BR112016026448B1

BR112016026448B1 - processo para extrair terra rara e remover tório dos minérios portadores de monazita e bastnasita

Info

Publication number: BR112016026448B1
Application number: BR112016026448-7A
Authority: BR
Inventors: Ruberlan Gomes Silva; Leandro Augusto Viana Teixeira
Original assignee: Vale S/A
Priority date: 2014-05-15
Filing date: 2015-05-13
Publication date: 2021-01-05
Also published as: CA2948401A1; US10597754B2; JP6707466B2; DK179668B1; RU2701777C2; CN106460087A; RU2016149161A3; MY180351A; AU2015258725B2; US20150329940A1; CA2948401C; RU2016149161A; DK201700067A1; KR20170007423A; EP3161173B1; KR102553461B1; AU2015258725A1; JP2017517634A; EP3161173A1; WO2015172217A1

Abstract

PROCESSO PARA EXTRAI R TERRA RARA E REMOVER TÓRIO DOS MINÉRIOS PORTADORES DE MONAZITA E BASTNASITA. O presente pedido se refere a um processo para extração de terra rara e remoção de tório de minérios contendo monazita e bastnasita de resíduos de beneficiamento de minério e industriais, contendo uma quantidade variável de elementos de terra rara, como óxidos, fosfatos, carbonatos ou sulfatos, compreendendo (i) mistura controlada entre ácido sulfúrico e o material contendo terra rara e (ii) lixiviação com água sob condições controladas.

Description

Campo da invenção

[001] A presente invenção se refere a um processo para extração de terra rara a partir de minério de monazita, minério de bastnasita, beneficiamento de minério ou resíduo industrial contento elementos de terra rara como óxido, fosfato, sulfato e carbonatos.

Antecedentes da invenção

[002] O processo convencional de lixiviação para elementos de terra rara exige uma grande quantidade de ácido, já que alguns elementos de terra rara podem estar associados a materiais contendo ferro e alumínio. Os minérios de monazita e bastnasita e sucata de ferro contendo elementos de terra rara são exemplos desses tipos de materiais, e a composição dos mesmos leva alto consumo de ácido, já que o ferro e o alumínio são também responsáveis pelo consumo de ácido. Frequentemente, esses processos são inviáveis.

[003] Gupta, C.K. e Krishnamurthy, Metalurgia Extrativa de Terras Raras, imprensa CRC, divulgam opções convencionais do processamento de terra rara. Geralmente, o tratamento com ácido sulfúrico é realizado em dois estágios, usando 93% de ácido, temperaturas entre 210 e 230°C e dissolvendo o sulfato de terra rara por adição de água. Com esse método, dependendo da razão de ácido / minério, temperatura e concentração, tório ou terras raras podem ser solubilizadas de forma seletiva ou tório e terras raras totalmente solubilizadas. Como a reação é fortemente exotérmica, existe um limite para a adição de ácido, mas abaixo de 200°C a reação prossegue muito lenta. No processo cáustico, após a reação ser processada, a mistura é resfriada para 70°C e diluída cerca de dez vezes em água fria. Terras raras e sais de tório permanecem na solução enquanto a parte indissolúvel se precipita rapidamente devido à alta densidade. O teor de fosfato do minério é recuperado na forma de um subproduto comercializável, fosfato de trissódio, no começo do fluxograma, e essa tem sido um importante atrativo para o uso comercial desse processo. Na prática industrial costumeira, a monazita triturada fina é atacada com 60-70% de solução de hidróxido de trissódio a 140-150°C. Na prática soviética, a trituração e digestão cáustica são realizadas em uma só etapa, e isso permite cerca de 50% de economia no consumo de soda cáustica. Krumholz (1957) realizou uma separação limpa digerindo o minério com soda cáustica a 170°C sob uma pressão de várias atmosferas. A torta misturada de hidróxido de tório de terra rara é processada para recuperação de terras raras e tório através de diversos métodos. O documento US 13/887,027, no nome da Vale S.A., divulga um sistema e método para extração de terra rara onde a terra rara dos minerais contendo ferro pode ser extraída de forma seletiva. Entretanto, esse processo exige um longo tempo de residência no forno, e geralmente não fornece resultados satisfatórios para minério contendo alto teor de sílica.

[004] Christoph Pawlik, Recuperação de Elementos de Terra Rara a partir de Depósitos Complexos e de Baixa Qualidade, Conferência de Urânio- REE, Maio de 2013, ALTA 2013, Perth, Austrália, (Conferência de Urânio- REE em Perth, Austrália) revela uma análise do processo de terra rara, especialmente para minério de terra rara de baixa qualidade. Pawlik menciona a dependência da mineralogia e diversas opções para rotas de processamento, propondo a conversão da terra rara em sulfatos onde o minério é misturado com ácido sulfúrico concentrado a temperaturas de 150 a 250°C. Entretanto, esse processo requer uma grande quantidade de ácido, devido ao fato que a maior parte do ferro e do alumínio reage e se transforma em sulfatos.

[005] A Patente FR2826667, citada antes da US13 / 887.027 revela uma lixiviação em primeiro estágio com ácido sulfúrico adicionado ao minério, seguido de etapas de calcinação / queima (torrefação) conduzidas em temperatura elevada. Etapas de precipitação / extração / isolamento foram também descritas nesse documento. Essa invenção tem diversas desvantagens, como um consumo elevado de ácido e a necessidade de temperaturas muito elevadas. O mecanismo envolvido compreende a conversão de todas as espécies contidas no minério em sulfatos (incluindo as impurezas) e a decomposição das mesmas em altas temperaturas em óxidos solúveis, liberando SOx. Essa invenção trata de reduzir a quantidade de impurezas adicionadas, mas ainda precisa que uma grande quantidade de ácido sulfúrico seja adicionada em altas temperaturas para decompor parte dos sulfatos formados. Diferentemente da presente invenção, que tem um consumo menor de ácido, e temperatura e tempo de forno mais baixos.

[006] Além disso, os documentos mencionados acima falham ao apresentar a condição do processo, pirólise seletiva e mecanismos de reação para um melhor controle do resultado.

[007] O documento US2013336856 descreve um método para recuperar elementos de terra rara de minérios de baixo teor, incluindo um primeiro metal selecionado do grupo contendo pelo menos um de ferro e alumínio e um segundo metal selecionado do grupo consistindo em pelo menos os elementos de terras raras (lantânio, cério, praseodímio, neodímio, promécio, samário, európio, gadolínio, térbio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio, lutécio, ítrio e escândio), o método que compreende as etapas de: (i) colocar em contato o minério com ácido sulfúrico para obter sulfatos do primeiro grupo de metais, (ii) submeter a mistura a altas temperaturas, a fim de converter o primeiro grupo de sulfatos em fosfatos ou outras espécies estáveis e o segundo grupo em sulfatos, (iii) adicionar água à mistura fria, dissolver seletivamente os elementos de terra rara e (iv) submeter a solução de terra rara a um processo de purificação.

[008] O documento AU2008286599 refere-se a um processo metalúrgico para minério ou concentrado de terra rara (RE) de monazita rico em ferro, em particular a um processo metalúrgico para minério de terra rara de monazita contendo de 8-40% de ferro, que pertence ao campo de produção metalúrgica de terra rara.

[009] A presente invenção fornece um sistema e processo que visam reduzir o tempo de residência no forno, aumentar o desempenho em minério contendo alto teor de sílica, permitindo a recuperação de enxofre durante o estágio de pirólise e diminuindo o consumo de ácido sulfúrico. O estágio de mistura controlada permite a conversão de terra rara em baixas temperaturas, a qual é relevante para minério contendo alto teor de sílica, e, portanto, aumentando a extração de terra rara e reduzindo o tempo no forno. SO3 é liberado durante o estágio de pirólise seletiva, aumentando a conversão do óxido de ferro e de alumínio em sulfatos, realçando a probabilidade de encontro entre os sulfatos de ferro/alumínio e composto de terra rara, aumentando a conversão e a extração do sulfato de terra rara.

Sumário da invenção

[0010] A presente invenção se refere a um processo para extração de terra rara para extrair terra rara e remover tório dos minérios portadores de monazita e bastnasita, ou beneficiamento de minério e resíduo industrial contendo uma quantidade variável de elementos de terra rara, como óxidos, fosfatos, carbonatos ou sulfatos, compreendendo (i) mistura controlada entre ácido sulfúrico e o material contendo terra rara e (ii) lixiviação com água sob condições controladas, em que o material que sai do estágio de mistura controlada é submetido a um estágio de pirólise em forno, se a remoção de ferro, alumínio ou tório for necessária, com temperaturas entre 650°C e 750°C e em que o gás contendo SO3 que sai do estágio de pirólise é capturado e colocado em contato com o material de alimentação que entra, contendo terra rara, antes do estágio de mistura controlada.

Breve Descrição dos Desenhos

[0011] A presente invenção será agora descrita com mais detalhes, com relação aos desenhos anexos, onde:

[0012] A Figura 1 mostra o aumento na extração de terra rara utilizando o estágio de mistura controlada para um minério rico em sílica da presente invenção, quando comparado com a publicação US 13/887,027.

[0013] A Figura 2 mostra a redução de impurezas no licor lixiviado, quando a pirólise seletiva é aplicada, de acordo com a presente invenção.

[0014] A Figura 3 mostra o aumento na extração de terra rara durante a mistura controlada, em função do tempo de mistura, de acordo com a presente invenção.

[0015] A Figura 4 mostra a redução no tempo de pirólise devido ao estágio de mistura controlada para materiais ricos em sílica, de acordo com a presente invenção.

[0016] A Figura 5 mostra o efeito da temperatura da pirólise da decomposição do sulfato de terra rara, de acordo com a presente invenção.

[0017] A Figura 6 mostra o efeito da temperatura de pirólise sobre a decomposição do sulfato férrico, de acordo com a presente invenção.

[0018] A Figura 7 mostra o efeito da temperatura de pirólise sobre a decomposição do sulfato de tório de acordo com a presente invenção.

[0019] A Figura 8 mostra um gráfico termodinâmico para decomposição do sulfato de ferro, como sulfato férrico anídrico, sulfato ferroso e variações hidratadas, de acordo com a presente invenção.

[0020] A Figura 9 mostra um gráfico termodinâmico para sulfatos de terra rara anídricos e hidratados. Calculado por software.

[0021] A Figura 10 mostra a geração de gás SOx, durante o aquecimento da amostra, de acordo com a presente invenção. Os resultados foram estimados pelo balanço de massa.

[0022] A Figura 11 mostra o aumento na extração de terra rara com o aumento da temperatura da mistura controlada, de acordo com a presente invenção.

[0023] A Figura 12 mostra o fluxograma de acordo com a presente invenção, incluindo todos os estágios opcionais, denotados pelas linhas pontilhadas. Na opção 1, que é parte da presente invenção, o gás SO3 é recuperado pela sulfatação de sólido-gás antes do estágio de mistura controlada, e na opção 2, o gás SO3 é recuperado através da conversão em H2SO4 líquido em uma unidade de ácido sulfúrico.

Descrição Detalhada da Invenção

[0024] A presente invenção se refere a um processo para extração de terra rara a partir do minério de monazita, minério de bastnasita, beneficiamento de minério e resíduo industrial contendo elementos de terra rara.

[0025] Em um aspecto, a presente invenção se refere a uma eficácia na remoção e separação do tório dos elementos de terra rara, onde a rota do processo consome baixa quantidade de ácido sulfúrico, permitindo a aplicação de minério de baixa qualidade e resíduos.

[0026] Em outro aspecto, a presente invenção fornece melhoramentos sobre o processo revelado em US13/887,027. Os elementos de terra rara podem ser apresentados como fosfatos, óxidos ou sulfatos.

[0027] O estágio inicial da presente invenção abrange as etapas de beneficiamento físico, visando melhorar o teor de terra rara. Após o estágio de redução do tamanho das partículas para liberação do elemento de terra rara, existe outro estágio de beneficiamento físico de modo a permitir o melhoramento do material, particularmente relevante para minério de baixa qualidade ou resíduo, já que ele reduz o custo de processamento por tonelada de material processado. O aumento do teor de terra rara pode ser conseguido pela classificação do tamanho da partícula (ex: classificação por peneira ou ciclone), classificação por gravidade ou flotação. Esse é um estágio opcional, e depende da natureza e composição do material.

[0028] O material é então transferido para o misturador e o ácido sulfúrico é adicionado. Esse estágio é importante para o desempenho final do processo global, em particular para resíduo ou minério contendo alta quantidade de sílica. A conversão da terra rara em sulfatos começa nesse estágio.

[0029] A Figura 1 mostra a diferença de eficiência obtida quando o processo descrito em US13/887,027 é aplicado em comparação com a presente invenção, na qual foi utilizado o estágio da mistura controlada. A presente invenção produz também licor com concentração mais baixa de impurezas, obtida pela lixiviação do material após a pirólise do forno, como se pode ver na Figura 2.

[0030] Mais de 50% dos elementos de terra rara são convertidos em sulfatos no estágio da mistura controlada, tornando possível ter uma rota de processamento contendo somente o estágio de mistura controlada e o estágio de lixiviação aquosa. A Figura 3 mostra o valor de extração de terra rara em função do tempo de mistura. A mistura mais vigorosa fornece melhores resultados. O tempo de mistura pode variar de 5 a 240 minutos, de preferência entre 5 e 45 minutos. A Tabela 1 mostra as reações que podem ocorrer durante esse estágio e durante o aquecimento. A cinética das reações pode ser realçada pela temperatura, como pode ser visto na Figura 11. Uma quantidade suficiente de ácido sulfúrico é adicionada a fim de reagir com elementos de terra rara e os consumidores primários de ácido, como metais alcalinos e de terra alcalina. Esses elementos reagem de forma irreversível e o enxofre consumido não pode ser recuperado. A maior parte do ferro e do alumínio não é responsável pelo consumo do ácido. Em alguns casos, mais de 80% da extração da terra rara pode ser alcançado apenas aplicando-se a mistura controlada e estágios de lixiviação de água. O estágio de mistura controlada permite o contato necessário entre o ácido sulfúrico (adicionado em pequena quantidade) e o material alvo, bem como o contato entre os sulfatos de ferro e alumínio e o composto de terra rara, reação de sólido-sólido mostrada na Tabela 1. O estágio de mistura controlada pode ser executado em diversos tipos de equipamentos, por exemplo, mas não se limita a pug-mill ou uma mistura intensiva. TABELA 1

[0031] O estágio seguinte é o estágio de pirólise, no qual um forno adequado é utilizado. A temperatura nesse estágio deverá estar entre 650°C e 750°C, de preferência entre 680°C e 720°C. O principal objetivo do estágio de pirólise é a decomposição dos sulfatos de elementos deletérios como sulfatos de ferro, alumínio e tório.

[0032] No estágio de pirólise, as reações de sólido-sólido entre sulfatos e fosfatos são realçadas devido a um acréscimo na cinética. Em temperaturas superiores a 335°C, o ácido sulfúrico que não reagiu se decompõe, gerando gás SO3. O gás SO3 flui através do forno, reagindo com óxidos e gerando mais sulfatos que irão reagir com fosfatos, aumentando a eficiência de extração. Mais gás SO3 é gerado através da decomposição de sulfatos deletérios, como ferro, alumínio e tório, em temperaturas próximas a 650°C, como se vê na Figura 10. A Figura 5 mostra o limite de temperatura para a decomposição do sulfato de terra rara. A Figura 6 mostra a decomposição do sulfato de ferro (e a liberação posterior do gás SO3). A lacuna de temperatura entre a decomposição do sulfato de terra rara e do sulfato de ferro é o fator principal para a seletividade do processo.

[0033] A Figura 7 mostra a decomposição do sulfato de tório, que leva a uma menor solubilidade do tório durante o estágio de lixiviação.

[0034] O SO3 liberado durante o estágio da pirólise é capturado e reutilizado no processo. Essa recuperação leva a uma significativa redução no consumo de ácido sulfúrico, tornando a rota do processo economicamente mais atraente. O SO3 pode ser capturado do gás eliminado do forno, e pode ser usado para fazer contato com o material de alimentação antes do estágio da mistura controlada. O SO3 reage com óxidos, como Ca, Mg e terra rara, gerando sulfatos e reduzindo o consumo de ácido no estágio posterior. Se água suficiente estiver presente, a conversão do fosfato em sulfato pode ocorrer também, levando à conversão de terra rara presente como fosfato no sulfato. A água pode ser adicionada ao SO3 contendo fluxo gasoso ou pode ser diretamente adicionada ao material de alimentação. Outra possível fonte de água é a decomposição de composto contendo água, presente no material de alimentação. Um exemplo desse caso é a água liberada pela goetita presente em alguns minérios. Essas possibilidades para recuperação e reutilização de SO3 são mostradas na Figura 12, em que a opção 1 está de acordo com a presente invenção, junto com o fluxograma do processo geral.

[0035] A decomposição seletiva dos sulfatos depende da forma de hidratação do sulfato formado, dependendo assim da forma de hidratação do material inicial. A Figura 8 mostra cálculos termodinâmicos para a temperatura de decomposição em função da quantidade de grau de hidratação apresentado nos compostos do sulfato de ferro. Se a janela de decomposição dos compostos hidratados for sobreposta, um tratamento prévio de aquecimento pode ser necessário. O mesmo fenômeno ocorre para os sulfatos de terra rara. A temperatura teórica da decomposição é a temperatura quando a energia livre de Gibbs for zero.

[0036] O material que reage entre em um estágio de lixiviação da água, com um pH controlado de 1.5 a 2.0. O processo pode ocorrer em temperaturas abaixo de 50°C, de preferência à temperatura ambiente. A concentração de polpa pode variar de 5 a 40%, de preferência de 10 a 20%.

[0037] Os outros estágios a jusante, como purificação e precipitação de elementos de terra rara, são conhecidos para aqueles especialistas da matéria. Uma possibilidade é o pH controlar a remoção da impureza e a precipitação de terra rara como oxalato, cloretos, sulfatos duplos e hidróxidos. EXEMPLOS

[0038] Os exemplos abaixo servem para ilustrar a presente invenção, e eles devem ser interpretados de uma maneira não limitadora. É claro que diversas modificações no processo da invenção e na escolha de reagentes podem ser utilizadas por um especialista da matéria sem fugir do escopo da presente invenção.

[0039] Exemplo 1: Minérios ricos em terra rara usados nos testes podem ser classificados em minérios pobres e ricos em sílica. O minério pobre em sílica foi beneficiado a fim de separar as partículas menores do que 74 μm, rico em elementos de terra rara. O beneficiamento para esse minério envolve o peneiramento em 1/4 pol. (0,635 cm), triturando os grãos mais grosseiros para 1/4 pol. (0,635 cm) no mínimo, misturando com finos que passam na peneira de 1.4 pol. (0,635 cm), esfregando a mistura por 30 minutos e classificando em hidrociclones com tamanho de corte de 74 μm. A fração abaixo de 74 μm foi seca e utilizada nos testes de extração de terra rara. O conteúdo de terra rara na fração abaixo de 74 μm aumentou 1.68 vezes para Litotipo 1, 1.99 vezes para Litotipo 2 e 1.67 para Litotipo 3. O teor rico em sílica foi a trituração abaixo de 300 μm, seco e usado para realizar os testes.

[0040] Exemplo 2: 225,98 g de minério beneficiado ou Litotipo 1, seco e com partículas 100% abaixo de 74 μm, foi analisado e misturado com 47,78 g de ácido sulfúrico (98% p/p). A relação de ácido sulfúrico / minério beneficiado foi de 211 kg/t. O ácido foi adicionado à amostra, com velocidade da mistura entre 100-200 Hz por 15 minutos. O minério sulfatado foi mantido em uma mufla a 700°C por 4 horas. O minério curado e sulfatado foi resfriado até a temperatura ambiente material foi lixiviado e filtrado sob condição de vácuo até obter um "licor sulfúrico rico em terra rara". Os resultados são mostrados na Tabela 2. Tabela 2 — Resultados de teste da extração de terra rara com Litotipo 1

[0041] Foi extraído 82,10% de alimentação de OTR e apenas 0,39% de alimentação de Fe2O3, o principal elemento deletério no minério beneficiado com um baixo ácido sulfúrico por tonelada de minério beneficiado (211 kg/t). O balanço de sulfato indicou que 60% do sulfato total na mistura de minério mais ácido sulfúrico concentrado foi perdido durante a pirólise na mufla como gases SO3. Esses gases poderiam ser usados para causar a reação do minério alimentado antes da reação com ácido sulfúrico.

[0042] Exemplo 3: 200,38 g de minério beneficiado, ou Litotipo 2, seco e com 100% de partículas abaixo do tamanho de 74 µm foi analisada e misturada com 68,13 g de ácido sulfúrico (98% p/p). A relação de ácido sulfúrico / minério beneficiado foi de 340 kg/t. O mesmo procedimento descrito acima no Exemplo 2 foi utilizado. Os resultados são mostrados na Tabela 3. Tabela 3 Resultados de teste da extração de terra rara com Litotipo 2

[0043] Foi observada uma alta extração de teor de óxido de magnésio. Minerais com magnésio em sua composição reagem facilmente com o ácido sulfúrico. Foi extraído 76,10% de alimentação de OTR e apenas 3,36% de alimentação de Fe2O3, o principal elemento deletério no minério beneficiado com um teor médio ácido sulfúrico por tonelada de minério beneficiado (340 kg/t). O balanço de sulfato indicou que 19% do sulfato total na mistura de minério mais ácido sulfúrico concentrado foi perdido durante a pirólise na mufla como gases SO3. Esses gases poderiam ser usados para causar a reação do minério alimentado antes da reação com ácido sulfúrico.

[0044] Exemplo 4: 203,68 g de minério beneficiado, ou Litotipo 3, seco e com 100% de partículas abaixo do tamanho de 74 μm foi analisada e misturada com 50,74 g de ácido sulfúrico (98% p/p). A relação de ácido sulfúrico / minério beneficiado foi de 250 kg/t. O mesmo procedimento descrito acima no Exemplo 2 foi utilizado. Os resultados são mostrados na Tabela 4. Tabela 4 — Resultados de teste da extração de terra rara com Litotipo 3

[0045] Foi extraído 74,23% de alimentação de OTR e apenas 2,26% de alimentação de Fe2O3, o principal elemento deletério no minério beneficiado com um baixo ácido sulfúrico por tonelada de minério beneficiado (250 kg/t). O balanço de sulfato indicou que 18% do sulfato total na mistura de minério mais ácido sulfúrico concentrado foi perdido durante a pirólise na mufla como gases SO3. Esses gases poderiam ser usados para causar a reação do minério alimentado antes da reação com ácido sulfúrico.

[0046] Exemplo 5 — Recuperação e reutilização do SO3(g) liberado durante e estágio de pirólise

[0047] Minério contendo 4,7% de terra rara (como óxidos) foi colocado em contato com um fluxo de SO3(g) gerado da decomposição do ácido sulfúrico 104%. A amostra de minério foi mantida a 50°C. A composição inicial do minério é mostrada na tabela 5. Tabela 5 — Composição inicial do minério

[0048] O SO3 foi gerado através do aquecimento do ácido sulfúrico fumegante, como se vê na tabela 6. Tabela 6 — Condições para geração de SO3

[0049] Após o contato com gás, o minério foi lixiviado em água, sob condições controladas. O minério tinha sua umidade natural. A Tabela 7 mostra os níveis alcançados de extração. Tabela 7 — Resultados da extração após o contato com o fluxo de gás SO3

[0050] Exemplo 6: 137,01 g de minério rico em sílica, seco e com 100% de partículas com tamanho abaixo de 300 μm foi analisado e misturado com 27,41 g de ácido sulfúrico (98% p/p). A relação de ácido sulfúrico / minério beneficiado foi de 200 kg/t. O ácido sulfúrico foi adicionado lentamente ao minério, com agitação a 100 Hz. Em seguida, a velocidade de rotação foi aumentada para mais de 300 Hz por 5 minutos e depois reduzida para 200 Hz com a agitação mantida por 240 minutos. O minério sulfatado foi mantido em uma mufla a 700°C por 30 minutos. O minério curado e sulfatado foi resfriado até a temperatura ambiente. Ele foi lixiviado e a polpa foi filtrada sob condição de vácuo até obter um licor sulfúrico rico em terra rara uma torta úmida lavada. Ambos os fluxos foram pesados. O licor rico em terra rara foi analisado e os resultados são mostrados na Tabela 8. Tabela 8 — Resultados de testes da extração de terra rara com minério rico em sílica (100% <300 μm, reação com ácido sulfúrico + Pirólise em Mufla)

[0051] De acordo com a tabela 8, foi extraído 85,34% de alimentação de OTR e apenas 6,25% de alimentação de Fe2O3, o principal elemento deletério. Uma pequena quantidade de ácido sulfúrico foi consumida por tonelada de minério beneficiado (200 kg/t).

Claims

1. Processo para extrair terra rara e remover tório dos minérios portadores de monazita e bastnasita, ou beneficiamento de minério e resíduo industrial contendo uma quantidade variável de elementos de terra rara, como óxidos, fosfatos, carbonatos ou sulfatos, caracterizado pelo fato de que compreende (i) mistura controlada entre ácido sulfúrico e o material contendo terra rara e (ii) lixiviação com água sob condições controladas, em que o material que sai do estágio de mistura controlada é submetido a um estágio de pirólise em forno, se a remoção de ferro, alumínio ou tório for necessária, com temperaturas entre 650°C e 750°C e em que o gás contendo SO3 que sai do estágio de pirólise é capturado e colocado em contato com o material de alimentação que entra, contendo terra rara, antes do estágio de mistura controlada.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a quantidade de ácido sulfúrico adicionado é apenas proporcional à quantidade de elementos de terra rara, metais alcalinos e de terra alcalina e excesso de 5 a 10%.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tempo de mistura é de 5 a 240 minutos.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o tempo de mistura é de 5 a 45 minutos.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a temperatura durante o estágio de mistura controlada fica entre 15°C e 335°C.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a temperatura durante o estágio de mistura controlada fica entre 20°C e 60°C.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a temperatura da lixiviação da água fica entre 15°C e 70°C.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a temperatura da lixiviação da água fica entre 20°C e 50°C.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pH de lixiviação da água é controlado entre 1,5 e 4,0.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o pH de lixiviação da água é controlado entre 1,5 e 2,0.

11. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material que sai do estágio de mistura controlada é submetido a um estágio de pirólise em forno, se a remoção de ferro, alumínio ou tório for necessária, com temperaturas entre 680°C e 720°C.

12. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material alimentado é submetido a um tratamento de pré- aquecimento a fim de remover água cristalina existente, aumentando a janela de seletividade no estágio de pirólise.