which can further distinguish embodiments of the described method from other treatment methods. For example, a kaolin treated by the method may include a raw kaolin ore having a kaolinite content greater than 5%, such as greater than 10%, greater than 20%, greater than 30%, greater than 40 %, greater than 50%, greater than 60%, greater than 70%, greater than 80%, or even greater than 90%. In another example, a kaolin treated by the method can include a raw kaolin ore having a kaolinite content of less than 90% by weight (e.g., in the range of 5% by weight to 90% by weight, of 5 % to 70%, or 50% to 90%), although kaolin ore and descaled sludge, having a kaolinite content greater than 70% by weight, may also be more favorably treated by the method.

[0038] De acordo com algumas formas de realização, o método descrito aqui pode ser operado como um processo de batelada, semicontínuo ou contínuo.[0038] According to some embodiments, the method described here can be operated as a batch, semi-continuous or continuous process.

[0039] De acordo com algumas formas de realização, o material de partida para o método pode incluir argila de caulim substancialmente seca. O material de partida pode ser tratado adicionando-se água e dispersante a ele para produzir a suspensão aquosa dispersada de material particulado. De acordo com algumas formas de realização, o trabalho mecânico (p. ex., por amalgamação) é aplicado à suspensão aquosa de material particulado, por meio do que aglomerados presentes no material particulado são decompostos pelo processo de trabalho. O processo de trabalho pode ser realizado antes de uma etapa de condicionamento e pode ser aplicado durante o tratamento do material de partida com água e dispersante. A adição de dispersante e aplicação de trabalho podem ser aplicados juntos, por exemplo, em um processo de batelada, semicontínuo, ou contínuo.[0039] According to some embodiments, the starting material for the method may include substantially dry kaolin clay. The starting material can be treated by adding water and dispersant thereto to produce the dispersed aqueous suspension of particulate material. According to some embodiments, mechanical working (e.g., by amalgamation) is applied to the aqueous suspension of particulate material, whereby agglomerates present in the particulate material are broken down by the working process. The working process can be carried out before a conditioning step and can be applied during the treatment of the starting material with water and dispersant. Dispersant addition and job application can be applied together, for example in a batch, semi-continuous, or continuous process.

[0040] Os dispersantes adequados para as partículas da suspensão incluem os dispersantes aniônicos empregados em um processo de separação de desfloculação/floculação seletiva. Por exemplo, o dispersante pode incluir um agente inorgânico, tal como, por exemplo, um silicato de metal alcalino (p. ex., silicato de sódio ou silicato de potássio), ou um sal de fosfato condensado, tal como, por exemplo, hexametafosfato de sódio ou pirofosfato de sódio. Alternativamente, ou além de, o dispersante pode incluir um agente orgânico, tal como, por exemplo, um lignossulfonato (p. ex., lignossulfonato de sódio) ou um policarboxilato (p. ex., um poliacrilato, tal como um poliacrilato de sódio).[0040] Suitable dispersants for suspension particles include anionic dispersants employed in a deflocculation/selective flocculation separation process. For example, the dispersant may include an inorganic agent, such as, for example, an alkali metal silicate (e.g., sodium silicate or potassium silicate), or a condensed phosphate salt, such as, for example, sodium hexametaphosphate or sodium pyrophosphate. Alternatively, or in addition, the dispersant may include an organic agent, such as, for example, a lignosulfonate (e.g., sodium lignosulfonate) or a polycarboxylate (e.g., a polyacrylate, such as sodium polyacrylate). ).

[0041] De acordo com algumas formas de realização, uma composição dispersante adequada para adição à suspensão aquosa, durante tratamento da suspensão aquosa com água e dispersante, inclui um agente inorgânico (p. ex., um sal de fosfato condensado) e um policarboxilato (p. ex., um poliacrilato de baixo peso molecular (p. ex., um peso molecular médio ponderado de menos do que 20.000)) adicionado durante o tratamento com água e dispersante ou mais tarde (p. ex., quando o produto químico condicionante é adicionado em seguida ao trabalho mecânico). A expressão “poliacrilato” nesta descrição inclui copolímeros de ácido acrílico com outros monômeros (p. ex., ácido maleico ou ácido metacrílico). Em tais copolímeros, as unidades de ácido acrílico podem prover pelo menos 50 % em peso de polímero. Em tal composição dispersante, a relação de peso (em uma base de peso seco ou “ativo”) de agente inorgânico para policarboxilato pode, por exemplo, ser x:1, onde x é maior do que 1. Em tal relação, x pode ser pelo menos 2,0 (p. ex., 2,0 a 5,0). De acordo com algumas formas de realização, o agente inorgânico da composição dispersante pode incluir hexametafosfato de sódio e o policarboxilato pode incluir poliacrilato de sódio.[0041] According to some embodiments, a dispersant composition suitable for addition to the aqueous suspension during treatment of the aqueous suspension with water and dispersant includes an inorganic agent (e.g., condensed phosphate salt) and a polycarboxylate (e.g., a low molecular weight polyacrylate (e.g., a weight average molecular weight of less than 20,000)) added during water and dispersant treatment or later (e.g., when the product conditioning chemical is added next to mechanical work). The term "polyacrylate" in this specification includes copolymers of acrylic acid with other monomers (eg, maleic acid or methacrylic acid). In such copolymers, the acrylic acid units can provide at least 50% by weight of polymer. In such a dispersant composition, the weight ratio (on a dry or "active" weight basis) of inorganic agent to polycarboxylate may, for example, be x:1, where x is greater than 1. In such a ratio, x may be at least 2.0 (eg, 2.0 to 5.0). According to some embodiments, the inorganic agent of the dispersing composition can include sodium hexametaphosphate and the polycarboxylate can include sodium polyacrylate.

[0042] De acordo com algumas formas de realização, a suspensão aquosa dispersada é tratada pelo processo de trabalho mecânico em uma concentração de sólidos de partícula de pelo menos cerca de 30 %, de pelo menos cerca de 40 %, de pelo menos cerca de 50 %, de pelo menos cerca de 60 %, ou de cerca de 70 % ou mais em peso. Uma entrada de trabalho de pelo menos cerca de 5 kJ/kg, por exemplo, de pelo menos cerca de 15 kJ/kg (p. ex., de cerca de 20 kJ/ a cerca de 400 kJ/kg), pode ser aplicada durante o processo de trabalho mecânico.[0042] According to some embodiments, the dispersed aqueous suspension is treated by the mechanical working process at a particle solids concentration of at least about 30%, at least about 40%, at least about 50%, at least about 60%, or about 70% or more by weight. A work input of at least about 5 kJ/kg, for example, at least about 15 kJ/kg (e.g., from about 20 kJ/kg to about 400 kJ/kg), can be applied during the process of mechanical work.

[0043] De acordo com algumas formas de realização, após prover a suspensão aquosa dispersada de material particulado, incluindo qualquer trabalho mecânico aplicado, a suspensão pode ser diluída e/ou descascalhada para remover grandes partículas que podem ainda estar presentes na suspensão aquosa.[0043] According to some embodiments, after providing the dispersed aqueous suspension of particulate matter, including any applied mechanical work, the suspension may be diluted and/or descaled to remove large particles that may still be present in the aqueous suspension.

[0044] De acordo com algumas formas de realização, o pH da suspensão aquosa pode ser ajustado antes do condicionamento. Por exemplo, o pH da suspensão aquosa pode ser ajustado para ser de cerca de 6 ou mais (p. ex., de cerca de 6,5 a cerca de 9,5, por exemplo, de cerca de 6,5 a cerca de 7,5). De acordo com algumas formas de realização, o pH pode ser ajustado antes de condicionar a suspensão e novamente seguinte ao condicionamento para um valor ainda mais elevado. Qualquer ajuste de pH pode ser realizado adicionando-se uma ou mais substâncias básicas adequadas, por exemplo, selecionadas de hidróxidos e carbonatos de metal alcalino, e hidróxidos e carbonatos de amônio, tais como, por exemplo, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, carbonato de sódio, ou hidróxido de amônio.[0044] According to some embodiments, the pH of the aqueous suspension can be adjusted prior to conditioning. For example, the pH of the aqueous suspension can be adjusted to be about 6 or greater (e.g., from about 6.5 to about 9.5, e.g., from about 6.5 to about 7.5). According to some embodiments, the pH can be adjusted before conditioning the suspension and again following conditioning to an even higher value. Any pH adjustment can be carried out by adding one or more suitable basic substances, for example selected from alkali metal hydroxides and carbonates, and ammonium hydroxides and carbonates, such as, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, or ammonium hydroxide.

[0045] De acordo com algumas formas de realização, o condicionamento exemplar por envelhecimento do método pode ser realizado por um período de pelo menos cerca de 30 minutos, por exemplo, de pelo menos cerca de duas horas, antes da adição do polímero de floculação seletiva. De acordo com algumas formas de realização, o envelhecimento é realizado por um período de pelo menos cerca de cinco horas (p. ex., de pelo menos cerca de oito a cerca de 24 horas, por exemplo, por um período de cerca de um a sete dias) antes da adição do polímero de floculação seletiva.[0045] According to some embodiments, exemplary aging conditioning of the method may be carried out for a period of at least about 30 minutes, for example, at least about two hours, prior to addition of the flocculating polymer selective. According to some embodiments, aging is carried out for a period of at least about five hours (e.g., from at least about eight to about 24 hours, e.g., for a period of about one hour). to seven days) before addition of the selective flocculation polymer.

[0046] De acordo com algumas formas de realização, o condicionamento pode incluir envelhecimento e adição de um produto químico condicionante, e o produto químico condicionante pode ser adicionado antes do envelhecimento. De acordo com algumas formas de realização, o produto químico condicionante pode ser adicionado após uma parte ou todo o envelhecimento. O produto químico condicionante pode incluir, por exemplo, um ou mais sais de um metal de íon monovalente (p. ex., um ou mais sais de sódio). O(s) sal(is) de sódio inclui(em) um sal orgânico, tal como, por exemplo, um sal de policarboxilato, ou um haleto, tal como cloreto de sódio. O policarboxilato pode ser poliacrilato de sódio. O poliacrilato de sódio, onde empregado, pode ser um dos produtos comercialmente disponíveis empregados como dispersantes minerais. O(s) produto(s) químico(s) condicionante(s) opcionalmente adicionado(s) pode(m) ser empregado(s) à suspensão aquosa via um ou mais misturadores em-linha estáticos. Alternativamente, o(s) produto(s) químico(s) condicionante(s) pode(m) ser adicionado(s) à suspensão aquosa em um ou mais misturadores convencionais, empregando-se meios de agitação mecânica para promover boa mistura.[0046] According to some embodiments, conditioning may include aging and adding a conditioning chemical, and the conditioning chemical may be added prior to aging. According to some embodiments, the conditioning chemical can be added after some or all of the aging. The conditioning chemical can include, for example, one or more salts of a monovalent ion metal (e.g., one or more sodium salts). The sodium salt(s) includes an organic salt, such as, for example, a polycarboxylate salt, or a halide, such as sodium chloride. The polycarboxylate may be sodium polyacrylate. Sodium polyacrylate, where used, may be one of the commercially available products employed as mineral dispersants. The optionally added conditioning chemical(s) may be delivered to the aqueous suspension via one or more static in-line mixers. Alternatively, the conditioning chemical(s) may be added to the aqueous suspension in one or more conventional mixers, employing mechanical agitation means to promote thorough mixing.

[0047] De acordo com algumas formas de realização, durante o condicionamento por envelhecimento, se a suspensão contiver um ou mais produtos químicos condicionantes, a suspensão pode ser mecanicamente agitada, por exemplo, por movimento ou recirculação. Tal agitação pode ser relativamente leve e pode ser aplicada continuamente, semicontinuamente, ou intermitentemente.[0047] According to some embodiments, during aging conditioning, if the suspension contains one or more conditioning chemicals, the suspension may be mechanically agitated, for example by movement or recirculation. Such agitation can be relatively light and can be applied continuously, semi-continuously, or intermittently.

[0048] De acordo com algumas formas de realização, o polímero de floculação seletiva pode ser misturado com a suspensão aquosa antes de suprimento da mistura ao separador de floculação seletiva. Por exemplo, estes dois ingredientes podem ser completamente misturados entre si antes de suprimento para o separador. O polímero de floculação seletiva pode ser adicionado via um ou mais misturadores em-linha estáticos. Alternativamente, o polímero de floculação seletiva pode ser adicionado à suspensão aquosa em um ou mais misturadores convencionais, empregando-se meios de agitação mecânica convencionais para promover boa mistura. De acordo com algumas formas de realização, o polímero de floculação seletiva pode ser adicionado em uma ou mais doses em um ou mais pontos de adição antes de suprimento da suspensão para o separador.[0048] According to some embodiments, the selective flocculation polymer can be mixed with the aqueous suspension before supplying the mixture to the selective flocculation separator. For example, these two ingredients can be thoroughly mixed together before being fed into the separator. The selectively flocculated polymer can be added via one or more static in-line mixers. Alternatively, the selectively flocculating polymer can be added to the aqueous suspension in one or more conventional mixers, employing conventional mechanical agitation means to promote good mixing. According to some embodiments, the selectively flocculating polymer can be added in one or more doses at one or more addition points prior to supplying the suspension to the separator.

[0049] De acordo com algumas formas de realização, a suspensão aquosa alimentadora para ser suprida ao separador de floculação seletiva pode ter um peso específico na faixa de cerca de 1,03 a cerca de 1,15. O teor de sólidos da suspensão pode ser na faixa de cerca de 5 % a cerca de 21 % em peso (p. ex., de cerca de 10 % a cerca de 15 % em peso). A diluição com água pode ser realizada antes do suprimento para o separador, por exemplo, antes da adição do polímero de floculação seletiva.[0049] According to some embodiments, the feeder aqueous suspension to be supplied to the selective flocculation separator may have a specific gravity in the range of about 1.03 to about 1.15. The solids content of the suspension can range from about 5% to about 21% by weight (e.g., from about 10% to about 15% by weight). Dilution with water can be carried out before supplying to the separator, for example before adding the selective flocculation polymer.

[0050] De acordo com algumas formas de realização, a suspensão aquosa alimentadora a ser suprida para o separador de floculação seletiva pode ser aquecida, por exemplo, pelo uso de água quente em uma etapa de diluição de água e/ou por passagem da suspensão através de um aquecedor externo (p. ex., uma camisa de aquecimento de um trocador de calor) para elevar a temperatura por pelo menos cerca de 10 °C, por exemplo, de cerca de 15 a 20 °C a cerca de 30 a 35 °C ou mais.[0050] According to some embodiments, the aqueous feeder suspension to be supplied to the selective flocculation separator can be heated, for example, by using hot water in a water dilution step and/or by passing the suspension through an external heater (e.g., a heating jacket of a heat exchanger) to raise the temperature by at least about 10 °C, for example, from about 15 to 20 °C to about 30 to 35 °C or more.

[0051] O polímero de floculação seletiva pode ser um dos polímeros de floculação seletiva previamente conhecidos ou usados na arte. Por exemplo, os polímeros orgânicos úteis como o polímero de floculação seletiva incluem polieletrólitos orgânicos fracamente aniônicos solúveis em água, tendo um peso molecular médio maior do que cerca de 10.000, maior do que cerca de 100.000, ou maior do que cerca de 1.000.000. Os polímeros fracamente aniônicos podem conter grupos tanto aniônicos como não-iônicos. As propriedades aniônicas podem ser concedidas aos polímeros orgânicos não-iônicos sintéticos, por exemplo, pela presença de cadeias laterais de grupos aniônicos, tais como grupos de ácido carboxílico, anidrido carboxílico, e sal de ácido carboxílico. Os grupos não-iônicos em uma cadeia lateral do polímero podem também estar presentes, resultando da presença de certos grupos hidrofílicos, por exemplo, um ou mais dos seguintes grupos hidrofílicos: amida de ácido carboxílico, carbóxi alquil éster, pirrolidona, hidróxi, hidróxi alquil éter, e alcóxi. Polímeros sintéticos fracamente aniônicos de elevado peso molecular, tais como poliacrilamidas contendo alguma substituição de grupos amida por grupos carboxílicos, são adequados (p. ex., substituição de cerca de 1 % a cerca de 20 % em peso de grupos amida, de cerca de 1 % a cerca de 15 % em peso de grupos amida, ou de cerca de 1 % a cerca de 10 % em peso de grupos amida). Tais polieletrólitos podem ser preparados por copolimerização do(s) monômero(s) não iônico(s) (p. ex., acrilamida) e um ou mais ácidos carboxílicos adequados (p. ex., ácido acrílico), ou pela hidrólise parcial de polímero(s) não iônico(s) (p. ex., poliacrilamida). De acordo com algumas formas de realização, a concentração do polímero de floculação seletiva na separação das camadas no separador de floculação seletiva pode variar de cerca de 0,001 % a cerca de 0,5 %, por exemplo, de cerca de 0,05 % a cerca de 0,5 % em peso, com base no peso seco de material particulado presente.[0051] The selective flocculation polymer may be one of the selective flocculation polymers previously known or used in the art. For example, organic polymers useful as the selective flocculation polymer include water-soluble weakly anionic organic polyelectrolytes having an average molecular weight greater than about 10,000, greater than about 100,000, or greater than about 1,000,000 . Weakly anionic polymers can contain both anionic and non-ionic groups. Anionic properties can be imparted to synthetic non-ionic organic polymers, for example, by the presence of side chains of anionic groups, such as carboxylic acid, carboxylic anhydride, and carboxylic acid salt groups. Non-ionic groups on a polymer side chain may also be present, resulting from the presence of certain hydrophilic groups, for example, one or more of the following hydrophilic groups: carboxylic acid amide, carboxy alkyl ester, pyrrolidone, hydroxy, hydroxy alkyl ether, and alkoxy. High molecular weight weakly anionic synthetic polymers, such as polyacrylamides containing some replacement of amide groups by carboxyl groups, are suitable (e.g., about 1% to about 20% by weight replacement of amide groups, from about 1% to about 15% by weight of amide groups, or from about 1% to about 10% by weight of amide groups). Such polyelectrolytes can be prepared by copolymerizing the nonionic monomer(s) (e.g. acrylamide) and one or more suitable carboxylic acids (e.g. acrylic acid), or by the partial hydrolysis of non-ionic polymer(s) (eg, polyacrylamide). According to some embodiments, the concentration of the selective flocculation polymer in the separation of layers in the selective flocculation separator can range from about 0.001% to about 0.5%, for example, from about 0.05% to about 0.5% by weight, based on the dry weight of particulate material present.

[0052] De acordo com algumas formas de realização, o peso específico da camada aquosa desfloculada (p. ex., uma camada de extravasamento contendo composto(s) de elementos de terras raras e/ou impurezas) resultante das formas de realização do método pode ser de pelo menos cerca de 1,0005, por exemplo, variando de cerca de 1,0005 a cerca de 1,02. Em outras formas de realização, a camada aquosa desfloculada pode ter um peso específico variando de cerca de 1,001 a cerca de 1,01. Em ainda outras formas de realização, a camada aquosa desfloculada pode ter um peso específico variando de cerca de 1,001 a cerca de 1,003. O ajuste do peso específico pode ser feito ajustando-se a dose do polímero de floculação seletiva adicionada à suspensão sendo tratada.[0052] According to some embodiments, the specific weight of the deflocculated aqueous layer (e.g., an overflow layer containing compound(s) of rare earth elements and/or impurities) resulting from the method embodiments it can be at least about 1.0005, for example, ranging from about 1.0005 to about 1.02. In other embodiments, the deflocculated aqueous layer can have a specific gravity ranging from about 1.001 to about 1.01. In yet other embodiments, the deflocculated aqueous layer can have a specific gravity ranging from about 1.001 to about 1.003. Adjustment of specific gravity can be done by adjusting the dose of selective flocculation polymer added to the suspension being treated.

[0053] De acordo com algumas formas de realização, seguinte à formação das camadas, a camada de composto(s) de elementos de terras raras desfloculada e/ou impurezas pode ser separada da camada de partículas floculadas (p. ex., partículas de caulinita) por meios convencionais, por exemplo, por elutriação, decantação, e/ou operação de batelada usando sifão ou via um separador contínuo. A suspensão floculada extraída pode ser ainda tratada de uma maneira conhecida, por exemplo, por bombeamento de alto cisalhamento opcional ou mistura para dissolução dos flocos, seguida por um ou mais processos de beneficiamento, tais como, por exemplo, um ou mais de oxidação, cominuição (p. ex., moagem), classificação de tamanho de partícula (p. ex., peneiramento e/ou centrifugação), separação magnética, branqueamento, lavagem, e desidratação (p. ex., secagem por pulverização).[0053] According to some embodiments, following formation of the layers, the layer of deflocculated rare earth element compound(s) and/or impurities may be separated from the layer of flocculated particles (e.g., particles of kaolinite) by conventional means, for example by elutriation, decanting, and/or siphoning batch operation or via a continuous separator. The extracted flocculated suspension may be further treated in a known manner, for example by optional high shear pumping or mixing to dissolve the flocs, followed by one or more beneficiation processes, such as, for example, one or more oxidation, comminution (eg, milling), particle size classification (eg, sieving and/or centrifugation), magnetic separation, bleaching, washing, and dehydration (eg, spray drying).

[0054] De acordo com algumas formas de realização do método, antes ou durante outro processamento, a suspensão não floculada extraída (extravazamento) pode ser ainda tratada em uma etapa de floculação seletiva adicional para prover outra separação do(s) composto(s) de elementos de terras raras da caulinita. Por exemplo, a suspensão não-floculada extraída obtida pode ser tratada repetindo-se uma ou mais das etapas previamente aplicadas antes da adição do polímero de floculação seletiva. De acordo com algumas formas de realização, o polímero de floculação seletiva, que pode ser o mesmo que ou diferente do polímero de floculação seletiva usado no processo de floculação seletiva inicial, pode ser adicionado em uma etapa apropriada. Depois disso, a suspensão floculada extraída é novamente permitida separar-se em um separador de floculação seletiva, e as respectivas camadas formadas são subsequentemente extraídas como na floculação seletiva anterior e etapas de extração.[0054] According to some embodiments of the method, before or during further processing, the extracted non-flocculated suspension (overflow) may be further treated in an additional selective flocculation step to provide further separation of the compound(s) of rare earth elements from kaolinite. For example, the extracted non-flocculated suspension obtained can be treated by repeating one or more of the previously applied steps prior to the addition of the selective flocculation polymer. According to some embodiments, the selective flocculation polymer, which may be the same as or different from the selective flocculation polymer used in the initial selective flocculation process, can be added in an appropriate step. Thereafter, the extracted flocculated suspension is again allowed to separate in a selective flocculation separator, and the respective formed layers are subsequently extracted as in the previous selective flocculation and extraction steps.

[0055] De acordo com algumas formas de realização, a suspensão floculada (p. ex., contendo caulinita) pode ser tratada para decompor os flocos ali e, em seguida, pode ser tratada com um agente oxidante para oxidar polímeros residuais e outras impurezas oxidáveis presentes na suspensão floculada seguinte ao(s) processo de floculação seletiva. O agente oxidante pode incluir, por exemplo, ozônio aplicado à suspensão de produto de caulim separado em um ozonizador convencional (p. ex., em forma gasosa borbulhada dentro da suspensão).[0055] According to some embodiments, the flocculated suspension (e.g., containing kaolinite) may be treated to decompose the flocs therein, and then may be treated with an oxidizing agent to oxidize residual polymers and other impurities oxidizable elements present in the flocculated suspension following the selective flocculation process(es). The oxidizing agent may include, for example, ozone applied to the kaolin product suspension separated in a conventional ozonator (eg, in gaseous form bubbled into the suspension).

[0056] De acordo com algumas formas de realização, a camada desfloculada separada e extraída (p. ex., contendo composto(s) de elementos de terras raras e/ou impurezas) pode ser ainda tratada para recuperar, purificar, e/ou usar ingredientes ali. Além disso, a água no material pode ser separada por desidratação e pode ser purificada e reciclada para reutilização em outros processos, tais como aqueles descritos aqui ou outros.[0056] According to some embodiments, the separated and extracted deflocculated layer (e.g., containing compound(s) of rare earth elements and/or impurities) can be further treated to recover, purify, and/or use ingredients there. Furthermore, the water in the material can be separated by dehydration and can be purified and recycled for reuse in other processes, such as those described here or others.

[0057] De acordo com certas formas de realização, os compostos de elementos de terras raras, obtidos do método descrito acima, podem compreender constituintes de, ou substituições isomórficas, dentro de anatásio, augelita, berlinita, berilonita, boemita, bruquita, cacoxenita, crandalita, diaspório, ernstite, eylettersite, ferrisicklerite, florencita, fourmarierite, gibbsita, gorceixite, goiazite, graftonita, hinsdalite, jagowerita, litiofilita, olímpita, orpheite, monetita, monazita, moscovita, parsonita, fosfofilita, plumbogummite, pseudomalaquita, pseudorutílio, piromorfita, rutílio, saleeite, serrabrancaite, siclerita, sinferita, smrkovecite, svanbergita, uranfita, viseite, vavelita, vailandita, weinebeneite, woodhouseite, zairita, compostos contendo lantânio, compostos contendo cério, compostos contendo ítrio, compostos contendo prasiodímio, compostos contendo neodímio, compostos contendo cromo, compostos contendo zircônio, compostos contendo nióbio, compostos contendo chumbo, compostos contendo tório, compostos contendo estrôncio, compostos contendo elementos de terras raras, ou suas combinações.[0057] According to certain embodiments, the compounds of rare earth elements, obtained from the method described above, may comprise constituents of, or isomorphic substitutions within, anatase, augelite, berlinite, berylonite, boehmite, brukite, cacoxenite, crandalite, diasporium, ernstite, eylettersite, ferrisicklerite, florencite, fourmarierite, gibbsite, gorceishite, goyazite, graftonite, hinsdalite, jagowerite, litiophyllite, olymphate, orpheite, monetite, monazite, muscovite, parsonite, phosphophyllite, plumbogummite, pseudomalachite, pseudorutile, pyromorphite, rutile, saleeite, serrabrancaite, siclerite, synferite, smrkovecite, svanbergite, uranphyte, viseite, vavelite, vailandite, weinebeneite, woodhouseite, zairite, compounds containing lanthanum, compounds containing cerium, compounds containing yttrium, compounds containing prasiodymium, compounds containing neodymium, compounds containing chromium, zirconium-containing compounds, niobium-containing compounds, lead-containing compounds, thorium-containing compounds, strontium-containing compounds, rare earth-containing compounds, or combinations thereof.

[0058] De acordo com algumas formas de realização, o pelo menos um composto de elementos de terras raras inclui partículas tendo um diâmetro esférico equivalente de menos do que cerca de 325 mícrons. Em outras formas de realização, o pelo menos um composto de elementos de terras raras inclui partículas tendo um diâmetro esférico equivalente de menos do que cerca de 5 mícrons. Em ainda outras formas de realização, o pelo menos um composto de elementos de terras raras inclui partículas tendo um diâmetro esférico equivalente de menos do que cerca de 1 mícron. Em já outras formas de realização, o pelo menos um composto de elementos de terras raras inclui partículas tendo um diâmetro esférico equivalente variando de cerca de 1 mícron a cerca de 0,05 mícrons.[0058] According to some embodiments, the at least one composite of rare earth elements includes particles having an equivalent spherical diameter of less than about 325 microns. In other embodiments, the at least one composite of rare earth elements includes particles having an equivalent spherical diameter of less than about 5 microns. In yet other embodiments, the at least one composite of rare earth elements includes particles having an equivalent spherical diameter of less than about 1 micron. In yet other embodiments, the at least one compound of rare earth elements includes particles having an equivalent spherical diameter ranging from about 1 micron to about 0.05 microns.

[0059] De acordo com algumas formas de realização, o composto de elementos de terras raras é um óxido de elemento de terras raras. Por exemplo, o composto de elementos de terras raras pode incluir pelo menos um de La2O3, CeO2, Nd2O3, e/ou Y2O3. O composto de elementos de terras raras pode incluir La2O3 de mais do que 0 % em peso a cerca de 8,0 % em peso, por exemplo, de cerca de 0,1 % em peso a cerca de 5,0 % em peso, ou de 0,2 % em peso a cerca de 4,0 % em peso. O composto de elementos de terras raras pode incluir CeO2 de mais do que 0 % em peso a cerca de 5,0 % em peso, por exemplo, de cerca de 0,1 % em peso a cerca de 4,5 % em peso, ou de 0,3 % em peso a cerca de 4,0 % em peso. O composto de elementos de terras raras pode incluir Nd2O3 de mais do que 0 % em peso a cerca de 2,0 % em peso, por exemplo, de cerca de 0,1 % em peso a cerca de 1,5 % em peso, ou de 0,2 % em peso a cerca de 1,0 % em peso. O composto de elementos de terras raras pode incluir Y2O3 de mais do que 0 % em peso a cerca de 0,2 % em peso, por exemplo, de cerca de 0,001 % em peso a cerca de 0,2 % em peso, ou de 0,01 % em peso a cerca de 0,2 % em peso.[0059] According to some embodiments, the rare earth element compound is a rare earth element oxide. For example, the compound of rare earth elements can include at least one of La2O3, CeO2, Nd2O3, and/or Y2O3. The compound of rare earth elements can include La2O3 from greater than 0% by weight to about 8.0% by weight, for example, from about 0.1% by weight to about 5.0% by weight, or from 0.2% by weight to about 4.0% by weight. The compound of rare earth elements can include CeO2 from greater than 0% by weight to about 5.0% by weight, for example from about 0.1% by weight to about 4.5% by weight, or from 0.3% by weight to about 4.0% by weight. The compound of rare earth elements can include Nd2O3 from greater than 0% by weight to about 2.0% by weight, for example from about 0.1% by weight to about 1.5% by weight, or from 0.2% by weight to about 1.0% by weight. The compound of rare earth elements can include Y2O3 from greater than 0% by weight to about 0.2% by weight, for example, from about 0.001% by weight to about 0.2% by weight, or from 0.01% by weight to about 0.2% by weight.

[0060] De acordo com algumas formas de realização, a camada desfloculada pode incluir até cerca de 8,0 % em peso de La2O3, até cerca de 4,0 % em peso de CeO2, até cerca de 1,0 % em peso de Nd2O3, e até cerca de 0,2 % em peso de Y2O3. Por exemplo, a camada desfloculada pode incluir até cerca de 4,0 % em peso de La2O3, até cerca de 4,0 % em peso de CeO2, até cerca de 1,0 % em peso de Nd2O3, e até cerca de 0,1 % em peso de Y2O3. A camada desfloculada pode ser processada para remover caulim e/ou sais químicos.[0060] According to some embodiments, the deflocculated layer can include up to about 8.0% by weight of La2O3, up to about 4.0% by weight of CeO2, up to about 1.0% by weight of Nd2O3, and up to about 0.2% by weight Y2O3. For example, the deflocculated layer can include up to about 4.0% by weight La2O3, up to about 4.0% by weight CeO2, up to about 1.0% by weight Nd2O3, and up to about 0. 1% by weight of Y2O3. The deflocculated layer can be processed to remove kaolin and/or chemical salts.

[0061] De acordo com algumas formas de realização, o produto de subextravasamento de caulinita, obtido pelo método descrito aqui, pode ter as seguintes propriedades de produto: o TiO2 residual percentual pode ser menor do que cerca de 0,7 % em peso (com base no peso seco do produto de caulinita). De acordo com algumas formas de realização, o método descrito pode ser eficaz em tratar materiais particulados inorgânicos contendo caulinita tendo uma ampla faixa de propriedades de tamanho de partícula. Pode ser particularmente adequado para produzir finos materiais adequados para uso, por exemplo, como pigmentos em produtos de papel. Por exemplo, o produto produzido pode ter as seguintes propriedades: tamanho de partícula médio de cerca de 0,2 mícrons a cerca de 5 mícrons (p. ex., de cerca de 0,2 mícrons a cerca de 1,5 mícrons); porcentagem (em peso) de partículas tendo um tamanho menor do que 2 mícrons, de pelo menos cerca de 60 % (p. ex., pelo menos cerca de 80 % em peso ou pelo menos cerca de menos do que 90 % em peso). Para fins deste pedido, análises químicas foram realizadas empregando-se um Espectrômetro de Florescência de raio-X de comprimento de onda dispersivo SRS3000 SIEMENS (XRF) e os resultados são relatados como óxido elementar em percentual em peso (% em peso). Amostras para análise XRF contendo partículas maiores do que 200 malhas (74 micros) são moídas usando-se um Moedor de Impacto de Pilão em Bola SpectroMill ou outro moinho apropriado. O pó seco é pesado e precisamente misturado com Pó de Mistura de Raio-X Chemplex (auxiliar de ligação) para formar uma mistura seca contendo 90 % de pó de amostra e 10% de auxiliar de ligação. A mistura é misturada por cinco minutos, empregando-se um Moedor de Impacto de Pilão em Bola SpectroMill e, em seguida, pressionada em pelotas, usando-se uma Prensa hidráulica Spex 3624B ajustada para pressão de vinte toneladas.[0061] According to some embodiments, the kaolinite sub-extravasation product obtained by the method described herein may have the following product properties: the percent residual TiO2 may be less than about 0.7% by weight ( based on the dry weight of the kaolinite product). According to some embodiments, the described method can be effective in treating kaolinite-containing inorganic particulate materials having a wide range of particle size properties. It may be particularly suited to producing thin materials suitable for use, for example, as pigments in paper products. For example, the product produced can have the following properties: average particle size from about 0.2 microns to about 5 microns (e.g., from about 0.2 microns to about 1.5 microns); percentage (by weight) of particles having a size less than 2 microns, of at least about 60% (e.g., at least about 80% by weight or at least about less than 90% by weight) . For purposes of this application, chemical analyzes were performed using a SIEMENS SRS3000 wavelength dispersive X-ray Fluorescence Spectrometer (XRF) and results are reported as elemental oxide in percent by weight (% by weight). Samples for XRF analysis containing particles larger than 200 mesh (74 microns) are ground using a SpectroMill Ball Pestle Impact Grinder or other suitable mill. The dry powder is weighed and precisely mixed with Chemplex X-Ray Mix Powder (binding aid) to form a dry blend containing 90% sample powder and 10% binding aid. The mixture is blended for five minutes using a SpectroMill Ball Pestle Impact Grinder and then pressed into pellets using a Spex 3624B Hydraulic Press set to twenty ton pressure.

[0062] Para fins deste pedido, as medições de distribuição de tamanho de partícula (diâmetro esférico equivalente) e medições relatadas de tamanho médio são como medidas de uma maneira bem conhecida por sedimentação de uma suspensão totalmente dispersada das partículas diluídas em 10 % de sólidos em um meio aquoso padrão de água desionizada, e ensaiada usando-se uma máquina SEDIGRAPH®5100 suprida por Micromeritics Corporation. A amostra apresentada para análise de tamanho de partícula já foi peneirada através de uma malha 325 para remover grãos e partículas de resíduos maiores do que partículas de cerca de 44 μm. Os resultados SediGraph relatam o PSD da amostra descascalhada livre de resíduo.[0062] For purposes of this application, measurements of particle size distribution (equivalent spherical diameter) and reported measurements of average size are as measured in a well-known manner by sedimentation of a fully dispersed suspension of the particles diluted in 10% solids in a standard aqueous medium of deionized water, and assayed using a SEDIGRAPH®5100 machine supplied by Micromeritics Corporation. The sample submitted for particle size analysis has already been sieved through a 325 mesh to remove grains and waste particles larger than about 44 µm particles. The SediGraph results report the PSD of the residue-free debarked sample.

[0063] Na seguinte descrição com referência à Fig. 1, valores de percentagem em peso fornecidos para aditivos são, a menos que citado de outro modo, percentagens em peso de quantidades secas ou ativas dos aditivos com base no peso seco do material particulado inorgânico presente na suspensão tratada.[0063] In the following description with reference to Fig. 1, weight percent values given for additives are, unless otherwise noted, percentages by weight of dry or active amounts of the additives based on the dry weight of inorganic particulate material present in the treated suspension.

[0064] Na forma de realização exemplar mostrada na Fig. 1, o material particulado contendo caulinita e compostos de elementos de terras raras, por exemplo, caulim particulado bruto obtido próximo ao Capim River (Rio Capim) no Brasil, é suprido como um material sólido substancialmente seco de uma fonte 1, juntamente com água de uma fonte 2, para um misturador 3. Uma suspensão aquosa tendo um teor de sólidos de pelo menos cerca de 30 % (p. ex., de cerca de 40 % a cerca de 70 % ou mais em peso) é formada no misturador 3. Um ou mais dos seguintes materiais são também adicionados à suspensão sendo tratada no misturador 3: (a) dispersante inorgânico (p. ex., hexametafosfato de sódio) de uma fonte 4: (b) álcali (p. ex., hidróxido de sódio ou carbonato de sódio) de uma fonte 5; e (c) dispersante polieletrólito orgânico (p. ex., poliacrilato de sódio) de uma fonte 6.[0064] In the exemplary embodiment shown in Fig. 1, particulate material containing kaolinite and rare earth element compounds, for example, raw particulate kaolin obtained near the Capim River (Rio Capim) in Brazil, is supplied as a substantially dry solid material from a source 1, together with water from a source 2, to a mixer 3. An aqueous suspension having a solids content of at least about 30% (e.g., from about 40% to about 70% or more by weight) is formed in the mixer 3 One or more of the following materials are also added to the suspension being treated in mixer 3: (a) inorganic dispersant (e.g. sodium hexametaphosphate) from source 4: (b) alkali (e.g. sodium hydroxide) sodium or sodium carbonate) from a source 5; and (c) organic polyelectrolyte dispersant (e.g., sodium polyacrylate) from a source 6.

[0065] Os materiais das fontes 1, 2, 4, 5 e 6 são cuidadosamente misturados e trabalhados juntos no misturador 3. O trabalho mecânico da suspensão aquosa de caulim no misturador 3 é aplicado para decompor aglomerados de partículas sólidas. A suspensão dispersada resultante tem um pH de cerca de 6,5 a cerca de 7. Uma corrente de saída 7, incluindo a suspensão dispersada após tratamento no misturador 3, pode ser suprida (p. ex., após diluição com água) de uma fonte 8 para um descascalhador 9, onde grandes partículas são separadas e removidas.[0065] The materials from sources 1, 2, 4, 5 and 6 are carefully mixed and worked together in the mixer 3. The mechanical work of the aqueous suspension of kaolin in the mixer 3 is applied to decompose agglomerates of solid particles. The resulting dispersed suspension has a pH of about 6.5 to about 7. An output stream 7, including the dispersed suspension after treatment in the mixer 3, can be supplied (e.g. after dilution with water) from a source 8 to a descaler 9, where large particles are separated and removed.

[0066] O produto químico condicionante (p. ex., um haleto de sódio e/ou um poliacrilato de sódio) pode ser adicionado de uma fonte 10. A suspensão de caulim descascalhada é, em seguida, suprida a um tanque de condicionamento 11, onde a suspensão é permitida repousar com agitação mecânica suave por um período de envelhecimento (p. ex., por pelo menos 30 minutos, ou por várias horas ou dias).[0066] The conditioning chemical (eg, a sodium halide and/or a sodium polyacrylate) can be added from a source 10. The dehulled kaolin suspension is then supplied to a conditioning tank 11 , where the suspension is allowed to stand with gentle mechanical agitation for an aging period (eg, for at least 30 minutes, or for several hours or days).

[0067] Após condicionamento por envelhecimento, outro produto químico condicionante opcional pode ser adicionado (isto é, além ou em vez daquele aplicado antes do envelhecimento) da fonte de aditivo químico 10. Em seguida, a suspensão é suprida a um misturador 12. A suspensão pode ser diluída por adição de água de uma fonte 13 para ajustar o peso específico da suspensão. O pH da suspensão é ajustado para ser pelo menos de cerca de 9,5 por adição de álcali, tal como, por exemplo, hidróxido de sódio ou carbonato de sódio, de uma fonte 14.[0067] After aging conditioning, another optional conditioning chemical can be added (ie, in addition to or instead of the one applied before aging) from chemical additive source 10. Thereafter, the suspension is supplied to a mixer 12. The suspension can be diluted by adding water from a fountain 13 to adjust the specific gravity of the suspension. The pH of the suspension is adjusted to be at least about 9.5 by adding alkali, such as, for example, sodium hydroxide or sodium carbonate, from a 14 source.

[0068] Uma corrente de saída do misturador 12 inclui a suspensão particulada e aditivos tendo uma baixa concentração de sólidos de, por exemplo, cerca de 10 % a cerca de 15 % em peso, e um pH de pelo menos cerca de 9,5. A suspensão pode ser passada através de um aquecedor 15 (p. ex., um trocador de calor), que aquece a suspensão a uma temperatura variando de cerca de 30 °C a cerca de 40 °C.[0068] An output stream from the mixer 12 includes the particulate suspension and additives having a low solids concentration of, for example, about 10% to about 15% by weight, and a pH of at least about 9.5 . The suspension may be passed through a heater 15 (e.g., a heat exchanger), which heats the suspension to a temperature ranging from about 30°C to about 40°C.

[0069] Em seguida, uma corrente da suspensão é suprida para um misturador 17, onde o polímero de floculação seletiva, consistindo de uma poliacrilamida de alto peso molecular tendo menos do que cerca de 15 % em peso de grupos aniônicos, é adicionado de uma fonte 16. A saída do misturador 17 é uma corrente 18 da suspensão, que é suprida como uma alimentação para um separador 19, em que a separação de caulinita dos compostos de elementos de terras raras e/ou impurezas ocorre por floculação seletiva. Seguindo esta separação, são formadas uma camada de subextravasamento floculada 20 e uma camada de extravasamento desfloculada 21. Uma corrente produto contendo caulinita 23 da camada de subextravasamento 20, incluindo flocos de caulinita beneficiados, é coletada do separador 19 em sua base 22. Uma corrente 24 incluindo a camada desfloculada, que inclui compostos de elementos de terras raras e/ou impurezas, separada pelo processo de floculação seletiva na camada de extravasamento 21, é extraída de uma região superior do separador 19, quando a camada desfloculada, contendo os compostos de elementos de terras raras e impurezas, eleva-se para o topo das camadas separadas.[0069] Next, a stream of the suspension is supplied to a mixer 17, where the selectively flocculating polymer, consisting of a high molecular weight polyacrylamide having less than about 15% by weight of anionic groups, is added in a source 16. The output of mixer 17 is a stream 18 of the suspension, which is supplied as a feed to a separator 19, in which separation of kaolinite from rare earth element compounds and/or impurities takes place by selective flocculation. Following this separation, a flocculated sub-extravasation layer 20 and a deflocculated extravasation layer 21 are formed. A kaolinite-containing product stream 23 from the sub-extravasation layer 20, including beneficiated kaolinite flakes, is collected from the separator 19 at its base 22. 24 including the deflocculated layer, which includes rare earth element compounds and/or impurities, separated by the selective flocculation process in the overflow layer 21, is extracted from an upper region of the separator 19, when the deflocculated layer, containing the deflocculated rare earth elements and impurities, rises to the top of the separate layers.

[0070] A corrente 23 contendo a suspensão floculada contendo caulinita é passada (p. ex., após cisalhamento dos flocos ali por um dispositivo de cisalhamento 25) através de um ozonizador 27, no qual o gás de ozônio é aplicado nela. A concentração de ozônio aplicada pode variar de, por exemplo, cerca de 0,01 % a cerca de 0,05 % em peso. O ozônio decompõe o polímero residual e outras impurezas oxidáveis (p. ex., contaminantes de coloração orgânicos) presentes na suspensão. Uma corrente de saída 28 do ozonizador 27 é suprida a uma planta 29, em que a suspensão contendo caulinita beneficiada pode ser ainda tratada por etapas de processamento convencionais como descrito antes, para produzir um produto de pigmento comercialmente aceitável 30 disponível na forma seca ou em lama quando desejado (p. ex., tendo as propriedades descritas antes).[0070] The stream 23 containing the flocculated suspension containing kaolinite is passed (e.g. after shearing the flakes therein by a shearing device 25) through an ozonator 27, in which ozone gas is applied thereto. The applied ozone concentration can range from, for example, about 0.01% to about 0.05% by weight. Ozone decomposes residual polymer and other oxidizable impurities (eg organic color contaminants) present in the suspension. An output stream 28 from the ozonator 27 is supplied to a plant 29, where the beneficiated kaolinite-containing suspension may be further treated by conventional processing steps as described above, to produce a commercially acceptable pigment product 30 available in dry form or in powder form. mud when desired (e.g., having the properties described above).

[0071] A camada desfloculada (extravazamento) pode opcionalmente ser ainda processada ou desidratada. Outro processamento pode incluir (a) retornar uma parte da camada de extravasamento para diluir a alimentação entrante no lugar de uma parte da água da fonte 13: (b) adicionar polímero de alto peso molecular adicional, para flocular caulinita e separar a camada de caulinita floculada para concentrar mais os compostos contendo terras raras na suspensão desfloculada (extravazamento); (c) realizar flutuação usando uma variedade de reagentes para criar uma espuma com bolhas de ar, coletar partículas contendo fosfato e/ou contendo terras raras sobre as bolhas, e suprimir a coleta de partículas contendo silicato e/ou caulinita sobre as bolhas, e remover a espuma contendo fosfato e/ou terras raras; ou (d) realizar flutuação, usando uma variedade de reagentes para criar uma espuma com bolhas de ar, coletar partículas contendo silicato, contendo titânia, e/ou caulinita sobre as bolhas, suprimir a coleta de partículas contendo fosfato ou terras raras sobre as bolhas, e separar a espuma da polpa contendo fosfato e/ou terras raras.[0071] The deflocculated layer (overflow) can optionally be further processed or dehydrated. Further processing may include (a) returning a portion of the overflow layer to dilute the incoming feed in place of a portion of the source water 13: (b) adding additional high molecular weight polymer to flocculate kaolinite and separate the kaolinite layer flocculated to further concentrate the rare earth-containing compounds in the deflocculated suspension (overflow); (c) perform flotation using a variety of reagents to create a foam with air bubbles, collect phosphate-containing and/or rare earth-containing particles on top of the bubbles, and suppress collection of silicate and/or kaolinite-containing particles on top of the bubbles, and remove foam containing phosphate and/or rare earths; or (d) perform flotation, using a variety of reagents to create a foam with air bubbles, collect particles containing silicate, containing titania, and/or kaolinite on the bubbles, suppress the collection of particles containing phosphate or rare earths on the bubbles , and separating the foam from the pulp containing phosphate and/or rare earths.

[0072] De acordo com algumas formas de realização, o composto de elementos de terras raras pode ser um óxido de elementos de terras raras. Por exemplo, o composto de elementos de terras raras pode ser pelo menos um de La2O3, CeO2, Nd2O3, e/ou Y2O3. Por exemplo, o composto de elementos de terras raras pode incluir La2O3 de mais do que 0 % em peso a cerca de 8,0 % em peso, por exemplo, de cerca de 0,1 % em peso a cerca de 5,0 % em peso, ou de 0,2 % em peso a cerca de 4,0 % em peso. O composto de elementos de terras raras pode incluir CeO2 de mais do que 0 % em peso a cerca de 5,0 % em peso, por exemplo, de cerca de 0,1 % em peso a cerca de 4,5 % em peso, ou de 0,3 % em peso a cerca de 4,0 % em peso. O composto de elementos de terras raras pode incluir Nd2O3 de mais do que 0 % em peso a cerca de 2,0 % em peso, por exemplo, de cerca de 0,1 % em peso a cerca de 1,5 % em peso, ou de 0,2 % em peso a cerca de 1,0 % em peso. O composto de elementos de terras raras pode incluir Y2O3 de mais do que 0 % em peso a cerca de 0,2 % em peso, por exemplo, de cerca de 0,001 % em peso a cerca de 0,2 % em peso, ou de 0,01 % em peso a cerca de 0,2 % em peso.[0072] According to some embodiments, the compound of rare earth elements may be an oxide of rare earth elements. For example, the compound of rare earth elements can be at least one of La2O3, CeO2, Nd2O3, and/or Y2O3. For example, the compound of rare earth elements can include La2O3 from greater than 0% by weight to about 8.0% by weight, for example from about 0.1% by weight to about 5.0% by weight, or from 0.2% by weight to about 4.0% by weight. The compound of rare earth elements can include CeO2 from greater than 0% by weight to about 5.0% by weight, for example from about 0.1% by weight to about 4.5% by weight, or from 0.3% by weight to about 4.0% by weight. The compound of rare earth elements can include Nd2O3 from greater than 0% by weight to about 2.0% by weight, for example from about 0.1% by weight to about 1.5% by weight, or from 0.2% by weight to about 1.0% by weight. The compound of rare earth elements can include Y2O3 from greater than 0% by weight to about 0.2% by weight, for example, from about 0.001% by weight to about 0.2% by weight, or from 0.01% by weight to about 0.2% by weight.

[0073] De acordo com algumas formas de realização, a camada desfloculada pode incluir até cerca de 8,0 % em peso de La2O3, até cerca de 4,0 % em peso de CeO2, até cerca de 1,0 % em peso de Nd2O3, e até cerca de 0,2 % em peso de Y2O3.[0073] According to some embodiments, the deflocculated layer can include up to about 8.0% by weight of La2O3, up to about 4.0% by weight of CeO2, up to about 1.0% by weight of Nd2O3, and up to about 0.2% by weight Y2O3.

[0074] De acordo com algumas formas de realização, a camada desfloculada pode incluir até cerca de 4,0 % em peso de La2O3 até cerca de 4,0 % em peso de CeO2, até cerca de 1,0 % em peso de Nd2O3, e até cerca de 0,1 % em peso de Y2O3.[0074] According to some embodiments, the deflocculated layer can include up to about 4.0% by weight La2O3 to about 4.0% by weight CeO2 to about 1.0% by weight Nd2O3 , and up to about 0.1% by weight of Y2O3.

[0075] Os óxidos de terras raras na camada desfloculada podem ser ainda concentrados e recuperados usando-se tais métodos de concentração e recuperação de terras raras que seriam bem conhecidos a uma pessoa de habilidade comum na arte. Por exemplo, a camada desfloculada pode ser submetida à extração de solvente, extração de ácido, ou extração supercrítica de fluido. A camada desfloculada pode também ser processada para remover caulim e/ou sais químicos.[0075] The rare earth oxides in the deflocculated layer can be further concentrated and recovered using such rare earth concentration and recovery methods as would be well known to a person of ordinary skill in the art. For example, the deflocculated layer may be subjected to solvent extraction, acid extraction, or supercritical fluid extraction. The deflocculated layer can also be processed to remove kaolin and/or chemical salts.

[0076] O processo de flutuação fora das partículas contendo fosfatos e terras raras pode ser um modo eficaz de aumentar a concentração de composto contendo mineral de fosfato e terras raras de uma faixa de cerca de 1 % em peso a 10 % para uma faixa de cerca de 20 % em peso para 90 % em peso, e sólidos aumentam de menos do que cerca de 1 % para menos do que cerca de 10 %.[0076] The process of floating off particles containing phosphates and rare earths can be an effective way to increase the concentration of compound containing phosphate mineral and rare earths from a range of about 1% by weight to 10% to a range of about 20% by weight to 90% by weight, and solids increase from less than about 1% to less than about 10%.

[0077] Seguindo o processamento opcional da suspensão não-floculada (extravazamento), os minerais e/ou compostos contendo fosfato e/ou terras raras precisam ser desidratados para aumentar a concentração de sólidos. Vários processos poderiam ser usados para concentrar sólidos, tais como o uso de filtros de membrana, filtros de polimento, centrífugas de bocal em disco. A adição de produtos químicos para coagular e flocular os minerais e/ou compostos contendo fosfato e/ou terras raras melhorará o desempenho de algumas destas tecnologias de desidratação e possibilitará que outros sistemas de filtros, tais como filtros de vácuo rotativo e espessadores sejam usados para aumentar os sólidos de polpa e formar uma torta que possa ser mais facilmente manipulada e transportada do que polpa de baixos sólidos.[0077] Following the optional processing of the non-flocculated suspension (overflow), the minerals and/or compounds containing phosphate and/or rare earths need to be dehydrated to increase the solids concentration. Various processes could be used to concentrate solids, such as the use of membrane filters, polishing filters, disk nozzle centrifuges. The addition of chemicals to coagulate and flocculate the minerals and/or compounds containing phosphate and/or rare earths will improve the performance of some of these dewatering technologies and will enable other filter systems such as rotary vacuum filters and thickeners to be used to increase pulp solids and form a cake that can be more easily handled and transported than low solids pulp.

[0078] Três exemplos de campos de tratamento de suspensões ou lamas de material particulado contendo caulinita e compostos de elementos de terras raras são providos abaixo, com os campos sendo obtidos por formas de realização exemplares do método descrito aqui. Em cada um destes exemplos, um valor de porcentagem dos materiais listados obtidos é citado como uma porcentagem em peso em uma base seca ou ativa, com base no peso seco de material particulado presente na lama.[0078] Three examples of treatment fields for suspensions or slurries of particulate matter containing kaolinite and rare earth element compounds are provided below, with the fields being obtained by exemplary embodiments of the method described herein. In each of these examples, a percentage value of the listed materials obtained is quoted as a percentage by weight on a dry or active basis, based on the dry weight of particulate material present in the slurry.

EXEMPLO 1EXAMPLE 1

[0079] No exemplo 1, o material alimentador era um material particulado de caulim bruto colorido-creme contendo caulinita, compostos de elementos de terras raras, e impurezas, tais como anatásio. Uma forma de realização exemplar do método descrito acima foi realizada como a seguir:[0079] In Example 1, the feed material was a cream-colored raw kaolin particulate material containing kaolinite, rare earth element compounds, and impurities such as anatase. An exemplary embodiment of the method described above was carried out as follows:

[0080] O bruto foi misturado usando-se poliacrilato de sódio 3 #/dst (tonelada curta seca) (Acumer 9400) e o pH foi ajustado para entre 6 e 6,5, usando-se hidróxido de sódio. A argila líquida de água mineral resultante foi descascalhada através de uma peneira de malha 325, para produzir em uma base seca 4,0 kg de argila descascalhada, que foi usada como o material alimentador. O material alimentador foi, em seguida, diluído com 10 % de sólidos com 0,73 kg/ton (curta ativa-seca) de solução 0,075 % polimérica de alto peso molecular (HYPERFLOC AF359), com pH ajustado para 11,5 com NaOH, agitado 30 segundos, e permitido precipitar em um cilindro de 12” de diâmetro x 12” de altura, resultando em uma taxa de precipitação de flocos de 0,6”/seg e sobrenadante não-floculado tendo um peso específico de 1,002 medido por hidrômetro.[0080] The crude was mixed using sodium polyacrylate 3 #/dst (dry short ton) (Acumer 9400) and the pH was adjusted to between 6 and 6.5 using sodium hydroxide. The resulting mineral water liquid clay was dehusked through a 325 mesh screen to produce on a dry basis 4.0 kg of dehusked clay, which was used as the feed material. The feed material was then diluted to 10% solids with 0.73 kg/ton (short active-dry) 0.075% high molecular weight polymer solution (HYPERFLOC AF359), pH adjusted to 11.5 with NaOH , shaken 30 seconds, and allowed to precipitate into a 12” diameter x 12” tall cylinder, resulting in a floc precipitation rate of 0.6”/sec and non-flocculated supernatant having a specific weight of 1.002 measured by hydrometer.

[0081] O sobrenadante não-floculado (extravazamento) é menor do que cerca de 1 % sólidos e precisa ser desidratado por outro processamento em metais de terras raras e/ou para facilidade de manipulação. O sobrenadante é purificado usando-se cerca de 15 #/dst alume (base seca “como recebido”) e suficiente ácido sulfúrico para baixar o pH do sobrenadante para cerca de 3. A purificação é completada com a adição de 210 ppm de polímero de alto peso molecular (seco-seco) (HYPERFLOC AF 359) e permitido precipitar durante a noite. Os sólidos precipitados resultantes são em seguida secados e medidos por conteúdo elementar.[0081] The non-flocculated supernatant (overflow) is less than about 1% solids and needs to be dehydrated for further processing into rare earth metals and/or for ease of handling. The supernatant is purified using about 15 #/dst alum ("as received" dry basis) and sufficient sulfuric acid to lower the pH of the supernatant to about 3. The purification is completed with the addition of 210 ppm of high molecular weight (dry-dry) (HYPERFLOC AF 359) is allowed to precipitate overnight. The resulting precipitated solids are then dried and measured for elemental content.

[0082] A Tabela 1 abaixo mostra os materiais obtidos por desempenho do método descrito acima para a alimentação do Exemplo 1. Os compostos de elementos de terras raras obtidos (isto é, os óxidos de elementos de terras raras) estavam presentes na camada de extravazamento desfloculada (isto é, a camada superior das camadas separadas).[0082] Table 1 below shows the materials obtained by performing the method described above for the feed of Example 1. The obtained rare earth element compounds (i.e. oxides of rare earth elements) were present in the overflow layer deflocculated (i.e. the top layer of the separated layers).

EXEMPLO 2EXAMPLE 2

[0083] No Exemplo 2, o material alimentador era uma caulinita contendo areia caulinítica, compostos de elementos de terras raras, e impurezas. O método exemplar descrito acima, com respeito ao Exemplo 1, foi realizado para tratar o material alimentador do Exemplo 2. A Tabela 1 abaixo mostra os materiais obtidos por desempenho do método descrito acima para o material alimentador do Exemplo 2. Os compostos de elementos de terras raras obtidos estavam presentes na camada de extravazamento desfloculada.[0083] In Example 2, the feed material was a kaolinite containing kaolinite sand, rare earth element compounds, and impurities. The exemplary method described above with respect to Example 1 was carried out to treat the feedstock material of Example 2. Table 1 below shows the materials obtained by performing the method described above for the feedstock material of Example 2. obtained rare earths were present in the deflocculated extravasation layer.

EXEMPLO 3EXAMPLE 3

[0084] No Exemplo 3, material alimentador era um material particulado composto bruto contendo caulinita, compostos de elementos de terras raras, e impurezas. O método exemplar descrito acima com respeito ao Exemplo 1 foi realizado para tratar o material alimentador do Exemplo 3. A Tabela 1 mostra os materiais obtidos por desempenho do método descrito acima para o material alimentador do Exemplo 3. Os compostos de elementos de terras raras obtidos estavam presentes na camada de extravazamento desfloculada.[0084] In Example 3, feed material was a crude composite particulate material containing kaolinite, rare earth element compounds, and impurities. The exemplary method described above with respect to Example 1 was carried out to treat the feedstock material of Example 3. Table 1 shows the materials obtained by performing the method described above for the feedstock material of Example 3. The rare earth element compounds obtained were present in the deflocculated extravasation layer.

EXEMPLO 4EXAMPLE 4

[0085] No exemplo 4, o material alimentador era um material particulado de argila macia contendo caulinita, compostos de elementos de terras raras, e impurezas, tais como Anastásio. Uma forma de realização exemplar do método descrito acima foi realizada como a seguir:[0085] In Example 4, the feed material was a soft clay particulate material containing kaolinite, rare earth element compounds, and impurities such as Anastasium. An exemplary embodiment of the method described above was carried out as follows:

[0086] O bruto foi misturado usando-se poliacrilato de sódio 3#dst (tonelada curta seca) (Acumer 9400) e o pH foi ajustado para entre 6 e 6,5, usando-se hidróxido de sódio. A argila líquida de água mineral resultante foi descascalhada através de uma peneira de malha 325. O material de lama descascalhada foi, em seguida, diluído com 10 % de sólidos com 0,82 kg/ton (curta ativa-seca) de solução 0,075 % polimérica de alto peso molecular (HYPERFLOC AF359), com pH ajustado para 11,5 com NaOH, agitado 30 segundos, e permitido precipitar em um cilindro de 12” de diâmetro x 12” de altura, resultando em uma taxa de precipitação de flocos de 0,4”/seg e sobrenadante não-floculado tendo um peso específico de 1,002 medido por hidrômetro. Esta separação resultou em 4,8 % de sólidos secos coletados no extravazamento não-floculado e 95,2 % dos sólidos secos sendo descartados no subextravazamento floculado.[0086] The crude was blended using 3#dst (dry short ton) sodium polyacrylate (Acumer 9400) and the pH was adjusted to between 6 and 6.5 using sodium hydroxide. The resulting mineral water liquid clay was dehusked through a 325 mesh screen. The dehusked mud material was then diluted to 10% solids with 0.82 kg/ton (short active-dry) 0.075% solution high molecular weight polymer (HYPERFLOC AF359), pH adjusted to 11.5 with NaOH, shaken 30 seconds, and allowed to precipitate into a cylinder 12" diameter x 12" high, resulting in a precipitation rate of 0.4”/sec and non-flocculated supernatant having a specific weight of 1.002 measured by hydrometer. This separation resulted in 4.8% of the dry solids collected in the non-flocculated spillover and 95.2% of the dry solids being discarded in the flocculated underspill.

[0087] O sobrenadante não-floculado (extravazamento) é menor do que cerca de 1 % de sólidos e precisa ser desidratado por outro processamento em metais de terras raras e/ou para facilidade de manipulação. O sobrenadante é purificado usando-se cerca de 15 #/dst alume (base seca “como recebido”) e suficiente ácido sulfúrico para baixar o pH do sobrenadante para cerca de 3. A purificação é completada com a adição de 10 #/dst de polímero de alto peso molecular (secoseco) (HYPERFLOC AF 359) e permitido precipitar durante a noite. Os sólidos precipitados resultantes são, em seguida, secados e medidos por conteúdo elementar.[0087] The non-flocculated supernatant (overflow) is less than about 1% solids and needs to be dehydrated for further processing into rare earth metals and/or for ease of handling. The supernatant is purified using about 15 #/dst alum ("as received" dry basis) and sufficient sulfuric acid to lower the pH of the supernatant to about 3. Purification is completed with the addition of 10 #/dst of high molecular weight (dried-dried) polymer (HYPERFLOC AF 359) and allowed to precipitate overnight. The resulting precipitated solids are then dried and measured for elemental content.

[0088] A Tabela 2 mostra os materiais processados obtidos por desempenho do método descrito acima para a alimentação do Exemplo 4 em comparação com os valores da alimentação misturada não-processada. Os compostos de elementos de terras raras obtidos (isto é, os óxidos de elementos de terras raras) estavam presentes na camada de extravazamento desfloculada (isto é, a camada superior das camadas separadas).[0088] Table 2 shows the processed materials obtained by performing the method described above for the feed of Example 4 compared to the values of the unprocessed mixed feed. The obtained rare earth element compounds (i.e., the rare earth element oxides) were present in the deflocculated spillover layer (i.e., the top layer of the separated layers).

EXEMPLO 5EXAMPLE 5

[0089] No Exemplo 5, o material alimentador era um material particulado de “argila dura” contendo caulinita, compostos de elementos de terras raras, e impurezas, tais como Anastásio. Uma forma de realização exemplar do método descrito acima foi realizada como a seguir:[0089] In Example 5, the feed material was a “hard clay” particulate material containing kaolinite, rare earth element compounds, and impurities such as Anastasium. An exemplary embodiment of the method described above was carried out as follows:

[0090] O bruto foi misturado usando-se poliacrilato de sódio 4 #dst (tonelada curta seca) (Kemira, C211) e hexametafosfato de sódio 8 #/dst, pH foi ajustado para entre 6,5 e 7,5, usando-se hidróxido de sódio. A argila líquida de água mineral resultante foi descascalhada através de uma peneira de malha 325 e classificada a 95 % menos do que 2 mícrons em uma centrífuga de escala de laboratório. O material classificado foi, em seguida, diluído com 10 % de sólidos com 0,73 kg/ton (curta ativa-seca) de solução 0,075 % polimérica de alto peso molecular (HYPERFLOC AF359), com pH ajustado para 11,5 com NaOH, agitado 30 segundos, e permitido precipitar em um cilindro de 12” de diâmetro x 12” de altura, resultando em uma taxa de precipitação de flocos de 0,6”/seg e sobrenadante não-floculado tendo um peso específico de 1,002 medido por hidrômetro.[0090] The crude was mixed using sodium polyacrylate 4# dst (dry short ton) (Kemira, C211) and sodium hexametaphosphate 8#/dst, pH was adjusted to between 6.5 and 7.5 using if sodium hydroxide. The resulting mineral water liquid clay was dehusked through a 325 mesh sieve and sorted to 95% less than 2 microns in a laboratory scale centrifuge. The sorted material was then diluted to 10% solids with 0.73 kg/ton (short active-dry) 0.075% high molecular weight polymer solution (HYPERFLOC AF359), pH adjusted to 11.5 with NaOH , shaken 30 seconds, and allowed to precipitate into a 12” diameter x 12” tall cylinder, resulting in a floc precipitation rate of 0.6”/sec and non-flocculated supernatant having a specific weight of 1.002 measured by hydrometer.

[0091] O sobrenadante não-floculado (extravazamento) é menor do que cerca de 1 % de sólidos e precisa ser desidratado por outro processamento em metais de terras raras e/ou para facilidade de manipulação. O sobrenadante é purificado usando-se cerca de 15 #/dst alume (base seca “como recebido”) e suficiente ácido sulfúrico para baixar o pH do sobrenadante para cerca de 3. A purificação é completada com a adição de 210 ppm de polímero de alto peso molecular (secoseco) (HYPERFLOC AF 359) e permitido precipitar durante a noite. Os sólidos precipitados resultantes são, em seguida, secados e medidos por conteúdo elementar.[0091] The non-flocculated supernatant (overflow) is less than about 1% solids and needs to be dehydrated for further processing into rare earth metals and/or for ease of handling. The supernatant is purified using about 15 #/dst alum ("as received" dry basis) and sufficient sulfuric acid to lower the pH of the supernatant to about 3. The purification is completed with the addition of 210 ppm of high molecular weight (dried-dried) (HYPERFLOC AF 359) and allowed to precipitate overnight. The resulting precipitated solids are then dried and measured for elemental content.

[0092] A Tabela 2 mostra os materiais processados obtidos por desempenho do método descrito acima para a alimentação do Exemplo 5, em comparação com os valores da alimentação misturada não-processada. Os compostos de elementos de terras raras obtidos (isto é, os óxidos de elementos de terras raras) estavam presentes na camada de extravazamento desfloculada (isto é, a camada superior das camadas separadas). Tabela 1

Figure img0001
Figure img0002
[0092] Table 2 shows the processed materials obtained by performing the method described above for the feed of Example 5, compared to the values of the unprocessed mixed feed. The obtained rare earth element compounds (i.e., the rare earth element oxides) were present in the deflocculated spillover layer (i.e., the top layer of the separated layers). Table 1
Figure img0001
Figure img0002

[0093] A Tabela 1 mostra que quantidades significativas de compostos de elementos de terras raras podem ser obtidas de acordo com a forma de realização exemplar referenciada acima do método descrito aqui para obterem-se composições de elementos de terras raras de um material particulado contendo caulinita e compostos de elementos de terras raras. Além disso, os inventores surpreendentemente constataram que compostos de elementos de terras raras separam-se da camada de caulinita floculada como parte da camada de extravazamento desfloculada (isto é, camada superior) das camadas no separador de floculação seletiva. Os inventores também surpreendentemente constataram que os compostos de elementos de terras raras tomam a forma de partículas tendo um diâmetro esférico equivalente de menos do que cerca de 325 mícrons. Além disso, impurezas também foram separadas da camada de caulinita floculada e estavam presentes na camada desfloculada. Tabela 2

Figure img0003
[0093] Table 1 shows that significant amounts of rare earth element compounds can be obtained in accordance with the above-referenced exemplary embodiment of the method described herein for obtaining rare earth element compositions from a kaolinite-containing particulate material and compounds of rare earth elements. Furthermore, the inventors have surprisingly found that rare earth element compounds separate from the flocculated kaolinite layer as part of the deflocculated overflow layer (i.e., top layer) of the layers in the selective flocculation separator. The inventors have also surprisingly found that rare earth element compounds take the form of particles having an equivalent spherical diameter of less than about 325 microns. Furthermore, impurities were also separated from the flocculated kaolinite layer and were present in the deflocculated layer. Table 2
Figure img0003

[0094] A Tabela 2 mostra que os baixos níveis de compostos de elementos de terras raras no material alimentador podem ser muito enriquecidos empregando-se as formas de realização exemplares, referenciadas acima, do método descrito aqui, para obterem-se composições de elementos de terras raras de um material particulado contendo caulinita e compostos de elementos de terras raras.[0094] Table 2 shows that the low levels of rare earth element compounds in the feedstock can be greatly enriched by employing the above-referenced exemplary embodiments of the method described herein to obtain rare earth element compositions. rare earths from a particulate material containing kaolinite and compounds of rare earth elements.

[0095] Além disso, os inventores surpreendentemente constataram que compostos de elementos de terras raras separam-se da camada de caulinita floculada como parte da camada de extravazamento desfloculada (isto é, camada superior) das camadas no separador de floculação seletiva. Os inventores surpreendentemente também constataram que os compostos de elementos de terras raras tomam a forma de partículas tendo um diâmetro esférico equivalente de menos do que cerca de 325 mícrons. Além disso, impurezas foram também separadas da camada de caulinita floculada e estavam presentes na camada desfloculada. Outras formas de realização da invenção serão evidentes àqueles de habilidade na arte de consideração do relatório e prática da invenção descrita aqui. Pretende-se que o relatório e exemplos sejam considerados como somente exemplares, com um verdadeiro escopo e espírito da invenção sendo indicado pelas seguintes reivindicações.[0095] Furthermore, the inventors have surprisingly found that rare earth element compounds separate from the flocculated kaolinite layer as part of the deflocculated overflow layer (i.e. top layer) of the layers in the selective flocculation separator. The inventors have also surprisingly found that compounds of rare earth elements take the form of particles having an equivalent spherical diameter of less than about 325 microns. Furthermore, impurities were also separated from the flocculated kaolinite layer and were present in the deflocculated layer. Other embodiments of the invention will be apparent to those of skill in the art from consideration of the report and practice of the invention described herein. It is intended that the report and examples be considered as exemplary only, with the true scope and spirit of the invention being indicated by the following claims.

Claims (17)

1. Método, caracterizado pelo fato de que compreende: - prover uma suspensão aquosa dispersa de um material particulado compreendendo pelo menos um composto de elementos de terras raras e caulinita; - adicionar à suspensão um polímero de floculação seletiva que facilite a separação de pelo menos uma parte do pelo menos um composto de elementos de terras raras da caulinita por floculação da caulinita, e permitir que partículas do composto de elementos de terras raras sejam ou permaneçam desfloculadas e em que o polímero de floculação seletiva é uma poliacrilamida contendo substituição de 1% a 20% em peso de grupos amida por grupos carboxílicos; - permitir que a suspensão contendo o polímero separe-se em um separador de floculação seletiva, em camadas compreendendo uma camada de produto floculado e uma camada desfloculada contendo a parte do pelo menos um composto de elementos de terras raras; e - extrair cada uma das camadas separadas do separador.1. Method, characterized by the fact that it comprises: - providing a dispersed aqueous suspension of a particulate material comprising at least one compound of rare earth elements and kaolinite; - adding to the suspension a selective flocculation polymer that facilitates the separation of at least a part of the at least one compound of rare earth elements from the kaolinite by flocculation of the kaolinite, and allows particles of the compound of rare earth elements to be or remain deflocculated and wherein the selectively flocculating polymer is a polyacrylamide containing 1% to 20% by weight replacement of amide groups by carboxylic groups; - allowing the suspension containing the polymer to separate in a selective flocculation separator, into layers comprising a layer of flocculated product and a deflocculated layer containing part of the at least one compound of rare earth elements; and - extracting each separate layer from the separator. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada desfloculada é uma camada de extravazamento.2. Method according to claim 1, characterized in that the deflocculated layer is an overflow layer. 3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte do pelo menos um composto de elementos de terras raras compreende partículas tendo um diâmetro esférico equivalente de menos do que 325 mícrons.3. Method according to claim 1, characterized in that part of the at least one compound of rare earth elements comprises particles having an equivalent spherical diameter of less than 325 microns. 4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte do pelo menos um composto de elementos de terras raras compreende partículas tendo um diâmetro esférico equivalente de menos do que 1 mícron.4. Method according to claim 1, characterized in that part of the at least one compound of rare earth elements comprises particles having an equivalent spherical diameter of less than 1 micron. 5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material particulado é obtido de caulim.5. Method according to claim 1, characterized in that the particulate material is obtained from kaolin. 6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material particulado é obtido de caulim sedimentar.6. Method according to claim 1, characterized in that the particulate material is obtained from sedimentary kaolin. 7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que prover a suspensão aquosa dispersada do material particulado compreende adicionar água e agente dispersante a um caulim bruto seco.7. Method according to claim 1, characterized in that providing the dispersed aqueous suspension of the particulate material comprises adding water and dispersing agent to a dry crude kaolin. 8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o composto de elementos de terras raras compreende compostos contendo partículas de elementos de terras raras.8. Method according to claim 1, characterized in that the compound of rare earth elements comprises compounds containing particles of rare earth elements. 9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o peso específico da camada desfloculada, contendo a parte do pelo menos um composto de elementos de terras raras, é maior do que 1,0005.9. Method according to claim 1, characterized in that the specific weight of the deflocculated layer, containing part of the at least one compound of rare earth elements, is greater than 1.0005. 10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o peso específico da camada desfloculada contendo a parte do pelo menos um composto de elementos de terras raras varia de 1,0005 a 1,02.10. Method according to claim 1, characterized in that the specific weight of the deflocculated layer containing part of the at least one compound of rare earth elements ranges from 1.0005 to 1.02. 11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o peso específico da camada desfloculada contendo a parte do pelo menos um composto de elementos de terras raras varia de 1,001 a 1,003.11. Method according to claim 1, characterized in that the specific weight of the deflocculated layer containing part of the at least one compound of rare earth elements ranges from 1.001 to 1.003. 12. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero de floculação seletiva compreende um polímero tendo um peso molecular maior do que um milhão.12. Method according to claim 1, characterized in that the selective flocculation polymer comprises a polymer having a molecular weight greater than one million. 13. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero de floculação seletiva compreende um polímero orgânico fracamente aniônico tendo um peso molecular maior do que 100.000.13. Method according to claim 1, characterized in that the selective flocculation polymer comprises a weakly anionic organic polymer having a molecular weight greater than 100,000. 14. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda recuperar uma parte dos óxidos de terras raras na camada desfloculada.14. Method according to claim 1, characterized in that it further comprises recovering part of the rare earth oxides in the deflocculated layer. 15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a recuperação ainda inclui concentrar os óxidos de terras raras na camada desfloculada por extração de solvente.15. Method according to claim 14, characterized in that the recovery further includes concentrating the rare earth oxides in the deflocculated layer by solvent extraction. 16. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a recuperação ainda inclui concentrar as terras raras na camada desfloculada por extração de ácido.16. Method according to claim 14, characterized in that the recovery further includes concentrating the rare earths in the layer deflocculated by acid extraction. 17. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a recuperação ainda inclui concentrar as terras raras na camada desfloculada por extração de fluido supercrítico.17. Method according to claim 14, characterized in that the recovery further includes concentrating the rare earths in the deflocculated layer by supercritical fluid extraction.
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