BR112020021941B1 - PROCESS FOR RECOVERING RARE EARTHS - Google Patents

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Abstract

PROCESSO PARA RECUPERAÇÃO DE TERRAS RARAS. A presente invenção refere- se a um método para a precipitação de sulfato de terra rara, o método incluindo submeter uma solução bruta de sulfato de terra rara à precipitação na presença de um composto orgânico, volátil, solúvel em água para produzir um precipitado de sulfato de terra rara e um sobrenadante ácido. O composto orgânico é selecionado preferivelmente do grupo que consiste em metanol, etanol, isopropanol, terc- butanol, acetona e suas misturas e é preferivelmente metanol. Preferivelmente, o composto orgânico é usado na precipitação em uma proporção em peso entre 0,25:1 para 1,5:1 e preferivelmente 0,5 a 1,25: 1, com a solução bruta de sulfato.PROCESS FOR RECOVERING RARE EARTHS. The present invention relates to a method for precipitation of rare earth sulfate, the method including subjecting a crude solution of rare earth sulfate to precipitation in the presence of a water-soluble, volatile organic compound to produce a sulfate precipitate. of rare earth and an acidic supernatant. The organic compound is preferably selected from the group consisting of methanol, ethanol, isopropanol, tert-butanol, acetone and mixtures thereof and is preferably methanol. Preferably, the organic compound is used in precipitation in a weight ratio between 0.25:1 to 1.5:1 and preferably 0.5 to 1.25:1, with the crude sulfate solution.

Description

CAMPO TÉCNICOTECHNICAL FIELD

[001] A presente invenção refere-se, de modo geral, à recuperação de elementos de terras raras a partir de minérios de terras raras ou concentrados que contêm esses elementos. Mais particularmente, a invenção se refere à recuperação de elementos de terras raras a partir de uma solução de sulfato de terra rara, tal como uma solução derivada da sulfatação (cozimento ácido) e subsequente lixiviação aquosa de um minério de monazita, concentrado ou resíduo associado pré-lixiviação.[001] The present invention generally relates to the recovery of rare earth elements from rare earth ores or concentrates containing these elements. More particularly, the invention relates to the recovery of rare earth elements from a rare earth sulfate solution, such as a solution derived from sulfation (acid cooking) and subsequent aqueous leaching of a monazite ore, concentrate or associated residue. pre-leaching.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

[002] Elementos de terras raras incluem todos os elementos lan- tanídeos (lantânio, cério, praseodímio, neodímio, promécio, samário, európio, gadolínio, térbio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio e luté- cio), assim como os metais raros escândio e ítrio. Para facilitar a discussão e por causa de sua abundância e propriedades semelhantes, os Elementos Totais de Terra Rara (TREE) são frequentemente divididos em três grupos; as Terras Raras Leves (LRE) que são lantânio, cério, praseodímio e neodímio; as Terras Raras Médias (MRE) que são samário, európio e gadolínio (o promécio não existe como elemento estável); e as Terras Raras Pesadas (HRE) que são térbio, dispró- sio, hólmio, érbio, túlio, itérbio e lutécio. Ítrio e escândio são frequen-temente adicionados a esta lista, embora não sejam estritamente elementos de terra rara pesada.[002] Rare earth elements include all lanthanide elements (lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium and lutetium), as well as the rare metals scandium and yttrium. To facilitate discussion and because of their abundance and similar properties, Total Rare Earth Elements (TREE) are often divided into three groups; the Light Rare Earths (LRE) which are lanthanum, cerium, praseodymium and neodymium; the Medium Rare Earths (MRE) which are samarium, europium and gadolinium (promethium does not exist as a stable element); and the Heavy Rare Earths (HRE) which are terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium and lutetium. Yttrium and scandium are often added to this list, although they are not strictly heavy rare earth elements.

[003] Durante os últimos vinte anos, houve uma explosão na demanda por muitos itens que requerem elementos de terras raras, que agora incluem muitos itens que as pessoas usam todos os dias, tais como memória de computador, DVDs, baterias recarregáveis, telefones celulares, conversores catalíticos, motores elétricos pequenos,ímãs e iluminação fluorescente.[003] During the last twenty years, there has been an explosion in demand for many items that require rare earth elements, which now include many items that people use every day, such as computer memory, DVDs, rechargeable batteries, cell phones , catalytic converters, small electric motors, magnets and fluorescent lighting.

[004] Elementos de terras raras também desempenham um papel essencial na geração de eletricidade a partir de energia eólica, veículos elétricos de nova geração e aplicações militares. Nesse sentido, os usos militares incluem óculos de visão noturna, armas guiadas com precisão, equipamentos de comunicação, equipamentos de GPS e baterias.[004] Rare earth elements also play an essential role in generating electricity from wind energy, new generation electric vehicles and military applications. In this sense, military uses include night vision goggles, precision-guided weapons, communications equipment, GPS equipment, and batteries.

[005] O aumento no uso de elementos de terras raras em dispositivos de novas tecnologias levou a um aumento na demanda e à necessidade de diversificação em uma cadeia de fornecimento que tem sido dominada pela China desde o início dos anos 1990. De fato, o desenvolvimento de recursos não chineses para a mineração e processamento de terras raras se expandiu nos últimos anos, especialmente desde que a China anunciou em 2010 que restringirá severamente sua exportação de elementos de terras raras para garantir o abastecimento da indústria nacional.[005] The increase in the use of rare earth elements in new technology devices has led to an increase in demand and the need for diversification in a supply chain that has been dominated by China since the early 1990s. Development of non-Chinese resources for rare earth mining and processing has expanded in recent years, especially since China announced in 2010 that it will severely restrict its export of rare earth elements to ensure supply to the domestic industry.

[006] Terras raras contendo minerais que ocorrem na natureza que são suficientemente ricos em elementos de terras raras para ter interesse comercial atual ou potencial futuro incluem fluorocarbonatos (como bastnasita), fluoretos, óxidos, fosfatos (como monazita, xenoti- ma e apatita), e silicatos (como argilas iônicas e alanita). Os recursos do mundo estão contidos principalmente em bastnasita e monazita. Os depósitos de bastnasita na China e nos Estados Unidos constituem a maior porcentagem dos recursos econômicos mundiais de terras raras conhecidos, enquanto os depósitos de monazita na Austrália, Brasil, China, Índia, Malásia, África do Sul, Sri Lanka, Tailândia e Estados Unidos constituem o segundo maior segmento.[006] Rare earths containing naturally occurring minerals that are sufficiently rich in rare earth elements to be of current or potential future commercial interest include fluorocarbonates (such as bastnasite), fluorides, oxides, phosphates (such as monazite, xenotime and apatite) , and silicates (such as ionic clays and allanite). The world's resources are mainly contained in bastnasite and monazite. Bastnasite deposits in China and the United States constitute the largest percentage of the world's known economic rare earth resources, while monazite deposits in Australia, Brazil, China, India, Malaysia, South Africa, Sri Lanka, Thailand, and the United States constitute the second largest segment.

[007] Métodos convencionais para a extração de elementos de terra rara de seus minérios ou concentrados estão descritos no livro "Extractive Metallurgy of Rare Earths" de C.K. Gupta e N. Krishna- murthy, CRC Press, 2005.[007] Conventional methods for extracting rare earth elements from their ores or concentrates are described in the book "Extractive Metallurgy of Rare Earths" by C.K. Gupta and N. Krishnamurthy, CRC Press, 2005.

[008] Conforme descrito em Gupta e Krishnamurthy (2005), os elementos de terras raras têm sido tipicamente extraídos de minérios de monazita e concentrados pelos processos de sulfatação. Na sulfa- tação (também chamada de "cozimento ácido"), o minério ou concentrado é misturado com ácido sulfúrico concentrado e cozido em temperaturas elevadas (tais como de 200 a 500°C) para quebrar a matriz mineral e converter os elementos de terras raras em sais de sulfato que podem então ser introduzidos na solução pela dissolução por lixiviação aquosa dos sólidos cozidos. Uma vez que os elementos de terras raras estão em solução, as soluções de sulfato de terras raras sendo impuras serão aqui referidas como "soluções brutas de sulfato de terras raras", os elementos de terras raras são tipicamente recuperados por vários métodos diferentes da técnica anterior.[008] As described in Gupta and Krishnamurthy (2005), rare earth elements have typically been extracted from monazite ores and concentrated by sulfation processes. In sulfation (also called "acid cooking"), the ore or concentrate is mixed with concentrated sulfuric acid and cooked at high temperatures (such as 200 to 500°C) to break down the mineral matrix and convert the earth elements. rare in sulfate salts which can then be introduced into solution by aqueous leaching of the cooked solids. Since the rare earth elements are in solution, rare earth sulfate solutions being impure will be referred to herein as "raw rare earth sulfate solutions", the rare earth elements are typically recovered by several methods other than the prior art. .

[009] Gupta e Krishnamurthy (2005) também descrevem processos para a extração de elementos de terras raras de minérios e concentrados de bastnasita (bastnasita sendo um fluorocarbonato de terra rara). Na China, os concentrados de bastnasita são processados pelo aquecimento com ácido sulfúrico concentrado a 500°C em um forno rotativo. O resíduo é então tratado com água para dissolver os sulfatos solúveis de terra rara, formando novamente uma solução bruta de sulfato de terra rara.[009] Gupta and Krishnamurthy (2005) also describe processes for extracting rare earth elements from bastnasite ores and concentrates (bastnasite being a rare earth fluorocarbonate). In China, bastnasite concentrates are processed by heating with concentrated sulfuric acid to 500°C in a rotary kiln. The residue is then treated with water to dissolve the soluble rare earth sulfates, again forming a crude rare earth sulfate solution.

[0010] Uma estratégia do processo da técnica anterior que foi adotada para recuperar os elementos de terras raras contidos em tais soluções brutas de sulfato de terra rara é neutralizar o ácido e precipitar impurezas problemáticas, seguido pela recuperação dos elementos de terra rara usando um dos vários processos alternativos, tais como extração com solvente, precipitação de carbonato de terra rara, precipitação de oxalato de terra rara, precipitação de hidróxido de terra rara ou troca iônica. Outra estratégia é recuperar diretamente os elementos de terra rara das soluções brutas de sulfato de terras raras, para as quais uma opção de processo está disponível na técnica anterior, ou seja, precipitação dupla de sulfato.[0010] A prior art process strategy that has been adopted to recover the rare earth elements contained in such crude rare earth sulfate solutions is to neutralize the acid and precipitate problematic impurities, followed by recovery of the rare earth elements using one of the various alternative processes such as solvent extraction, rare earth carbonate precipitation, rare earth oxalate precipitation, rare earth hydroxide precipitation or ion exchange. Another strategy is to directly recover rare earth elements from raw rare earth sulfate solutions, for which a process option is available in the prior art, namely double sulfate precipitation.

[0011] O problema com a primeira estratégia é a necessidade de neutralização substancial antes da recuperação dos elementos de terras raras. Para sistemas ricos em fosfato, são necessários agentes neutralizantes de hidróxido de magnésio ou amônia, juntamente com uma adição significativa de ferro, para evitar a perda de terras raras por meio da precipitação de fosfato de terras raras. Isso pode ter um custo proibitivo em casos tais como sistemas de cozimento ácido em baixa temperatura, onde os conteúdos de ácido sulfúrico e fosfórico são altos.[0011] The problem with the first strategy is the need for substantial neutralization before recovery of the rare earth elements. For phosphate-rich systems, magnesium hydroxide or ammonia neutralizing agents, along with a significant addition of iron, are required to prevent the loss of rare earths through rare earth phosphate precipitation. This can be cost prohibitive in cases such as low temperature acid cooking systems where sulfuric and phosphoric acid contents are high.

[0012] O problema com a segunda estratégia, a saber, a recuperação direta de elementos de terras raras pela precipitação dupla com sulfato, é que a solução estéril ácida mista de terras raras resultante contém impurezas de sulfato de sódio significativas, o que pode torná- la inadequada para uso. Por exemplo, a presença de sulfato de sódio é incompatível com a operação de um sistema de pré-lixiviação com ácido fosfórico. Além disso, a precipitação dupla com sulfato resulta em um precipitado que requer uma conversão cáustica antes de ser processado posteriormente. Além disso, o processo de precipitação muitas vezes requer uma adição de sódio suficientemente grande para garantir a recuperação do sulfato de sódio, o que requer a neutralização da solução estéril ácida mista de terras raras.[0012] The problem with the second strategy, namely the direct recovery of rare earth elements by double sulfate precipitation, is that the resulting mixed acid sterile rare earth solution contains significant sodium sulfate impurities, which can render - it is unsuitable for use. For example, the presence of sodium sulfate is incompatible with the operation of a phosphoric acid pre-leaching system. Furthermore, double precipitation with sulfate results in a precipitate that requires caustic conversion before being processed further. Furthermore, the precipitation process often requires a sufficiently large sodium addition to ensure recovery of the sodium sulfate, which requires neutralization of the sterile mixed acidic rare earth solution.

[0013] É um objetivo da presente invenção fornecer um processo simplificado e mais econômico para a recuperação seletiva de elementos de terras raras a partir de soluções brutas de sulfato de terras raras.[0013] It is an object of the present invention to provide a simplified and more economical process for the selective recovery of rare earth elements from crude rare earth sulfate solutions.

[0014] A discussão anterior dos antecedentes é incluída para explicar o contexto da presente invenção. Não deve ser tomada como uma admissão de que qualquer material referido foi publicado, conhecido ou parte do conhecimento geral comum (em qualquer país) na data de prioridade de qualquer uma das reivindicações.[0014] The foregoing discussion of the background is included to explain the context of the present invention. It should not be taken as an admission that any material referred to was published, known or part of common general knowledge (in any country) on the priority date of any of the claims.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION Precipitação de Sulfatos de Terra RaraRare Earth Sulfate Precipitation

[0015] A presente invenção fornece um método para a precipitação de sulfato de terra rara, o método incluindo submeter de uma solução bruta de sulfato de terra rara à precipitação na presença de um composto orgânico volátil solúvel em água para produzir um precipitado de sulfato de terra rara e um sobrenadante ácido.[0015] The present invention provides a method for precipitation of rare earth sulfate, the method including subjecting a crude solution of rare earth sulfate to precipitation in the presence of a water-soluble volatile organic compound to produce a precipitate of rare earth sulfate. rare earth and an acidic supernatant.

[0016] Neste método, um composto orgânico solúvel em água é vantajoso, pois é capaz de deprimir seletivamente a solubilidade dos sulfatos de terra rara sobre a maioria dos outros componentes da solução bruta de sulfato, resultando na formação seletiva do precipitado de sulfato de terra rara com conversão insignificante do composto orgânico em outros compostos orgânicos diferentes. Isto auxilia na recuperação e reutilização do composto orgânico posteriormente no método da invenção.[0016] In this method, a water-soluble organic compound is advantageous as it is capable of selectively depressing the solubility of rare earth sulfates over most other components of the crude sulfate solution, resulting in the selective formation of the rare earth sulfate precipitate. rare with insignificant conversion of the organic compound into other different organic compounds. This assists in the recovery and reuse of the organic compound later in the method of the invention.

[0017] O composto orgânico é preferivelmente selecionado a partir do grupo que consiste em metanol, etanol, isopropanol, terc-butanol, acetona ou suas misturas, e é preferivelmente metanol. Preferivelmente, o composto orgânico é usado na precipitação em uma proporção em peso entre 0,25:1 a 1,5:1, e preferivelmente 0,5: a 1,25:1, com a solução bruta de sulfato.[0017] The organic compound is preferably selected from the group consisting of methanol, ethanol, isopropanol, tert-butanol, acetone or mixtures thereof, and is preferably methanol. Preferably, the organic compound is used in precipitation in a weight ratio of between 0.25:1 to 1.5:1, and preferably 0.5: to 1.25:1, with the crude sulfate solution.

[0018] Idealmente, a solução bruta de sulfato de terra rara está perto ou acima da saturação em relação à concentração de sulfato de terra rara contida e pode conter, embora não seja restrito a, qualquer um ou vários dos seguintes compostos e/ou elementos; ácido sulfúri- co, ácido fosfórico, sulfato, fosfato, fluoreto, cloreto, nitrato, sódio, magnésio, alumínio, silício, potássio, cálcio, titânio, cromo, manganês, ferro, níquel, arsênio, selênio, estrôncio, molibdênio, bário, tório e urânio.[0018] Ideally, the raw rare earth sulfate solution is near or above saturation with respect to the contained rare earth sulfate concentration and may contain, although not restricted to, any one or several of the following compounds and/or elements ; sulfuric acid, phosphoric acid, sulfate, phosphate, fluoride, chloride, nitrate, sodium, magnesium, aluminum, silicon, potassium, calcium, titanium, chromium, manganese, iron, nickel, arsenic, selenium, strontium, molybdenum, barium, thorium and uranium.

[0019] Idealmente, a etapa de precipitação de sulfato de terra rara é operada para maximizar a extensão da precipitação da terra rara da solução, minimizando a precipitação de terra rara na forma de fosfatos e fluoretos e minimizando a coprecipitação de impurezas. Como tal, em uma forma, a solução de sulfato bruto terá uma concentração de ácido sulfúrico livre acima de 5% p/p. Isso se aplica a soluções brutas de sulfato de terra rara que contêm fosfato e/ou fluoreto significativos.[0019] Ideally, the rare earth sulfate precipitation step is operated to maximize the extent of rare earth precipitation from solution, minimizing rare earth precipitation in the form of phosphates and fluorides, and minimizing coprecipitation of impurities. As such, in one form, the crude sulfate solution will have a free sulfuric acid concentration above 5% w/w. This applies to raw rare earth sulfate solutions that contain significant phosphate and/or fluoride.

[0020] Em uma forma preferida, a precipitação ocorre em uma temperatura na faixa entre 60 a 65°C com um tempo de residência na faixa entre 20 a 40 minutos.[0020] In a preferred form, precipitation occurs at a temperature in the range between 60 to 65°C with a residence time in the range between 20 to 40 minutes.

[0021] É esperado que o precipitado de sulfato de terras raras contenha > 35% de TREE, > 12% de S, < 2% de P, < 0,3% de Al e < 0,5% de Fe, enquanto todos os orgânicos adicionados à precipitação, menos os volatilizados, estarão contidos no sobrenadante ácido. De fato, virtualmente toda a água, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, Mg, Al, Fe e U contidos na solução bruta de sulfato de terras raras devem estar contidos no sobrenadante ácido.[0021] The rare earth sulfate precipitate is expected to contain > 35% TREE, > 12% S, < 2% P, < 0.3% Al and < 0.5% Fe, while all the organics added to the precipitation, except those volatilized, will be contained in the acid supernatant. In fact, virtually all of the water, sulfuric acid, phosphoric acid, Mg, Al, Fe, and U contained in the raw rare earth sulfate solution must be contained in the acidic supernatant.

[0022] Enquanto o precipitado de sulfato de terras raras subsequentemente passa por outras etapas do processo que serão descritas abaixo na seção intitulada "Processamento de Terras Raras", o sobre- nadante ácido produzido na etapa de precipitação acima também irá, idealmente, passar por outras etapas do processo destinadas à recuperação do composto orgânico e a regeneração do ácido fosfórico.[0022] While the rare earth sulfate precipitate subsequently goes through other process steps that will be described below in the section titled "Rare Earth Processing", the acidic supernatant produced in the above precipitation step will also ideally go through other stages of the process aimed at recovering the organic compound and regenerating phosphoric acid.

[0023] Em uma forma, o método da invenção, portanto, preferivelmente também inclui a recuperação do composto orgânico do sobre- nadante ácido pela destilação, resultando na formação do composto orgânico recuperado e uma solução diluída de ácido misto, com o composto orgânico recuperado preferivelmente sendo reciclado para uso na etapa de precipitação mencionada acima, e a solução diluída de ácido misto sendo passada diretamente e/ou após concentração adicional pela evaporação para uso em um estágio de regeneração de ácido fosfórico que também será descrito mais adiante.[0023] In one form, the method of the invention therefore preferably also includes recovering the organic compound from the acidic supernatant by distillation, resulting in the formation of the recovered organic compound and a dilute mixed acid solution, with the recovered organic compound. preferably being recycled for use in the precipitation step mentioned above, and the diluted mixed acid solution being passed directly and/or after further concentration by evaporation for use in a phosphoric acid regeneration stage which will also be described later.

[0024] Na forma preferida, onde o metanol é o composto orgânico, a destilação é um estágio de remoção do metanol e é conduzida em uma coluna de destilação contínua projetada e operada para recuperar quase todo o metanol de alimentação (> 99,5%), para produzir uma fração destilada de quase metanol puro (> 95% de metanol), e produzir uma fração de fundo que contêm a maior parte da água e todo o ácido e outros sais solúveis em água contidos na solução de alimentação. Na forma preferida, a fração destilada pode ser reciclada para uso como um vapor, condensada para reciclagem como uma solução, ou combinações dos mesmos conforme considerado apropriado para minimizar o consumo geral de energia.[0024] In the preferred form, where methanol is the organic compound, distillation is a methanol removal stage and is conducted in a continuous distillation column designed and operated to recover almost all of the feed methanol (>99.5% ), to produce a distillate fraction of nearly pure methanol (>95% methanol), and to produce a bottom fraction containing most of the water and all of the acid and other water-soluble salts contained in the feed solution. In the preferred form, the distilled fraction may be recycled for use as a vapor, condensed for recycling as a solution, or combinations thereof as deemed appropriate to minimize overall energy consumption.

Pré-processamento de Fosfato de Cálcio Rico em Terras RarasRare Earth Rich Calcium Phosphate Preprocessing

[0025] O método da invenção preferivelmente também inclui algumas etapas adicionais antes da etapa de precipitação, em particular incluindo etapas relacionadas com a produção de uma solução bruta de sulfato de terras raras adequada, a partir de um concentrado de fosfato de cálcio rico em terras raras, mais provavelmente onde o concentrado de fosfato de cálcio rico em terras raras é um produto do be- neficiamento de minério rico em fosfato de cálcio que contém a terra rara por flotação de todo o minério. Em uma forma preferida, o minério contém monazita hospedada em apatita e o concentrado contém um grau mais alto de monazita hospedada por apatita em relação ao minério.[0025] The method of the invention preferably also includes some additional steps before the precipitation step, in particular including steps related to producing a suitable crude rare earth sulfate solution from a rare earth rich calcium phosphate concentrate. rare earths, most likely where the rare earth-rich calcium phosphate concentrate is a product of the beneficiation of calcium phosphate-rich ore containing the rare earth by flotation of the entire ore. In a preferred form, the ore contains apatite-hosted monazite and the concentrate contains a higher grade of apatite-hosted monazite relative to the ore.

[0026] Em termos gerais, essas etapas de pré-processamento incluem preferivelmente a pré-lixiviação de um concentrado de fosfato de cálcio rico em terras raras com ácido fosfórico para formar um resí- duo de pré-lixiviação enriquecido em terras raras, a mistura do resíduo de pré-lixiviação com ácido sulfúrico com aquecimento subsequente da mistura para converter as terras raras no resíduo de pré-lixiviação em sulfatos de terras raras solúveis em água e, finalmente, uma lixiviação aquosa da mistura aquecida para colocar os sulfatos de terras raras em solução e, assim, formar a solução bruta de sulfato de terras raras adequada para a etapa de precipitação descrita acima.[0026] In general terms, these pre-processing steps preferably include pre-leaching a rare earth-rich calcium phosphate concentrate with phosphoric acid to form a rare earth-enriched pre-leaching residue, the mixture of the pre-leaching residue with sulfuric acid with subsequent heating of the mixture to convert the rare earths in the pre-leaching residue to water-soluble rare earth sulfates and finally an aqueous leaching of the heated mixture to place the rare earth sulfates in solution and thus form the crude rare earth sulfate solution suitable for the precipitation step described above.

[0027] Em termos gerais, o concentrado de fosfato de cálcio que contém terras raras pode conter elementos de terras raras em qualquer mineral de terras raras, incluindo, mas não se limitando a um ou vários de monazita, xenotima, alanita e bastnesita, enquanto que o fosfato de cálcio pode estar presente como um ou vários de apatita, hidroxiapatita e brushita. Em termos gerais, a solução bruta de sulfato de terras raras é qualquer solução que contenha elementos de terras raras, em quantidade estequiométrica ou maior que o sulfato e impurezas suficientes para garantir a aplicação de precipitação facilitada de sulfato de terras raras orgânico solúvel em água para recuperar os elementos de terras raras contidos na solução em relação as alternativas, independentemente das origens da solução.[0027] Generally speaking, rare earth-containing calcium phosphate concentrate may contain rare earth elements in any rare earth mineral, including, but not limited to, one or more of monazite, xenotime, allanite and bastnesite, while that calcium phosphate may be present as one or several of apatite, hydroxyapatite and brushite. Broadly speaking, crude rare earth sulfate solution is any solution containing rare earth elements, in stoichiometric quantity or greater than sulfate, and sufficient impurities to ensure the application of facilitated precipitation of water-soluble organic rare earth sulfate to recover the rare earth elements contained in the solution relative to alternatives, regardless of the origins of the solution.

[0028] Mais especificamente, no que diz respeito a estas etapas de pré-processamento preferidas, o método da invenção inclui preferivelmente a remoção de fosfato de cálcio de um concentrado de fosfato de cálcio rico em terras raras pela pré-lixiviação com ácido fosfórico para formar um resíduo de pré-lixiviação enriquecido em terras raras e uma solução de pré-lixiviação que contém fosfato monocálcico, impurezas e pequenas quantidades de terras raras.[0028] More specifically, with respect to these preferred preprocessing steps, the method of the invention preferably includes removing calcium phosphate from a rare earth-rich calcium phosphate concentrate by pre-leaching with phosphoric acid to form a pre-leach residue enriched in rare earths and a pre-leach solution containing monocalcium phosphate, impurities and small amounts of rare earths.

[0029] A pré-lixiviação de ácido fosfórico é preferivelmente operada para equilibrar os critérios concorrentes de maximizar a dissolução do fosfato de cálcio enquanto minimiza a dissolução de impurezas. A pré-lixiviação é preferivelmente configurada em uma configuração con- tracorrente de múltiplos estágios, com a lixiviação operada a uma temperatura baixa (tipicamente 30 a 45°C) e com tempos de residência mantidos entre 30 a 90 minutos para cada estágio, e a proporção em massa da alimentação ácida total para o concentrado de alimentação idealmente mantida entre 2 e 12 gramas de P no ácido por grama de Ca no concentrado, e idealmente entre 4 e 8 gramas de P no ácido por grama de Ca no concentrado.[0029] Pre-leaching of phosphoric acid is preferably operated to balance the competing criteria of maximizing the dissolution of calcium phosphate while minimizing the dissolution of impurities. The pre-leach is preferably set up in a multi-stage countercurrent configuration, with the leaching operated at a low temperature (typically 30 to 45°C) and with residence times maintained between 30 to 90 minutes for each stage, and the Mass ratio of total acid feed to feed concentrate ideally maintained between 2 and 12 grams of P in the acid per gram of Ca in the concentrate, and ideally between 4 and 8 grams of P in the acid per gram of Ca in the concentrate.

[0030] O resíduo de pré-lixiviação e quaisquer precipitados de terras raras formados a partir dos estágios de recuperação subsequentes (descritos abaixo), são então preferivelmente combinados e craquea- dos usando ácido sulfúrico concentrado em um estágio de sulfatação para converter os minerais que contêm terras raras na mistura em sulfatos de terras raras solúveis em água. Tal estágio de sulfatação é preferivelmente operado de modo que a dissolução a jusante de elementos de terras raras em uma lixiviação aquosa subsequente seja maximizada enquanto que a dissolução de impurezas de ferro, alumínio, silício e magnésio é minimizada.[0030] The pre-leach residue and any rare earth precipitates formed from the subsequent recovery stages (described below), are then preferably combined and cracked using concentrated sulfuric acid in a sulfation stage to convert the minerals that contain rare earths in the mixture in water-soluble rare earth sulfates. Such a sulfation stage is preferably operated so that the downstream dissolution of rare earth elements in a subsequent aqueous leaching is maximized while the dissolution of iron, aluminum, silicon and magnesium impurities is minimized.

[0031] Nesta forma, o resíduo de pré-lixiviação e os precipitados de terras raras são preferivelmente misturados com ácido sulfúrico (referido como uma "mistura de ácido") na temperatura ou abaixo da temperatura de cozimento com ácido ou por um tempo de até cerca de 30 minutos para garantir que a mistura resultante seja totalmente homogeneizada antes das próximas etapas. A temperatura da mistura de ácido é controlada pelo controle da temperatura de alimentação do ácido sulfúrico. Para o caso em que a mistura de ácido é operada abaixo da temperatura de cozimento ácido, a mistura de descarga de mistura de ácido é então aquecida até uma temperatura de cozimento ácido de cerca de 250°C e então prossegue para o período de espera do cozimento ácido. Para o caso em que a mistura de ácido é operada em uma temperatura de cozimento ácido, a descarga prossegue dire- tamente para o período de espera do cozimento ácido. Durante o período de espera no cozimento ácido, a mistura de sulfatação é preferivelmente mantida na temperatura de cozimento ácido por um período de tempo de até cerca de 60 minutos para converter as terras raras no resíduo de pré-lixiviação e os fosfatos de terras raras em sulfatos de terras raras solúveis em água.[0031] In this form, the pre-leach residue and rare earth precipitates are preferably mixed with sulfuric acid (referred to as an "acid mixture") at or below the acid cooking temperature or for a time of up to approximately 30 minutes to ensure that the resulting mixture is fully homogenized before the next steps. The temperature of the acid mixture is controlled by controlling the sulfuric acid feed temperature. For the case where the acid mixture is operated below the acid cooking temperature, the acid mixture discharge mixture is then heated to an acid cooking temperature of about 250°C and then proceeds to the holding period of acid cooking. For the case where the acid mixture is operated at an acid cooking temperature, the discharge proceeds directly to the acid cooking waiting period. During the acid cooking holding period, the sulfation mixture is preferably held at the acid cooking temperature for a period of time up to about 60 minutes to convert the rare earths into the pre-leach residue and the rare earth phosphates into water-soluble rare earth sulfates.

[0032] Os sulfatos de terras raras solúveis em água são então preferivelmente resfriados para uma temperatura inferior a cerca de 50°C durante um período de tempo de até cerca de 300 minutos para remover o máximo de calor do material sulfatado que descarrega o cozimento ácido quanto for prático antes de seu uso em uma lixiviação aquosa subsequente. Isso ajuda a minimizar a lixiviação acelerada pela temperatura localizada de impurezas durante a lixiviação aquosa.[0032] The water-soluble rare earth sulfates are then preferably cooled to a temperature below about 50°C for a period of time of up to about 300 minutes to remove maximum heat from the sulfated material that discharges the acid cooking. as practical before use in subsequent aqueous leaching. This helps minimize localized temperature-accelerated leaching of impurities during aqueous leaching.

[0033] Os sulfatos de terras raras solúveis em água são então preferivelmente submetidos a uma lixiviação aquosa para colocar em solução o sulfato de terras raras, ácido fosfórico e qualquer ácido sulfúri- co remanescente e, assim, formar a solução bruta de sulfato de terras raras mencionada acima e um resíduo de lixiviação aquosa que contém material de ganga insolúvel para eliminação.[0033] The water-soluble rare earth sulfates are then preferably subjected to an aqueous leaching to bring into solution the rare earth sulfate, phosphoric acid and any remaining sulfuric acid and thus form the crude earth sulfate solution. mentioned above and an aqueous leach residue containing insoluble gangue material for disposal.

[0034] A lixiviação aquosa é preferivelmente operada para minimizar a lixiviação de impurezas do material de ganga (ferro, alumínio, magnésio e silício), enquanto também maximiza a concentração de elementos de terras raras na solução de sulfato bruto. Idealmente, a lixiviação aquosa operará próximo, mas abaixo do limite da solubilidade de terras raras e será conduzida em uma temperatura inferior a cerca de 30°C por um período de tempo inferior a cerca de 20 minutos. Regeneração do Ácido Fosfórico[0034] Aqueous leaching is preferably operated to minimize the leaching of impurities from the gangue material (iron, aluminum, magnesium and silicon), while also maximizing the concentration of rare earth elements in the raw sulfate solution. Ideally, aqueous leaching will operate near but below the rare earth solubility limit and will be conducted at a temperature less than about 30°C for a period of time less than about 20 minutes. Phosphoric Acid Regeneration

[0035] Após a pré-lixiviação do ácido fosfórico dos estágios de pré- processamento descritos acima, o aquecimento é preferivelmente aplicado à solução de pré-lixiviação do ácido fosfórico formada no pré- processamento, para precipitar da solução quaisquer quantidades menores de terras raras como fosfatos de terras raras, deixando uma solução de recuperação. São esses fosfatos de terras raras que, preferivelmente, retornarão às etapas de sulfatação e cozimento ácido descritas acima.[0035] After pre-leaching the phosphoric acid from the pre-processing stages described above, heating is preferably applied to the phosphoric acid pre-leaching solution formed in the pre-processing, to precipitate from the solution any minor amounts of rare earths. such as rare earth phosphates, leaving a recovery solution. It is these rare earth phosphates that will preferably return to the sulfation and acid cooking steps described above.

[0036] Em uma forma preferida, o aquecimento da solução de pré- lixiviação do ácido fosfórico ocorre em várias fases de aumento da temperatura, todas as temperaturas estando na faixa entre 60°C a 110°C, com tempos de residência no estágio entre 60 e 180 minutos.[0036] In a preferred form, heating of the phosphoric acid pre-leaching solution occurs in several stages of increasing temperature, all temperatures being in the range between 60°C to 110°C, with residence times in the stage between 60 and 180 minutes.

[0037] A solução de recuperação é então preferivelmente dosada com ácido sulfúrico e/ou a solução de ácido misto diluído e/ou concentrado do estágio de separação de metanol descrito acima, para converter o fosfato monocálcico em ácido fosfórico e formar um precipitado de sulfato de cálcio que pode ser descartado. Esta adição de ácido é preferivelmente conduzida em estágios em uma temperatura de cerca de 40°C e um tempo de residência entre 30 e 90 minutos por estágio. Idealmente, ácidos sulfúricos e/ou mistos são adicionados para produzir uma solução de ácido fosfórico que contém cerca de 6 g/L de Ca e 1,6 g/L de S. Nesta situação, cerca de 2 dos 6 g/L de Ca estão associados ao sulfato de cálcio solúvel e os 4 restantes dos 6 g/L de Ca estão associados ao fosfato monocálcico. Este objetivo é um equilíbrio entre maximizar a reatividade do ácido fosfórico e minimizar a quantidade de precipitado de sulfato de cálcio que se forma na pré- lixiviação mencionada acima.[0037] The recovery solution is then preferably dosed with sulfuric acid and/or the diluted and/or concentrated mixed acid solution from the methanol separation stage described above, to convert the monocalcium phosphate into phosphoric acid and form a sulfate precipitate. of calcium that can be discarded. This acid addition is preferably carried out in stages at a temperature of about 40°C and a residence time of between 30 and 90 minutes per stage. Ideally, sulfuric and/or mixed acids are added to produce a phosphoric acid solution that contains about 6 g/L Ca and 1.6 g/L S. In this situation, about 2 of the 6 g/L Ca are associated with soluble calcium sulfate and the remaining 4 of the 6 g/L of Ca are associated with monocalcium phosphate. This objective is a balance between maximizing the reactivity of the phosphoric acid and minimizing the amount of calcium sulfate precipitate that forms in the pre-leaching mentioned above.

[0038] O ácido fosfórico formado a partir da solução de recuperação é usado conforme exigido pela pré-lixiviação nas etapas de pré- processamento descritas acima, o excesso de ácido fosfórico pode ser purgado para fora do sistema e encaminhado para a purificação do ácido fosfórico.[0038] The phosphoric acid formed from the recovery solution is used as required by pre-leaching in the pre-processing steps described above, excess phosphoric acid can be purged out of the system and sent for phosphoric acid purification .

[0039] Em tal purificação de ácido fosfórico, as impurezas (princi- palmente urânio e tório) na purga de ácido fosfórico diluído podem ser removidas por troca iônica, extração com solvente ou qualquer outro processo comercial junto com alguns elementos de terras raras. Além disso, a concentração de cálcio e enxofre no ácido diluído pode ser ajustada através da adição de ácido sulfúrico conforme necessário para atender às especificações do consumidor. O ácido fosfórico purifi-cado e diluído pode então ser concentrado para gerar um subproduto de ácido fosfórico, que pode ser armazenado antes de ser enviado para os consumidores.[0039] In such purification of phosphoric acid, the impurities (mainly uranium and thorium) in the dilute phosphoric acid purge can be removed by ion exchange, solvent extraction or any other commercial process along with some rare earth elements. Additionally, the concentration of calcium and sulfur in the diluted acid can be adjusted by adding sulfuric acid as needed to meet consumer specifications. The purified and diluted phosphoric acid can then be concentrated to generate a phosphoric acid byproduct, which can be stored before being shipped to consumers.

Processamento de Terra RaraRare Earth Processing

[0040] O método da presente invenção preferivelmente também inclui etapas subsequentes para o processamento do precipitado de sulfato de terra rara produzido pela etapa de precipitação acima.[0040] The method of the present invention preferably also includes subsequent steps for processing the rare earth sulfate precipitate produced by the above precipitation step.

[0041] Em termos gerais, este processamento subsequente inclui a lavagem e secagem do precipitado de sulfato de terra rara, lixiviação em água do precipitado de sulfato de terras raras lavado e seco para dissolver sulfato de terras raras solúvel e formar uma solução de lixiviação rica em sulfato de terras raras e um resíduo de lixiviação que contém impurezas na forma de fosfatos insolúveis, a precipitação de impurezas da solução de lixiviação de sulfato de terras raras para formar uma solução de sulfato de terras raras purificada e um resíduo de purificação, a precipitação das terras raras na solução de sulfato de terras raras purificada como hidróxido de terras raras e a lixiviação seletiva do precipitado de hidróxido de terras raras com ácido clorídrico para formar uma solução de cloreto de terras raras e um resíduo.[0041] Generally speaking, this subsequent processing includes washing and drying the rare earth sulfate precipitate, leaching the washed and dried rare earth sulfate precipitate in water to dissolve soluble rare earth sulfate and form a rich leaching solution. into rare earth sulfate and a leach residue containing impurities in the form of insoluble phosphates, the precipitation of impurities from the rare earth sulfate leach solution to form a purified rare earth sulfate solution and a purification residue, the precipitation of rare earths in the purified rare earth sulfate solution as rare earth hydroxide and selectively leaching the rare earth hydroxide precipitate with hydrochloric acid to form a rare earth chloride solution and a residue.

[0042] Em uma forma preferida, a lavagem do precipitado de sulfato de terras raras é conduzida com um composto orgânico solúvel em água, volátil, tal como metanol, com o precipitado de sulfato então seco (com o orgânico volatilizado recuperado e reutilizado) antes da lixiviação aquosa do precipitado de sulfato. O precipitado de sulfato de terras raras é então preferivelmente lixiviado em água em cerca de 40°C por até 180 minutos para dissolver o sulfato de terras raras solúvel enquanto a maioria das impurezas permanece como fosfatos insolúveis (tal como tório) que podem ser reciclados ou descartados. Quantidades residuais de impurezas solúveis também serão dissolvidas neste processo. Então, após a separação de sólido-líquido, o resíduo de lixiviação pode ser descartado enquanto a solução de lixiviação resultante rica em sulfato de terras raras passa subsequentemente por um estágio de purificação de sulfato de terras raras para formar uma solução de sulfato de terras raras purificada e um resíduo de purificação.[0042] In a preferred form, washing of the rare earth sulfate precipitate is conducted with a water-soluble, volatile organic compound, such as methanol, with the sulfate precipitate then dried (with the volatilized organic recovered and reused) before from aqueous leaching of the sulfate precipitate. The rare earth sulfate precipitate is then preferably leached in water at about 40°C for up to 180 minutes to dissolve the soluble rare earth sulfate while the majority of impurities remain as insoluble phosphates (such as thorium) which can be recycled or discarded. Residual amounts of soluble impurities will also be dissolved in this process. Then, after solid-liquid separation, the leaching residue can be discarded while the resulting rare earth sulfate-rich leach solution subsequently passes through a rare earth sulfate purification stage to form a rare earth sulfate solution. purified and a purification residue.

[0043] Em relação à etapa de purificação, o magnésio é preferivelmente adicionado à solução de lixiviação de sulfato de terras raras para purificar essa solução por precipitação de impurezas, deixando a solução de sulfato de terras raras purificada e o resíduo de purificação. A purificação é operada para maximizar a precipitação de impurezas enquanto minimiza a coprecipitação de elementos de terras raras. Como tal, o magnésio é preferivelmente adicionado em vários tanques em uma temperatura de até cerca de 55°C, com um tempo de residência de 30 a 120 minutos em cada tanque, para um ponto final alvo de pH 4,5 a 6,0.[0043] Regarding the purification step, magnesium is preferably added to the rare earth sulfate leaching solution to purify this solution by precipitation of impurities, leaving the purified rare earth sulfate solution and the purification residue. Purification is operated to maximize the precipitation of impurities while minimizing the co-precipitation of rare earth elements. As such, the magnesium is preferably added in several tanks at a temperature of up to about 55°C, with a residence time of 30 to 120 minutes in each tank, for a target end point of pH 4.5 to 6.0. .

[0044] Subsequentemente, o hidróxido de sódio pode então ser adicionado à solução purificada de sulfato de terras raras para precipitar as terras raras como hidróxido de terras raras, com a adição de um oxidante tal como peróxido de hidrogênio para oxidar o cério contido no precipitado. Esta precipitação é preferivelmente operada para maximizar a precipitação de elementos de terras raras e maximizar a conversão de cério (III) em cério (IV), enquanto minimiza o excesso estequiométrico de dosagem de reagente e minimiza a concentração de sulfato no precipitado de hidróxido de terras raras. Como tal, a pro- dução de hidróxido de terras raras ocorre preferivelmente em um processo contracorrente de dois estágios, com a solução de sulfato de terras raras purificada alimentando um estágio de precipitação (estágio um) para precipitar o hidróxido de terras raras contendo algum sulfato usando solução gasta de um estágio de refino (estágio dois).[0044] Subsequently, sodium hydroxide can then be added to the purified rare earth sulfate solution to precipitate the rare earths as rare earth hydroxide, with the addition of an oxidant such as hydrogen peroxide to oxidize the cerium contained in the precipitate. . This precipitation is preferably operated to maximize the precipitation of rare earth elements and maximize the conversion of cerium (III) to cerium (IV), while minimizing the stoichiometric excess of reactant dosage and minimizing the sulfate concentration in the earth hydroxide precipitate. rare. As such, the production of rare earth hydroxide preferably occurs in a two-stage countercurrent process, with the purified rare earth sulfate solution fed to a precipitation stage (stage one) to precipitate the rare earth hydroxide containing some sulfate. using spent solution from one refining stage (stage two).

[0045] O sulfato que contém o hidróxido de terras raras é subsequentemente convertido em hidróxido de terras raras limpo no segundo estágio com a adição preferida de hidróxido de sódio fresco. Além disso, o peróxido de hidrogênio é preferivelmente adicionado durante a precipitação e/ou estágio de refino na presença de hidróxido de sódio a uma temperatura de cerca de 55°C e cada estágio na produção de hidróxido de terras raras preferivelmente opera em uma temperatura de 40 a 80°C e por um tempo de cerca de 30 a 60 minutos, com a es- tequiometria de adição de hidróxido de sódio idealmente na faixa de 100 a 110%, e idealmente com 100 a 130% de dosagem estequiomé- trica de peróxido de hidrogênio.[0045] The sulfate containing rare earth hydroxide is subsequently converted into clean rare earth hydroxide in the second stage with the preferred addition of fresh sodium hydroxide. Furthermore, hydrogen peroxide is preferably added during the precipitation and/or refining stage in the presence of sodium hydroxide at a temperature of about 55°C and each stage in the production of rare earth hydroxide preferably operates at a temperature of 40 to 80°C and for a time of about 30 to 60 minutes, with the stoichiometry of addition of sodium hydroxide ideally in the range of 100 to 110%, and ideally with 100 to 130% of stoichiometric dosage of hydrogen peroxide.

[0046] O precipitado de purificação pode ser reciclado ou descartado, enquanto que o precipitado de hidróxido de terras raras pode então sofrer lixiviação seletiva com ácido clorídrico para formar a solução de cloreto de terras raras e o resíduo, com a solução de terras raras contendo cério desprezível e o resíduo consistindo principalmente em hidróxido de cério (IV).[0046] The purification precipitate can be recycled or discarded, while the rare earth hydroxide precipitate can then undergo selective leaching with hydrochloric acid to form the rare earth chloride solution and the residue, with the rare earth solution containing negligible cerium and the residue consisting mainly of cerium(IV) hydroxide.

[0047] Em relação à lixiviação seletiva, a lixiviação seletiva do precipitado de hidróxido de terras raras pode ser conduzida em uma configuração de múltiplos estágios, com ácido clorídrico diluído em cerca de 10% p/p usando solução de lixiviação polida no estágio um antes de sua adição ao estágio um e aos tanques de lixiviação do estágio dois, de preferência em vários tanques em cada estágio e a solução do estágio dois é usada como polpa novamente, lixiviação do resíduo de hidróxido de terras raras e precipitação do cério (IV) dissolvido no estágio dois, antes do estágio um de lixiviação. Além disso, a lixiviação seletiva ocorre preferivelmente a uma temperatura de 60 a 80°C, a lixiviação do estágio um é idealmente operada para maximizar a dissolução de terras raras enquanto minimiza a dissolução de cério (IV) que é alcançada com um pH final de cerca de pH 3 a 4 e o estágio dois de lixiviação é operado idealmente para minimizar a concentração de elementos de terras raras diferentes do cério no resíduo de hidróxido de cério (IV).[0047] Regarding selective leaching, selective leaching of the rare earth hydroxide precipitate can be conducted in a multi-stage configuration, with hydrochloric acid diluted to about 10% w/w using polished leaching solution in stage one before of its addition to stage one and stage two leaching tanks, preferably in multiple tanks in each stage and the stage two solution is used as slurry again, leaching of the rare earth hydroxide residue and precipitation of the cerium(IV) dissolved in stage two, before stage one leaching. Furthermore, selective leaching preferably occurs at a temperature of 60 to 80°C, stage one leaching is ideally operated to maximize the dissolution of rare earths while minimizing the dissolution of cerium (IV) which is achieved with a final pH of about pH 3 to 4 and stage two leaching is ideally operated to minimize the concentration of rare earth elements other than cerium in the cerium (IV) hydroxide residue.

[0048] O resíduo de hidróxido de cério (IV) pode ser embalado como um produto de cério bruto ou posteriormente processado para produzir um produto de cério de maior pureza. A solução de cloreto de terras raras pode ser dosada com cloreto de bário, junto com ácido sulfúrico para situações em que os níveis de sulfato são baixos, para remover o rádio via coprecipitação com sulfato de bário e formar uma solução purificada de cloreto de terras raras. A solução purificada de cloreto de terras raras pode então ser concentrada por evaporação, se necessário.[0048] The cerium (IV) hydroxide residue can be packaged as a raw cerium product or further processed to produce a higher purity cerium product. Rare earth chloride solution can be dosed with barium chloride, along with sulfuric acid for situations where sulfate levels are low, to remove radium via coprecipitation with barium sulfate and form a purified rare earth chloride solution . The purified rare earth chloride solution can then be concentrated by evaporation if necessary.

[0049] O cloreto de terras raras purificado diluído e/ou concentrado pode então ser separado em dois ou mais produtos de terras raras diferentes por extração com solvente com cada produto de terras raras que contenha um ou mais elementos de terras raras individuais.[0049] The diluted and/or concentrated purified rare earth chloride can then be separated into two or more different rare earth products by solvent extraction with each rare earth product containing one or more individual rare earth elements.

DESCRIÇÃO DA MODALIDADE PREFERIDADESCRIPTION OF THE PREFERRED MODE

[0050] A Figura 1 é uma representação esquemática de um diagrama de fluxo para a precipitação de sulfatos de terras raras de acordo com uma primeira modalidade preferida do método da presente invenção, que também ilustra uma etapa de pré-processamento preferida para os fosfatos de cálcio ricos em terras raras e um estágio de regeneração de ácido fosfórico associado preferido; e[0050] Figure 1 is a schematic representation of a flow diagram for the precipitation of rare earth sulfates according to a first preferred embodiment of the method of the present invention, which also illustrates a preferred preprocessing step for rare earth phosphates. rare earth-rich calcium and a preferred associated phosphoric acid regeneration stage; It is

[0051] A Figura 2 é uma representação esquemática de um diagrama de fluxo para estágios preferidos de processamento de terras raras subsequentes.[0051] Figure 2 is a schematic representation of a flow diagram for preferred subsequent rare earth processing stages.

DESCRIÇÃO DETALHADA DO DIAGRAMA DE FLUXODETAILED DESCRIPTION OF THE FLOW DIAGRAM

[0052] Antes de fornecer uma descrição mais detalhada de uma modalidade preferida da presente invenção com referência a dados experimentais, será útil fornecer alguma explicação do diagrama de fluxo das Figuras 1 e 2.[0052] Before providing a more detailed description of a preferred embodiment of the present invention with reference to experimental data, it will be useful to provide some explanation of the flow diagram of Figures 1 and 2.

[0053] A Figura 1 mostra a precipitação de sulfatos de terras raras (seção A), juntamente com o pré-processamento de fosfatos de cálcio ricos em terras raras (seção B) e um estágio de regeneração de ácido fosfórico associado (seção C). Na Figura 2, é mostrada uma série de estágios subsequentes de processamento de terras raras (seção D). Será apreciado que o foco da presente invenção está na precipitação de sulfatos de terras raras na seção A.[0053] Figure 1 shows the precipitation of rare earth sulfates (section A), together with the pre-processing of rare earth-rich calcium phosphates (section B) and an associated phosphoric acid regeneration stage (section C) . In Figure 2, a series of subsequent rare earth processing stages (section D) are shown. It will be appreciated that the focus of the present invention is on the precipitation of rare earth sulfates in section A.

[0054] Com referência em primeiro lugar à Figura 1, e na ordem do fluxo do processo começando com a seção B, várias etapas podem ser vistas em relação à produção de uma solução bruta de sulfato de terras raras 10 a partir de um concentrado de fosfato de cálcio rico em terras raras 12, sendo um produto do beneficiamento de um minério rico em fosfato de cálcio que contém uma terra rara por flotação de todo o minério (não mostrado).[0054] With reference first to Figure 1, and in the order of the process flow beginning with section B, several steps can be seen in relation to the production of a crude solution of rare earth sulfate 10 from a concentrate of calcium phosphate rich in rare earths 12, being a product of the processing of an ore rich in calcium phosphate that contains a rare earth by flotation of the entire ore (not shown).

[0055] Essas etapas de pré-processamento incluem a pré- lixiviação do concentrado com ácido fosfórico em uma configuração de contracorrente de múltiplos estágios 14, 16 para remover o fosfato de cálcio e formar um resíduo de pré-lixiviação 18 enriquecido em terras raras e uma solução de pré-lixiviação 19 contendo fosfato monocálci- co, impurezas e pequenas quantidades de terras raras. Nesta modalidade, a lixiviação 14, 16 é operada em uma temperatura baixa (tipicamente 30 a 45°C), com tempos de residência mantidos entre 30 a 90 minutos para cada estágio e com uma proporção em massa do ácido de alimentação total o concentrado de alimentação mantida entre 2 e 12 gramas de P no ácido por grama de Ca no concentrado.[0055] These preprocessing steps include pre-leaching the concentrate with phosphoric acid in a multi-stage countercurrent configuration 14, 16 to remove calcium phosphate and form a pre-leach residue 18 enriched in rare earths and a pre-leaching solution 19 containing monocalcium phosphate, impurities and small amounts of rare earths. In this embodiment, the leaching 14, 16 is operated at a low temperature (typically 30 to 45°C), with residence times maintained between 30 to 90 minutes for each stage and with a mass ratio of the total feed acid to the acid concentrate. Feed maintained between 2 and 12 grams of P in the acid per gram of Ca in the concentrate.

[0056] O resíduo de pré-lixiviação 18 é então combinado e quebrado usando ácido sulfúrico concentrado em um estágio de sulfata- ção, sendo misturado 20 com ácido sulfúrico 22 na ou abaixo de uma temperatura de cozimento ácido por um tempo de até cerca de 30 minutos para garantir que a mistura resultante seja totalmente homogeneizada antes das próximas etapas. O aquecimento subsequente 24 da mistura converte as terras raras no resíduo de pré-lixiviação 18 em sulfatos de terras raras solúveis em água 26.[0056] The pre-leaching residue 18 is then combined and broken down using concentrated sulfuric acid in a sulfation stage, being mixed 20 with sulfuric acid 22 at or below an acid cooking temperature for a time of up to about 30 minutes to ensure the resulting mixture is fully homogenized before the next steps. Subsequent heating 24 of the mixture converts the rare earths in the pre-leaching residue 18 to water-soluble rare earth sulfates 26.

[0057] Os sulfatos de terras raras solúveis em água 26 são então resfriados em uma temperatura inferior a cerca de 50°C ao longo de um período de tempo de até cerca de 300 minutos para remover o máximo de calor do material sulfatado 26 que descarrega o cozimento ácido 24 quanto for prático antes do seu uso em uma subsequente lixiviação aquosa 28.[0057] The water-soluble rare earth sulfates 26 are then cooled to a temperature lower than about 50°C over a period of time of up to about 300 minutes to remove maximum heat from the sulfated material 26 that discharges acid cooking 24 as practical before use in a subsequent aqueous leaching 28.

[0058] Os sulfatos de terras raras 27 solúveis em água resfriados são então submetidos a uma lixiviação aquosa 28 para colocar em solução o sulfato de terra rara, ácido fosfórico e qualquer ácido sulfúrico remanescente e, assim, formar a solução bruta de sulfato de terra rara 10 mencionada acima e uma lixiviação aquosa do resíduo 30 que contém material de ganga insolúvel para eliminação.[0058] The cooled water-soluble rare earth sulfates 27 are then subjected to an aqueous leaching 28 to bring into solution the rare earth sulfate, phosphoric acid and any remaining sulfuric acid and thus form the crude earth sulfate solution rare 10 mentioned above and an aqueous leaching of residue 30 containing insoluble gangue material for disposal.

[0059] Voltando agora para a seção A, sendo a precipitação inventiva de sulfatos raros, a Figura 1 mostra o estágio de precipitação de sulfato 32, onde a solução bruta de sulfato de terras raras 10 é submetida a precipitação na presença de um composto orgânico volátil solúvel em água (tal como o metanol ) 34 para produzir um precipitado de sulfato de terras raras 36 e um sobrenadante ácido 38. A precipitação do sulfato 32 ocorre idealmente em uma temperatura na faixa de 60 a 65°C com um tempo de residência na faixa de 20 a 40 minutos.[0059] Turning now to section A, being the inventive precipitation of rare earth sulfates, Figure 1 shows the sulfate precipitation stage 32, where the raw rare earth sulfate solution 10 is subjected to precipitation in the presence of an organic compound water-soluble volatile substance (such as methanol) 34 to produce a rare earth sulfate precipitate 36 and an acidic supernatant 38. Precipitation of sulfate 32 ideally occurs at a temperature in the range of 60 to 65°C with a residence time in the range of 20 to 40 minutes.

[0060] Enquanto o precipitado de sulfato de terras raras 36 subse- quentemente passa por outras etapas do processo que serão descritas abaixo em relação à Figura 2, o sobrenadante ácido 38 produzido na etapa de precipitação de sulfato 32 também passa por outras etapas do processo (seção C) visando a recuperação do composto e a regeneração do ácido fosfórico.[0060] While the rare earth sulfate precipitate 36 subsequently goes through other process steps that will be described below in relation to Figure 2, the acidic supernatant 38 produced in the sulfate precipitation step 32 also goes through other process steps. (section C) aiming at the recovery of the compound and the regeneration of phosphoric acid.

[0061] A seção C da Figura 1 mostra, assim, a recuperação do composto orgânico do sobrenadante ácido 38 pela destilação 40, resultando na formação do composto orgânico 34 recuperado e de uma solução diluída de ácido misturado 42, com o composto orgânico recuperado 34 sendo reciclado para uso na etapa 32 de precipitação de sulfato como o metanol 34 e a solução diluída de ácido misto 42 sendo submetida a concentração adicional 44 pela evaporação para formar uma solução concentrada de ácido misto 45 para uso em uma etapa de regeneração de ácido fosfórico 46.[0061] Section C of Figure 1 thus shows the recovery of the organic compound from the acid supernatant 38 by distillation 40, resulting in the formation of the recovered organic compound 34 and a dilute mixed acid solution 42, with the recovered organic compound 34 being recycled for use in the sulfate precipitation step 32 as methanol 34 and the dilute mixed acid solution 42 being subjected to further concentration 44 by evaporation to form a concentrated mixed acid solution 45 for use in a phosphoric acid regeneration step 46.

[0062] Seguindo a pré-lixiviação de ácido fosfórico 14, 16 mencionada acima, o calor é aplicado 48 à solução de pré-lixiviação de ácido fosfórico 19 para precipitar da solução quaisquer quantidades menores de terras raras como fosfatos de terras raras 50, deixando uma solução de recuperação 52. Como pode ser visto, os fosfatos de terras raras 50 são então retornados para as etapas de mistura de ácido 20 e cozimento ácido 24 descritas acima. O aquecimento 48 da solução de pré-lixiviação de ácido fosfórico 19 ocorre em vários estágios de temperaturas crescentes, estando todas as temperaturas na faixa de 60°C a 110°C, com tempos de residência de estágio entre 60 e 180 minutos.[0062] Following the phosphoric acid pre-leaching 14, 16 mentioned above, heat is applied 48 to the phosphoric acid pre-leaching solution 19 to precipitate from the solution any minor amounts of rare earths such as rare earth phosphates 50, leaving a recovery solution 52. As can be seen, the rare earth phosphates 50 are then returned to the acid mixing 20 and acid cooking 24 steps described above. Heating 48 of the phosphoric acid pre-leaching solution 19 occurs in several stages of increasing temperatures, with all temperatures being in the range of 60°C to 110°C, with stage residence times between 60 and 180 minutes.

[0063] A solução de recuperação 52 é então dosada com ácido sulfúrico 54 no estágio de regeneração de ácido 46 e, nesta modalidade, também com a solução de ácido misturada concentrada 45, para converter o fosfato monocálcico em ácido fosfórico recuperável 56 e formar um precipitado de sulfato de cálcio 57 que pode ser eliminado. Esta adição de ácido 46 é conduzida em estágios em uma temperatura de cerca de 40°C e um tempo de residência entre 30 e 60 minutos por estágio. Parte do ácido fosfórico formado a partir da solução de recuperação 58 também é usado pela pré-lixiviação 14,16, enquanto que o excesso de ácido fosfórico 59 é purgado para fora do sistema.[0063] The recovery solution 52 is then dosed with sulfuric acid 54 in the acid regeneration stage 46 and, in this embodiment, also with the concentrated mixed acid solution 45, to convert the monocalcium phosphate into recoverable phosphoric acid 56 and form a precipitate of calcium sulfate 57 that can be eliminated. This addition of acid 46 is carried out in stages at a temperature of about 40°C and a residence time of between 30 and 60 minutes per stage. Some of the phosphoric acid formed from the recovery solution 58 is also used by pre-leaching 14,16, while excess phosphoric acid 59 is purged out of the system.

[0064] Voltando agora para a Figura 2 e a seção final (seção D) do diagrama de fluxo, que mostra os estágios subsequentes de processamento de terras raras, esse processamento subsequente inclui a lavagem e secagem do precipitado de sulfato de terras raras (na verdade mostrado na Figura 1 como estágio 60), e subsequente lixiviação 62 em água do precipitado de sulfato de terra rara lavado e seco 36 para dissolver o sulfato de terras raras solúvel e formar uma solução de lixiviação 64 rica em sulfato de terras raras e um resíduo de lixiviação 66 que contém as impurezas na forma de fosfatos insolúveis.[0064] Turning now to Figure 2 and the final section (section D) of the flow diagram, which shows the subsequent stages of rare earth processing, this subsequent processing includes washing and drying the rare earth sulfate precipitate (in true shown in Figure 1 as stage 60), and subsequent leaching 62 in water of the washed and dried rare earth sulfate precipitate 36 to dissolve the soluble rare earth sulfate and form a leaching solution 64 rich in rare earth sulfate and a leach residue 66 which contains impurities in the form of insoluble phosphates.

[0065] Em seguida, as impurezas 68 são precipitadas, com a adição de magnésio 63, a partir da solução de lixiviação de sulfato de terras raras 64 para formar uma solução purificada de sulfato de terras raras 70 e um resíduo de purificação 72, seguidos pela precipitação 74 das terras raras na solução purificada de sulfato de terra rara 70 como um precipitado de hidróxido de terra rara 76.[0065] Next, impurities 68 are precipitated, with the addition of magnesium 63, from the rare earth sulfate leaching solution 64 to form a purified rare earth sulfate solution 70 and a purification residue 72, followed by by precipitation 74 of the rare earths in the purified solution of rare earth sulfate 70 as a precipitate of rare earth hydroxide 76.

[0066] O hidróxido de sódio 77 é adicionado à solução de sulfato de terra rara purificada 70 para precipitar as terras raras como hidróxido de terras raras 76, com a adição de peróxido de hidrogênio 78 para oxidar o cério contido no precipitado. A produção de hidróxido de terras raras 76 ocorre em um processo de contracorrente de dois estágios, com a solução purificada de sulfato de terras raras 70 que alimenta o estágio de precipitação (estágio um) 74 para precipitar um hidróxido bruto de terras raras 75 que contém algum sulfato usando uma solução gasta 71 do estágio de refino (estágio dois) 73, com a conversão de compostos de sulfato de terras raras em compostos de hidróxido de terras raras que ocorrem com a adição de hidróxido de sódio fresco 77 no refino de hidróxido de terras raras (estágio dois) 73.[0066] Sodium hydroxide 77 is added to the purified rare earth sulfate solution 70 to precipitate the rare earths as rare earth hydroxide 76, with the addition of hydrogen peroxide 78 to oxidize the cerium contained in the precipitate. Production of rare earth hydroxide 76 occurs in a two-stage countercurrent process, with the purified rare earth sulfate solution 70 fed to the precipitation stage (stage one) 74 to precipitate a crude rare earth hydroxide 75 containing some sulfate using a spent solution 71 from the refining stage (stage two) 73, with the conversion of rare earth sulfate compounds to rare earth hydroxide compounds occurring with the addition of fresh sodium hydroxide 77 in sodium hydroxide refining. rare earths (stage two) 73.

[0067] O precipitado de hidróxido de terras raras 76 então sofre lixiviação seletiva 79, 80, 82 com ácido clorídrico para formar a solução de cloreto de terras raras 86 e o resíduo 88 com a solução de terras raras 86 contendo cério desprezível e o resíduo 88 consistindo principalmente em hidróxido de cério (IV).[0067] The rare earth hydroxide precipitate 76 then undergoes selective leaching 79, 80, 82 with hydrochloric acid to form the rare earth chloride solution 86 and the residue 88 with the rare earth solution 86 containing negligible cerium and the residue 88 consisting mainly of cerium(IV) hydroxide.

[0068] A lixiviação seletiva 79, 80, 82 do precipitado de hidróxido de terras raras 76 é conduzida em uma configuração de múltiplos estágios, com ácido clorídrico diluído para 10% p/p usando uma solução de lixiviação 80 antes de sua adição ao estágio um 80 e aos tanques de lixiviação 82 no estágio dois, em vários tanques em cada estágio, e a solução do estágio dois 82 é usada para repolpação e lixiviação do bolo de hidróxido de terra rara antes do estágio um de lixiviação 80.[0068] Selective leaching 79, 80, 82 of the rare earth hydroxide precipitate 76 is conducted in a multi-stage configuration, with hydrochloric acid diluted to 10% w/w using a leaching solution 80 prior to its addition to the stage one 80 and to the leaching tanks 82 in stage two, in several tanks in each stage, and the solution from stage two 82 is used for repulping and leaching the rare earth hydroxide cake before the leaching stage one 80.

[0069] O resíduo de hidróxido de cério (IV) 88 é então embalado como um produto bruto de cério, enquanto que a solução de cloreto de terras raras 86 é tratada com cloreto de bário 90 para remover o rádio através da coprecipitação com sulfato de bário e formar uma solução purificada de cloreto de terras raras 92. A solução purificada de cloreto de terras raras 92 é então concentrada por evaporação 94.[0069] The cerium(IV) hydroxide residue 88 is then packaged as a raw cerium product, while the rare earth chloride solution 86 is treated with barium chloride 90 to remove the radium through coprecipitation with cerium sulfate. barium and form a purified rare earth chloride solution 92. The purified rare earth chloride solution 92 is then concentrated by evaporation 94.

DESCRIÇÃO DOS DADOS EXPERIMENTAISDESCRIPTION OF EXPERIMENTAL DATA

[0070] A atenção será dirigida agora para uma descrição dos dados experimentais desenvolvidos para ilustrar uma modalidade preferida da presente invenção.[0070] Attention will now be directed to a description of the experimental data developed to illustrate a preferred embodiment of the present invention.

Precipitação do Sulfato de Terra RaraRare Earth Sulfate Precipitation

[0071] Testes de precipitação de sulfato de terra rara foram conduzidos pelo contato de uma quantidade medida de solução de lixiviação aquosa pré-aquecida com uma quantidade medida de metanol em temperatura ambiente em um vaso com defletor sob agitação adequada equipado com condensador de refluxo para minimizar a perda por evaporação. A mistura resultante foi mantida em uma temperatura de ponto de ajuste por um período especificado, então filtrada a vácuo. O bolo filtrado foi então lavado exaustivamente com metanol para remover a solução arrastada antes da secagem.[0071] Rare earth sulfate precipitation tests were conducted by contacting a measured amount of preheated aqueous leach solution with a measured amount of methanol at room temperature in a baffled vessel under suitable agitation equipped with a reflux condenser to minimize evaporation loss. The resulting mixture was maintained at a set point temperature for a specified period, then vacuum filtered. The filter cake was then washed extensively with methanol to remove entrained solution before drying.

A influência da temperatura (Testes 1 e 2)The influence of temperature (Tests 1 and 2)

[0072] Dois testes de precipitação de sulfato de terras raras foram conduzidos para avaliar a influência da temperatura de reação no desempenho. Um teste foi conduzido a 60 a 65°C (Teste 1) enquanto o outro foi conduzido a 40 a 45°C. Ambos os testes foram conduzidos na mesma solução de lixiviação aquosa (Tabela 1) e foram colocados em contato com 1 grama de metanol por grama de solução de lixiviação aquosa por 30 minutos. Os resultados estão resumidos nas Tabelas 2 a 4. Os resultados indicam que operar em temperaturas mais baixas resulta em coprecipitação reduzida de Al, P, Fe, Th e U com sulfato de terras raras.Tabela 1: Composição da solução de alimentaçãoTabela 2 Composição da solução finalTabela 3: Composição do precipitado de sulfato de terra rara (%p/p ou g/t)Tabela 4: Extensão da Precipitação (%) [0072] Two rare earth sulfate precipitation tests were conducted to evaluate the influence of reaction temperature on performance. One test was conducted at 60 to 65°C (Test 1) while the other was conducted at 40 to 45°C. Both tests were conducted in the same aqueous leach solution (Table 1) and were contacted with 1 gram of methanol per gram of aqueous leach solution for 30 minutes. The results are summarized in Tables 2 to 4. The results indicate that operating at lower temperatures results in reduced coprecipitation of Al, P, Fe, Th and U with rare earth sulfate. Table 1: Feed solution composition Table 2 Composition of the final solution Table 3: Composition of rare earth sulfate precipitate (% w/w or g/t) Table 4: Extent of Precipitation (%)

A influência da proporção de contato e tempo de residência (Testes 3 a 9)The influence of contact proportion and residence time (Tests 3 to 9)

[0073] Dois conjuntos de testes de precipitação de sulfato de terras raras foram conduzidos para avaliar a influência da proporção de contato orgânico aquoso e do tempo de residência sobre o desempenho. Quatro proporções de contato (0,25, 0,5, 0,75 e 1) foram testadas no primeiro conjunto de testes (Testes 3 a 6, respectivamente). As su- bamostras foram coletadas em 30, 60 e 120 minutos (subamostras A, B e C) em cada um dos testes 3 a 6. O segundo conjunto de testes (Testes 7 a 9) avaliou tempos de residência mais curtos (10, 20 e 30 minutos, respectivamente) com uma proporção de contato de 1 usando uma solução de alimentação diferente para o primeiro conjunto (veja a Tabela 5). Todos os testes (testes 3 a 9) usaram metanol como fase orgânica e foram conduzidos com uma temperatura alvo de 60 a 65°C, enquanto que as temperaturas experimentadas variavam entre 55 e 70°C. Os resultados estão resumidos nas Tabelas 6 a 8.[0073] Two sets of rare earth sulfate precipitation tests were conducted to evaluate the influence of the proportion of aqueous organic contact and residence time on performance. Four contact ratios (0.25, 0.5, 0.75, and 1) were tested in the first set of tests (Tests 3 to 6, respectively). Subsamples were collected at 30, 60 and 120 minutes (subsamples A, B and C) in each of tests 3 to 6. The second set of tests (Tests 7 to 9) evaluated shorter residence times (10, 20 and 30 minutes, respectively) with a contact ratio of 1 using a different feed solution for the first set (see Table 5). All tests (tests 3 to 9) used methanol as the organic phase and were conducted with a target temperature of 60 to 65°C, while the experimented temperatures ranged between 55 and 70°C. The results are summarized in Tables 6 to 8.

[0074] Os resultados indicam que operar em proporções de contato orgânico para aquoso mais baixas reduz a extensão da precipitação do elemento de terras raras. Os resultados indicam que a precipitação de sulfato de terras raras está efetivamente completa dentro do menor tempo de residência testado (10 minutos no Teste 7), enquanto que a precipitação de impurezas tais como o tório está efetivamente completa em 20 minutos, com precipitação adicional desprezível observada com durações de contato estendidas.Tabela 5: Composição da solução de alimentaçãoTabela 6: Composição da solução finalTabela 7: Composição do precipitado de sulfato de terra rara (%p/p ou g/t) Tabela 8: Extensão da precipitação (%) [0074] The results indicate that operating at lower organic to aqueous contact ratios reduces the extent of rare earth element precipitation. The results indicate that precipitation of rare earth sulfate is effectively complete within the shortest residence time tested (10 minutes in Test 7), while precipitation of impurities such as thorium is effectively complete within 20 minutes, with negligible additional precipitation. observed with extended contact durations. Table 5: Feed solution composition Table 6: Composition of the final solution Table 7: Composition of rare earth sulfate precipitate (% w/w or g/t) Table 8: Extent of precipitation (%)

A influência da composição de alimentação (Testes 10 a 24)The influence of feed composition (Tests 10 to 24)

[0075] Quinze testes de precipitação com sulfato de terras raras foram conduzidos para avaliar a influência da variação na composição da alimentação no desempenho da precipitação. Cada teste usou uma solução bruta de alimentação de sulfato de terra rara diferente (Tabela 9), foi colocada em contato com metanol com uma proporção de contato de 1 para 1 p/p por 30 minutos, com uma temperatura alvo de 60 a 65 C, enquanto que as temperaturas experimentadas variavam entre 55 a 70°C. Os resultados estão resumidos nas Tabelas 10 a 12, a partir das quais pode ser visto que a maioria dos testes resultou em um precipitado de sulfato de terras raras relativamente limpo com alguma variação na coprecipitação de ferro, alumínio e fosfato.[0075] Fifteen rare earth sulfate precipitation tests were conducted to evaluate the influence of variation in feed composition on precipitation performance. Each test used a different raw rare earth sulfate feed solution (Table 9), was contacted with methanol with a contact ratio of 1 to 1 w/w for 30 minutes, with a target temperature of 60 to 65 C. , while the temperatures experienced varied between 55 and 70°C. The results are summarized in Tables 10 to 12, from which it can be seen that most tests resulted in a relatively clean rare earth sulfate precipitate with some variation in the coprecipitation of iron, aluminum and phosphate.

[0076] Para compreender esta coprecipitação de impurezas, os resultados foram condensados e sequenciados de acordo com o con-teúdo de ácido sulfúrico livre da solução de alimentação bruta de sulfato de terras raras para cada teste (Tabela 13). Este valor de ácido livre é um valor calculado por conveniência e pode não refletir a especiação real que ocorre na solução de alimentação. O conteúdo de ácido livre foi determinado somando todos os cátions e ânions medidos e inferidos do resultado do ensaio da solução com a concentração de prótons calculada para equilibrar cátions e ânions. Foi então presumido que todo o fosfato está presente como ácido fosfórico com os prótons restantes designados como ácido sulfúrico.[0076] To understand this coprecipitation of impurities, the results were condensed and sequenced according to the free sulfuric acid content of the raw rare earth sulfate feed solution for each test (Table 13). This free acid value is a value calculated for convenience and may not reflect the actual speciation occurring in the feed solution. Free acid content was determined by summing all cations and anions measured and inferred from the solution assay result with the proton concentration calculated to balance cations and anions. It was then assumed that all of the phosphate is present as phosphoric acid with the remaining protons designated as sulfuric acid.

[0077] Para o Teste 13, isso resultou em um conteúdo negativo de ácido sulfúrico, o que sugere que o fosfato não está totalmente proto- nado ou que a incerteza do ensaio tendeu para cátions sobre ânions. De qualquer forma, o Teste 13 tem baixo teor de ácido livre e uma fração significativa dos elementos de terras raras precipitantes precipitaram como fosfatos. No geral, os resultados sugerem que, a fim de minimizar a precipitação de elementos de terras raras como fosfatos, a solução bruta de sulfato de terras raras contendo fosfato deve conter 5% p/p ou mais de H2SO4 livre como foi definido aqui.Tabela 9: Composição da solução de alimentaçãoTabela 10: Composição da solução final Tabela 11: Composição do precipitado de sulfato de terra rara (%p/p ou g/t) Tabela 12: Extensão da precipitação (%) Tabela 13: Composição do sulfato de terra rara e extensão da precipi-tação como uma função do ácido livre [0077] For Test 13, this resulted in a negative sulfuric acid content, which suggests that the phosphate is not fully protonated or that the uncertainty of the test was biased towards cations over anions. In any case, Test 13 has a low free acid content and a significant fraction of the precipitating rare earth elements precipitated as phosphates. Overall, the results suggest that in order to minimize precipitation of rare earth elements such as phosphates, the raw rare earth sulfate solution containing phosphate should contain 5% w/w or more free H2SO4 as defined here.Table 9: Feed solution composition Table 10: Composition of the final solution Table 11: Composition of rare earth sulfate precipitate (% w/w or g/t) Table 12: Extent of precipitation (%) Table 13: Composition of rare earth sulfate and extent of precipitation as a function of free acid

Pré-lixiviação do Ácido FosfóricoPhosphoric Acid Pre-leaching

[0078] Os testes de pré-lixiviação foram conduzidos pelo contato de uma quantidade medida de uma solução de ácido fosfórico com temperatura controlada com uma quantidade medida de um concentrado em um recipiente adequado com defletor bem agitado. A mistura resultante foi mantida a uma temperatura de ponto de ajuste por um período especificado, então filtrada a vácuo. O bolo filtrado foi então lavado cuidadosamente com água Dl para remover a solução arrastada antes da secagem.[0078] Pre-leaching tests were conducted by contacting a measured amount of a temperature-controlled phosphoric acid solution with a measured amount of a concentrate in a suitable container with a well-shaken baffle. The resulting mixture was maintained at a set point temperature for a specified period, then vacuum filtered. The filter cake was then washed carefully with DI water to remove the entrained solution before drying.

A influência da variabilidade do concentrado de alimentaçãoThe influence of feed concentrate variability

[0079] Cinco testes de pré-lixiviação foram conduzidos para avaliar a influência da variabilidade na composição do concentrado de alimentação (Tabela 14) no desempenho da pré-lixiviação. Cada teste foi conduzido usando o mesmo ácido de alimentação (Tabela 15), com uma proporção de ácido para concentrado de contato de 8,4 gramas de P no ácido por grama de Ca no concentrado, a 30°C por duas horas. Os resultados estão resumidos na Tabela 16.Tabela 14: Composição do concentrado de alimentação (%p/p ou g/t)Tabela 15: Composição do ácido livre (g/L ou mg/L)Tabela 16: Extensão da dissolução (%) [0079] Five pre-leaching tests were conducted to evaluate the influence of variability in feed concentrate composition (Table 14) on pre-leaching performance. Each test was conducted using the same feed acid (Table 15), with a ratio of acid to contact concentrate of 8.4 grams of P in the acid per gram of Ca in the concentrate, at 30°C for two hours. The results are summarized in Table 16.Table 14: Feed concentrate composition (%w/w or g/t) Table 15: Free acid composition (g/L or mg/L) Table 16: Extent of dissolution (%)

A influência da composição da alimentação ácidaThe influence of acidic feed composition

[0080] Cinco testes de pré-lixiviação foram conduzidos para avaliar a influência da variabilidade na composição da alimentação ácida (Tabela 17) no desempenho da pré-lixiviação. Cada teste foi conduzido usando o mesmo concentrado de alimentação (Tabela 18), com uma proporção de ácido para concentrado de contato de 13 gramas de ácido por grama de concentrado de alimentação, a 30°C por duas horas. Os resultados estão resumidos na Tabela 19.Tabela 17: Composição da alimentação ácida (%p/p ou g/t)Tabela 18: Composição do concentrado de alimentação (%p/p ou g/t)Tabela 19: Extensão da dissolução (%) [0080] Five pre-leaching tests were conducted to evaluate the influence of variability in the composition of the acid feed (Table 17) on pre-leaching performance. Each test was conducted using the same feed concentrate (Table 18), with an acid to contact concentrate ratio of 13 grams of acid per gram of feed concentrate, at 30°C for two hours. The results are summarized in Table 19.Table 17: Composition of acid feed (%w/w or g/t) Table 18: Feed concentrate composition (%w/w or g/t) Table 19: Extent of dissolution (%)

Lixiviação em contracorrente contínua em dois estágiosTwo-stage continuous countercurrent leaching

[0081] Um teste no circuito de pré-lixiviação contínua de dois estágios foi conduzido (Teste 34). Para este teste, um espessante foi usado para a um primeiro estágio de separação de sólido-líquido, enquanto que o espessamento com filtração de subfluxo do espessante foi usado para a separação sólido-líquido no segundo estágio. O primeiro estágio apresentava um único tanque com tempo de residência de 30 minutos operado em 40 a 45°C, enquanto que o segundo estágio continha dois tanques com tempo de residência de 30 minutos operados a 30°C. Subfluxo do espessante de estágio um, alimentado nos dois tanques de lixiviação do primeiro estágio junto com ácido fosfórico (Tabela 20). O transbordamento do espessante do estágio dois foi combinado com filtrado primário e solução de lavagem gasta, então alimentado no tanque de lixiviação do estágio um, junto com um concentrado úmido (9% de umidade) (Tabela 21). O transbordamento do espessante do estágio um foi continuamente retirado do sistema conforme o bolo de resíduo de lixiviação era lavado no estágio dois. Para cada quilograma de concentrado (base seca) alimentado no tanque de lixiviação do primeiro estágio, 10,6 kg de ácido fosfórico foram alimen-tados nos dois tanques de lixiviação do primeiro estágio. O desempenho do sistema está resumido na Tabela 22.Tabela 20: Composição do ácido livre (g/L ou mg/L)Tabela 21: Composição do concentrado de alimentação (%p/p ou g/t)Tabela 22: Composição do resíduo de pré-lixiviação (% p/p ou g/t) [0081] A test on the two-stage continuous pre-leaching circuit was conducted (Test 34). For this test, a thickener was used for the first stage of solid-liquid separation, while thickening with underflow filtration of the thickener was used for the solid-liquid separation in the second stage. The first stage featured a single tank with a 30-minute residence time operated at 40 to 45°C, while the second stage contained two tanks with a 30-minute residence time operated at 30°C. Underflow of stage one thickener fed into the two first stage leach tanks along with phosphoric acid (Table 20). The thickener overflow from stage two was combined with primary filtrate and spent wash solution, then fed into the stage one leach tank, along with a wet concentrate (9% moisture) (Table 21). Thickener overflow from stage one was continuously removed from the system as the leach residue cake was washed in stage two. For each kilogram of concentrate (dry basis) fed into the first stage leaching tank, 10.6 kg of phosphoric acid was fed into the two first stage leaching tanks. System performance is summarized in Table 22.Table 20: Free acid composition (g/L or mg/L) Table 21: Feed concentrate composition (%w/w or g/t) Table 22: Composition of pre-leaching residue (% w/w or g/t)

Recuperação de terra raraRare earth recovery

[0082] Os testes de recuperação de terras raras foram conduzidos pelo aquecimento de uma quantidade medida de solução de pré- lixiviação (solução de alimentação de recuperação de terras raras) até a ebulição em um recipiente adequado com defletor bem agitado equipado com um condensador de refluxo. A mistura resultante foi mantida sob um estado de ebulição contínua durante 120 minutos, depois filtrada a vácuo. O bolo de filtração foi então lavado cuidadosamente com água Dl para remover a solução arrastada antes da secagem.[0082] Rare earth recovery tests were conducted by heating a measured amount of pre-leaching solution (rare earth recovery feed solution) to boiling in a suitable well-stirred baffle vessel equipped with a condenser. reflux. The resulting mixture was maintained under a continuous boiling state for 120 minutes, then vacuum filtered. The filter cake was then washed carefully with DI water to remove the entrained solution before drying.

[0083] Cinco testes de recuperação de terras raras foram conduzidos para avaliar a influência da variabilidade na composição da solução de alimentação (Tabela 23) no desempenho da recuperação de terras raras. Os resultados estão resumidos nas Tabelas 24 e 25.Tabela 23: Composição da solução de alimentação (% p/p ou g/t)Tabela 24: Composição do precipitado (% p/p ou g/t)Tabela 25: Extensão da precipitação (%) [0083] Five rare earth recovery tests were conducted to evaluate the influence of variability in feed solution composition (Table 23) on rare earth recovery performance. The results are summarized in Tables 24 and 25. Table 23: Feed solution composition (% w/w or g/t) Table 24: Composition of the precipitate (% w/w or g/t) Table 25: Extent of precipitation (%)

Regeneração do Ácido FosfóricoPhosphoric Acid Regeneration

[0084] Foi realizado um teste no circuito contínuo de regeneração de ácido fosfórico (Teste 40). O circuito apresentava um único tanque de precipitação com tempo de residência de 55 minutos (Tanque 1) operado a 44°C, seguido por um tanque de estabilização de 78 minutos (Tanque 2) e filtração a vácuo em lote, que foi suportado por tanques de alimentação com filtro de serviço de reserva e foi operado com lavagem contracorrente. A solução de recuperação foi alimentada no tanque de precipitação junto com a mistura de ácido (Tabela 26). O desempenho da regeneração está resumido nas Tabelas 27 e 29.Tabela 26: Composição da solução de alimentação (g/L ou mg/L)Tabela 27: Composição do precipitado (% p/p ou g/t)Tabela 28: Composição da solução regenerada (g/L ou mg/L)Tabela 29: Extensão da precipitação global [0084] A test was carried out on the continuous phosphoric acid regeneration circuit (Test 40). The circuit featured a single 55-minute residence time precipitation tank (Tank 1) operated at 44°C, followed by a 78-minute stabilization tank (Tank 2) and batch vacuum filtration, which was supported by tanks supply with backup service filter and was operated with countercurrent washing. The recovery solution was fed into the precipitation tank along with the acid mixture (Table 26). Regeneration performance is summarized in Tables 27 and 29.Table 26: Feed solution composition (g/L or mg/L) Table 27: Composition of the precipitate (% w/w or g/t) Table 28: Composition of the regenerated solution (g/L or mg/L) Table 29: Extent of global precipitation

Cozimento Ácido e Lixiviação AquosaAcid Cooking and Aqueous Leaching

[0085] Os testes de lixiviação aquosa e cozimento ácido foram conduzidos pelo contato de uma quantidade medida de ácido sulfúrico com uma quantidade medida de resíduo de pré-lixiviação com mistura intensa em uma placa adequada. A mistura resultante foi colocada em um forno e aquecida a 250°C por um período de até 50 minutos, então mantida a 250°C por um período de 30 minutos, retirada do forno e deixada esfriar. O material sulfatado frio foi então adicionado a uma quantidade medida de água DI 5°C, agitado por 10 minutos, em seguida, filtrado a vácuo. O bolo filtrado foi então lavado cuidadosamente com água Dl para remover a solução arrastada antes da secagem.[0085] Aqueous leaching and acid cooking tests were conducted by contacting a measured amount of sulfuric acid with a measured amount of pre-leaching residue with intense mixing on a suitable plate. The resulting mixture was placed in an oven and heated to 250°C for a period of up to 50 minutes, then held at 250°C for a period of 30 minutes, removed from the oven and allowed to cool. The cold sulfated material was then added to a measured amount of 5°C DI water, stirred for 10 minutes, then vacuum filtered. The filter cake was then washed carefully with DI water to remove the entrained solution before drying.

[0086] Seis testes de lixiviação aquosa e cozimento ácido (Testes 41 a 46) foram realizados para avaliar a influência da variabilidade na composição do resíduo de pré-lixiviação da alimentação (Tabela 30) no desempenho da lixiviação aquosa e cozimento ácido. Cada teste foi conduzido usando uma proporção de contato de ácido para resíduo de 1600 kg de H2SO4 por tonelada de resíduo de lixiviação e 2,5 g de Dl por grama de resíduo de pré-lixiviação. Os resultados estão resumidos nas Tabelas 31 a 33.Tabela 30: Composição do resíduo de alimentação pré-lixiviação (% p/p ou g/t)Tabela 31: Composição da solução de lixiviação aquosa (g/L ou mg/L) Tabela 32: Composição do resíduo de lixiviação aquosa (% p/p)Tabela 33: Extensão da dissolução (%) [1] comportamento do ácido sulfúrico para o resíduo de lixiviação aquosa para S[0086] Six aqueous leaching and acid cooking tests (Tests 41 to 46) were carried out to evaluate the influence of variability in the composition of the feed pre-leaching residue (Table 30) on the performance of aqueous leaching and acid cooking. Each test was conducted using an acid-to-residue contact ratio of 1600 kg of H2SO4 per ton of leach residue and 2.5 g of Dl per gram of pre-leach residue. The results are summarized in Tables 31 to 33. Table 30: Composition of pre-leaching feed residue (% w/w or g/t) Table 31: Composition of the aqueous leaching solution (g/L or mg/L) Table 32: Composition of aqueous leaching residue (% w/w) Table 33: Extent of dissolution (%) [1] behavior of sulfuric acid for aqueous leaching residue for S

Dissolução de sulfato de terra raraDissolving rare earth sulfate

[0087] Os testes de dissolução de sulfato de terra rara são tipicamente conduzidos pelo contato de uma quantidade medida de precipitado de sulfato de terra rara seco com uma quantidade medida de água Dl com mistura completa em um recipiente adequado com defle- tor bem agitado, a 40°C por um período de 120 minutos, em seguida, filtrado a vácuo. O bolo filtrado foi então lavado cuidadosamente com água Dl para remover a solução arrastada antes da secagem.[0087] Rare earth sulfate dissolution tests are typically conducted by contacting a measured amount of dry rare earth sulfate precipitate with a measured amount of Dl water with thorough mixing in a suitable container with a well-shaken baffle, at 40°C for a period of 120 minutes, then vacuum filtered. The filter cake was then washed carefully with DI water to remove the entrained solution before drying.

[0088] Cinco testes de dissolução de sulfato de terras raras (Testes 47 a 51) foram conduzidos para avaliar a influência da variabilidade na composição da alimentação (Tabela 34) sobre o desempenho da dissolução. Cada teste foi conduzido usando uma proporção de contato de água para sólidos de alimentação de 13 gramas de água Dl por grama de sólidos de alimentação. O Teste 47 foi operado com uma dissolução de 60 minutos a 22°C, enquanto que os Testes 48 a 51 foram operados com uma dissolução de 120 minutos a 40°C. Os resultados estão resumidos nas Tabelas 35 a 37.Tabela 34: Composição do sulfato de terra rara (% p/p ou g/t)Tabela 35: Composição da solução de dissolução (g/L ou mg/LTabela 36: Composição do resíduo de dissolução (% p/p ou g/t)Tabela 37: Extensão da dissolução (%) [0088] Five rare earth sulfate dissolution tests (Tests 47 to 51) were conducted to evaluate the influence of variability in feed composition (Table 34) on dissolution performance. Each test was conducted using a water to feed solids contact ratio of 13 grams of Dl water per gram of feed solids. Test 47 was operated with a 60 minute dissolution at 22°C, while Tests 48 to 51 were operated with a 120 minute dissolution at 40°C. The results are summarized in Tables 35 to 37. Table 34: Rare earth sulfate composition (% w/w or g/t) Table 35: Dissolving solution composition (g/L or mg/L Table 36: Dissolution residue composition (% w/w or g/t) Table 37: Extent of dissolution (%)

Purificação de Terra RaraRare Earth Purification

[0089] Os testes de purificação de terras raras (Testes 52 e 53) foram conduzidos pelo tratamento com magnésio, até um ponto final de pH 5, para uma quantidade medida de solução impura de sulfato de terras raras a 40°C em um recipiente adequado com defletor bem agitado com medição de pH online. A mistura resultante foi misturada por um período de 30 minutos após a adição de magnésio para permitir que ela se estabilizasse, então filtrada a vácuo. O bolo filtrado foi então lavado cuidadosamente com água Dl para remover a solução arrastada antes da secagem.[0089] The rare earth purification tests (Tests 52 and 53) were conducted by treating with magnesium, to an endpoint of pH 5, a measured amount of impure rare earth sulfate solution at 40°C in a container suitable with well-shaken baffle with online pH measurement. The resulting mixture was mixed for a period of 30 minutes after adding magnesium to allow it to stabilize, then vacuum filtered. The filter cake was then washed carefully with DI water to remove the entrained solution before drying.

[0090] Dois testes de purificação de terras raras foram conduzidos para avaliar a influência da variabilidade na fonte de magnésio (Tabela 38) sobre o desempenho da purificação de terras raras de uma solução de alimentação comum (Tabela 39). Os resultados estão resumidos nas Tabelas 40 a 42. Em ambos os testes (52 e 53), 0,16 kg de MgO foram adicionados por tonelada de solução de alimentação. Houve 97,3% de utilização de magnésio no Teste 52 e 91,1% de utilização de magnésio no Teste 53.Tabela 38: Composição de magnésio (% p/p ou g/t)Tabela 39: Composição da solução de alimentação (g/L ou mg/L)Tabela 40: Composição do precipitado (% p/p ou g/t)Tabela 41: Composição da solução de sulfato de terra rara purificada (g/L ou mg/L)Tabela 42: Extensão da precipitação (%) [0090] Two rare earth purification tests were conducted to evaluate the influence of variability in the magnesium source (Table 38) on the performance of rare earth purification from a common feed solution (Table 39). The results are summarized in Tables 40 to 42. In both tests (52 and 53), 0.16 kg of MgO was added per ton of feed solution. There was 97.3% magnesium utilization in Test 52 and 91.1% magnesium utilization in Test 53. Table 38: Magnesium composition (% w/w or g/t) Table 39: Feed solution composition (g/L or mg/L) Table 40: Precipitate composition (% w/w or g/t) Table 41: Composition of purified rare earth sulfate solution (g/L or mg/L) Table 42: Extent of precipitation (%)

Precipitação com Hidróxido RERE Hydroxide Precipitation A influência do reagenteThe influence of the reagent

[0091] Os testes de precipitação de hidróxido de terras raras (Testes 54 a 56) foram conduzidos pelo contato de uma quantidade medida de hidróxido de magnésio ou sódio com uma quantidade medida de solução de sulfato de terras raras purificada a 55°C em um recipiente adequado com defletor bem agitado. A mistura resultante foi misturada por um período de 30 minutos após cada dose de adição de reagente para permitir que ela se estabilizasse, então a subamostra foi coletada e filtrada a vácuo. A subamostra do bolo filtrado foi então lavada com-pletamente com água Dl para remover a solução arrastada antes da secagem. Para cada teste, uma faixa de subamostras foi coletada para cobrir uma faixa de doses de reagente. Após a subamostra de precipi-tação final, uma quantidade medida de peróxido de hidrogênio foi adi-cionada à emulsão remanescente. A mistura resultante foi misturada por um período de 30 minutos para permitir que se estabilizasse e, em seguida, filtrada a vácuo.[0091] The rare earth hydroxide precipitation tests (Tests 54 to 56) were conducted by contacting a measured amount of magnesium or sodium hydroxide with a measured amount of purified rare earth sulfate solution at 55°C in a suitable container with well-shaken baffle. The resulting mixture was mixed for a period of 30 minutes after each dose of reagent addition to allow it to stabilize, then the subsample was collected and vacuum filtered. The filter cake subsample was then washed thoroughly with DI water to remove entrained solution before drying. For each test, a range of subsamples was collected to cover a range of reagent doses. After the final precipitation subsample, a measured amount of hydrogen peroxide was added to the remaining emulsion. The resulting mixture was mixed for a period of 30 minutes to allow it to settle and then vacuum filtered.

[0092] Dois dos testes de precipitação de hidróxido de terras raras (Teste 54 e 55) foram realizados para avaliar a influência da variabilidade na fonte de magnésio (Tabela 43) sobre o desempenho da precipitação de hidróxido de terras raras, enquanto que o terceiro teste (Teste 56) avaliou a uso de hidróxido de sódio. Todos os três testes foram baseados em uma solução de alimentação comum (Tabela 44). A dosagem do reagente está resumida na Tabela 45. Os resultados estão resumidos nas Tabelas 46 e 47. A partir dos resultados, pode ser visto que o uso de magnésio resulta em impurezas significativamente aumentadas no precipitado resultante em relação à precipitação usando hidróxido de sódio. Além disso, as taxas de dose aumentadas resultam na redução do transporte global de sulfato para o precipitado de hidróxido de terras raras.Tabela 43: Composição do magnésio (% p/p ou g/t)Tabela 44: Composição da solução de alimentação (g/L ou mg/L)Tabela 45: Adição do Reagente[1] [1] As subamostras A até D correspondem aos períodos de adição de magnésio (Testes 54 e 55) ou hidróxido de sódio, onde a dosagem está em unidades por kg de magnésio ou NaOH por ton. de alimentação. A subamostra E corresponde a um período de adição de peróxido de hidrogênio com adição de reagente expressa como um percentual da estequiometria. Tabela 46: Composição do precipitado (% p/p ou g/t) Tabela 47: Extensão da precipitação (%) [0092] Two of the rare earth hydroxide precipitation tests (Test 54 and 55) were performed to evaluate the influence of variability in the magnesium source (Table 43) on rare earth hydroxide precipitation performance, while the third test (Test 56) evaluated the use of sodium hydroxide. All three tests were based on a common feed solution (Table 44). The reagent dosage is summarized in Table 45. The results are summarized in Tables 46 and 47. From the results, it can be seen that the use of magnesium results in significantly increased impurities in the resulting precipitate relative to precipitation using sodium hydroxide. Additionally, increased dose rates result in reduced overall sulfate transport to the rare earth hydroxide precipitate.Table 43: Magnesium composition (% w/w or g/t) Table 44: Feed solution composition (g/L or mg/L) Table 45: Reagent Addition[1] [1] Subsamples A to D correspond to periods of addition of magnesium (Tests 54 and 55) or sodium hydroxide, where the dosage is in units per kg of magnesium or NaOH per ton. feed. Subsample E corresponds to a period of hydrogen peroxide addition with reagent addition expressed as a percentage of stoichiometry. Table 46: Precipitate composition (% w/w or g/t) Table 47: Extent of precipitation (%)

Produção em dois estágios de hidróxido de terra raraTwo-stage production of rare earth hydroxide

[0093] Um teste de precipitação de hidróxido de terras raras (Teste 57) foi conduzido pelo contato de uma quantidade medida de hidróxido de sódio (97% da estequiometria) com uma quantidade medida de so-lução purificada de sulfato de terras raras (Tabela 48) a 55°C em um recipiente adequado com defletor bem agitado. A mistura resultante foi misturada por um período de 30 minutos para permitir que ela se esta-bilizasse, então uma quantidade medida de peróxido de hidrogênio (117% de estequiometria) foi adicionada. A mistura resultante foi misturada por um período de 30 minutos para permitir que se estabilizasse e, em seguida, filtrada a vácuo.[0093] A rare earth hydroxide precipitation test (Test 57) was conducted by contacting a measured amount of sodium hydroxide (97% of stoichiometry) with a measured amount of purified rare earth sulfate solution (Table 48) at 55°C in a suitable container with a well-shaken baffle. The resulting mixture was mixed for a period of 30 minutes to allow it to stabilize, then a measured amount of hydrogen peroxide (117% stoichiometry) was added. The resulting mixture was mixed for a period of 30 minutes to allow it to settle and then vacuum filtered.

[0094] Para o segundo estágio, o bolo não lavado do primeiro estágio foi repolpado em água Dl junto com uma quantidade medida de hidróxido de sódio (a mesma massa do primeiro estágio). A mistura foi agitada durante 60 minutos a 55°C e depois filtrada a vácuo. O bolo resultante foi lavado.[0094] For the second stage, the unwashed cake from the first stage was repulped in DI water along with a measured amount of sodium hydroxide (the same mass as the first stage). The mixture was stirred for 60 minutes at 55°C and then vacuum filtered. The resulting cake was washed.

[0095] Os resultados estão resumidos nas Tabelas 49 a 50. Tabela 48: Composição da solução de alimentação (g/L ou mg/L)Tabela 49: Composição do precipitado (% p/p ou g/t)Tabela 50: Extensão da precipitação (Estágio 1) ou dissolução (Estágio 2) (%) [0095] The results are summarized in Tables 49 to 50. Table 48: Composition of the feed solution (g/L or mg/L) Table 49: Precipitate composition (% w/w or g/t) Table 50: Extent of precipitation (Stage 1) or dissolution (Stage 2) (%)

Dissolução SeletivaSelective Dissolution A influência da concentração de terra raraThe influence of rare earth concentration

[0096] Uma série de quatro testes de dissolução de hidróxido de terras raras de dois estágios (Testes 58 a 61) foi conduzida a 70°C em um recipiente adequado com defletor bem agitado com medição de pH online. Cada teste começa pela simulação do segundo estágio pela dosagem com uma porção medida de ácido clorídrico a 10% p/p para uma porção medida de bolo de hidróxido de terras raras (Tabela 51) que foi repolpado em água Dl (Teste 58) ou solução de cloreto de terras raras (testes 59 a 61), seguido por um período de estabilização de 30 minutos. Normalmente, isso resulta em um pH da emulsão entre cerca de 1,2 a 2,2. Cada teste é concluído com o segundo estágio, adicionando uma quantidade medida de bolo de hidróxido de terras raras (normalmente 1,5 vezes aquela usada para iniciar o teste), observando um período de estabilização de 30 minutos e, em seguida, adicionando uma porção medida de ácido clorídrico 10% p/p, seguida por um período de estabilização de 30 minutos. Normalmente, isso resulta em um pH da emulsão entre cerca de 3 a 4. O teste é então concluído com a filtração a vácuo, seguida pela lavagem do bolo.[0096] A series of four two-stage rare earth hydroxide dissolution tests (Tests 58 to 61) were conducted at 70°C in a suitable container with a well-shaken baffle with online pH measurement. Each test begins by simulating the second stage by dosing a measured portion of 10% w/w hydrochloric acid to a measured portion of rare earth hydroxide cake (Table 51) that has been repulped in DI water (Test 58) or solution. of rare earth chloride (tests 59 to 61), followed by a 30 minute stabilization period. Typically this results in an emulsion pH of between about 1.2 to 2.2. Each test is completed with the second stage, adding a measured amount of rare earth hydroxide cake (typically 1.5 times that used to start the test), observing a 30 minute stabilization period, and then adding a portion measure of 10% w/w hydrochloric acid, followed by a 30 minute stabilization period. Typically this results in an emulsion pH of between about 3 to 4. The test is then completed with vacuum filtration, followed by washing the cake.

[0097] Os testes 59 a 61 foram iniciados usando uma solução de cloreto de terras raras do teste 58, com 2,8, 5,3 e 8,4 g de solução de cloreto de terras raras adicionados aos testes 59 a 61, respectivamente, por grama de hidróxido de terras raras consumido por cada teste. Os resultados estão resumidos nas Tabelas 52 a 53.Tabela 51: Composição da Alimentação Sólida (% p/p ou g/t)Tabela 52: Composição da solução de dissolução final (g/L ou mg/L)Tabela 53: Extensão da dissolução global [0097] Tests 59 to 61 were initiated using a rare earth chloride solution from test 58, with 2.8, 5.3 and 8.4 g of rare earth chloride solution added to tests 59 to 61, respectively , per gram of rare earth hydroxide consumed by each test. The results are summarized in Tables 52 to 53. Table 51: Solid Feed Composition (% w/w or g/t) Table 52: Composition of the final dissolution solution (g/L or mg/L) Table 53: Extent of global dissolution

Dissolução seletiva em dois estágiosTwo-stage selective dissolution

[0098] Um teste de dissolução de hidróxido de terras raras em dois estágios (Teste 62) foi conduzido a 70°C em um recipiente adequado com defletor bem agitado com medição de pH online. O teste foi iniciado pela repolpação de 60% do bolo de hidróxido de terras raras (Tabela 54) em água desionizada seguida pela adição controlada de ácido clorídrico a 10% p/p para alvos de pH online de pH 2 (amostra 1), depois pH 1 (amostra 2). Em pH 1, todo o precipitado de hidróxido de terras raras foi dissolvido. Os restantes 40% do bolo de hidróxido de terras raras foram então adicionados e a mistura deixada estabilizar sob agitação durante 30 minutos (amostra 3). A adição de ácido controlada foi então retomada em pH 3 (amostra 4), pH 2 (amostra 5) e pH 1 (amostra 6). Desta vez, o bolo de hidróxido de terras raras não se dissolveu completamente. A emulsão final foi deixada sob agitação por mais 50 minutos antes da coleta da amostra final (amostra 7). Após cada período de adição de ácido e obtenção de um pH alvo online, a mistura resultante foi deixada sob misturação por pelo menos 15 minutos antes da coleta da amostra. As subamostras foram filtradas a vácuo, seguido de lavagem do bolo.[0098] A two-stage rare earth hydroxide dissolution test (Test 62) was conducted at 70°C in a suitable container with a well-shaken baffle with online pH measurement. The test was initiated by repulping 60% of the rare earth hydroxide cake (Table 54) in deionized water followed by the controlled addition of 10% w/w hydrochloric acid to online pH targets of pH 2 (sample 1), then pH 1 (sample 2). At pH 1, all rare earth hydroxide precipitate was dissolved. The remaining 40% of the rare earth hydroxide cake was then added and the mixture allowed to stabilize under stirring for 30 minutes (sample 3). Controlled acid addition was then resumed at pH 3 (sample 4), pH 2 (sample 5), and pH 1 (sample 6). This time, the rare earth hydroxide cake did not dissolve completely. The final emulsion was left under stirring for another 50 minutes before collecting the final sample (sample 7). After each period of adding acid and obtaining an online target pH, the resulting mixture was left under mixing for at least 15 minutes before sample collection. The subsamples were vacuum filtered, followed by washing the cake.

[0099] Os resultados estão resumidos nas Tabelas 55 a 57. A partir dos resultados, apesar de dissolver completamente todo o cério em hidróxido de terras raras pela amostra 2, a adição de hidróxido de terras raras adicional levou a uma re-precipitação de modo que, pela amostra 4 (que visa pH 3, obteve pH 3,2 após a estabilização), a concentração de cério na solução estava abaixo do limite de detecção. Isso sugere que o cério se dissolveu como cério IV neste teste.Tabela 54: Composição da Alimentação Sólida (% p/p ou g/t)Tabela 55: Composição da solução de dissolução da subamostra (g/L ou mg/L)Tabela 56: Composição de sólidos da subamostra (% p/p ou g/t) Tabela 57: Extensão da dissolução global (%) [0099] The results are summarized in Tables 55 to 57. From the results, despite completely dissolving all of the cerium in rare earth hydroxide by sample 2, the addition of additional rare earth hydroxide led to re-precipitation so that, for sample 4 (which aims at pH 3, obtained pH 3.2 after stabilization), the cerium concentration in the solution was below the detection limit. This suggests that the cerium dissolved as cerium IV in this test.Table 54: Solid Feed Composition (% w/w or g/t) Table 55: Subsample dissolution solution composition (g/L or mg/L) Table 56: Subsample solids composition (% w/w or g/t) Table 57: Extent of global dissolution (%)

[00100] A pessoa versada na técnica entenderá que pode haver variações e modificações além das especificamente descritas. Deve ser entendido que a invenção inclui todas essas variações e modificações. A invenção também inclui todas as etapas, características, composições e compostos referidos ou indicados neste pedido, individualmente ou coletivamente, e qualquer uma e todas as combinações de quaisquer duas ou mais das etapas ou características.[00100] The person skilled in the art will understand that there may be variations and modifications beyond those specifically described. It is to be understood that the invention includes all such variations and modifications. The invention also includes all steps, features, compositions and compounds referred to or indicated in this application, individually or collectively, and any and all combinations of any two or more of the steps or features.

Claims (38)

1. Método para a precipitação de sulfato de terras raras, caracterizado pelo fato de que inclui submeter uma solução bruta de sulfato de terras raras a precipitação na presença de um composto or-gânico volátil solúvel em água para produzir um precipitado de sulfato terra rara e um sobrenadante ácido.1. Method for precipitation of rare earth sulfate, characterized in that it includes subjecting a crude solution of rare earth sulfate to precipitation in the presence of a water-soluble volatile organic compound to produce a precipitate of rare earth sulfate and an acidic supernatant. 2. Método de precipitação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o composto orgânico solúvel em água, volátil, é selecionado a partir do grupo que consiste em metanol, eta- nol, isopropanol, terc-butanol, acetona ou suas misturas.2. Precipitation method according to claim 1, characterized by the fact that the volatile, water-soluble organic compound is selected from the group consisting of methanol, ethanol, isopropanol, tert-butanol, acetone or their mixtures. 3. Método de precipitação de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o composto orgânico volátil, solúvel em água é o metanol.3. Precipitation method according to claim 2, characterized by the fact that the water-soluble, volatile organic compound is methanol. 4. Método de precipitação de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o metanol é usado na precipitação em uma proporção em peso entre 0,25:1 e 1,5:1 e preferivelmente entre 0,5:1 e 1,25:1 com a solução de sulfato.4. Precipitation method according to claim 3, characterized in that methanol is used in precipitation in a weight ratio between 0.25:1 and 1.5:1 and preferably between 0.5:1 and 1 .25:1 with the sulfate solution. 5. Método de precipitação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que antes da precipita-ção, a solução de sulfato tem uma concentração de ácido sulfúrico livre acima de 5% p/p.5. Precipitation method according to any one of claims 1 to 4, characterized by the fact that before precipitation, the sulfate solution has a free sulfuric acid concentration above 5% w/w. 6. Método de precipitação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a precipitação ocorre em uma temperatura na faixa de 30 a 85°C, ou na faixa de 40 a 70°C, ou na faixa de 60 a 65°C com tempo de residência na faixa entre 5 a 120 minutos ou na faixa entre 10 a 40 minutos.6. Precipitation method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that precipitation occurs at a temperature in the range of 30 to 85°C, or in the range of 40 to 70°C, or in the range of 60 to 65°C with residence time in the range of 5 to 120 minutes or in the range of 10 to 40 minutes. 7. Método de precipitação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o composto orgânico é recuperado do sobrenadante ácido pela destilação, resultando em um composto orgânico recuperado e uma solução de ácido misto diluída, com o composto orgânico recuperado sendo reciclado para uso na precipitação.7. Precipitation method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the organic compound is recovered from the acidic supernatant by distillation, resulting in a recovered organic compound and a diluted mixed acid solution, with the organic compound recovered being recycled for use in precipitation. 8. Método de precipitação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a solução diluída de ácido misto é concentrada por evaporação para produzir uma solução concentrada de ácido misto.8. Precipitation method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the dilute mixed acid solution is concentrated by evaporation to produce a concentrated mixed acid solution. 9. Método de precipitação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que inclui a produção da solução bruta de sulfato de terras raras pela pré-lixiviação de um concentrado de fosfato de cálcio rico em terras raras com ácido fosfórico para formar um resíduo de pré-lixiviação enriquecido em terras raras, misturando o resíduo de pré-lixiviação com ácido sulfúrico e subsequentemente aquecer a mistura para converter as terras raras no resíduo de pré-lixiviação em sulfatos de terras raras solúveis em água e submeter a mistura tratada termicamente a uma lixiviação aquosa para colocar em solução os sulfatos de terras raras para formar a solução bruta de sulfato de terras raras.9. Precipitation method according to any one of claims 1 to 8, characterized by the fact that it includes producing the crude rare earth sulfate solution by pre-leaching a rare earth rich calcium phosphate concentrate with phosphoric acid to form a pre-leach residue enriched in rare earths, mixing the pre-leach residue with sulfuric acid and subsequently heating the mixture to convert the rare earths in the pre-leach residue into water-soluble rare earth sulfates and subjecting to heat treated mixture to an aqueous leach to bring into solution the rare earth sulfates to form the crude rare earth sulfate solution. 10. Método de precipitação de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que inclui a remoção do fosfato de cálcio do concentrado de fosfato de cálcio rico em terras raras pela pré- lixiviação com ácido fosfórico para formar o resíduo de pré-lixiviação enriquecido em terras raras e uma solução de pré-lixiviação contendo fosfato monocálcico, impurezas e pequenas quantidades de terras raras.10. Precipitation method according to claim 9, characterized by the fact that it includes removing calcium phosphate from the rare earth-rich calcium phosphate concentrate by pre-leaching with phosphoric acid to form the enriched pre-leaching residue in rare earths and a pre-leaching solution containing monocalcium phosphate, impurities and small amounts of rare earths. 11. Método de precipitação de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a lixiviação é operada em uma con-figuração contracorrente de dois estágios em uma temperatura entre 30 e 45°C, com tempos de residência entre 30 e 90 minutos para cada estágio e com uma proporção em massa de alimentação ácida para concentrado de alimentação mantida entre 2 e 12 gramas de P no áci- do por grama de Ca no concentrado e idealmente entre 4 e 8 gramas de P no ácido por grama de Ca no concentrado.11. Precipitation method according to claim 10, characterized by the fact that the leaching is operated in a two-stage countercurrent configuration at a temperature between 30 and 45 ° C, with residence times between 30 and 90 minutes for each stage and with a mass ratio of acid feed to feed concentrate maintained between 2 and 12 grams of P in the acid per gram of Ca in the concentrate and ideally between 4 and 8 grams of P in the acid per gram of Ca in the concentrate . 12. Método de precipitação de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que calor é aplicado à solução de pré-lixiviação para precipitar da solução as pequenas quantidades de terras raras como fosfatos de terras raras, deixando uma solução de recuperação.12. The precipitation method of claim 10 or 11, wherein heat is applied to the pre-leaching solution to precipitate small amounts of rare earths such as rare earth phosphates from the solution, leaving a recovery solution. 13. Método de precipitação de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o aquecimento ocorre em vários es-tágios de temperaturas crescentes, estando todas as temperaturas na faixa de 60°C a 110°C, com tempos de residência de estágio entre 60 e 180 minutos.13. Precipitation method according to claim 12, characterized by the fact that heating occurs in several stages of increasing temperatures, with all temperatures being in the range of 60°C to 110°C, with stage residence times between 60 and 180 minutes. 14. Método de precipitação de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, quando anexado à reivindicação 7 e/ou rei-vindicação 8, caracterizado pelo fato de que o ácido sulfúrico e a solução de ácido misto diluída e/ou concentrada são adicionados à solução de recuperação para converter o fosfato monocálcico em ácido fosfórico e formar um precipitado de sulfato de cálcio.14. Precipitation method according to any one of claims 9 to 13, when appended to claim 7 and/or claim 8, characterized by the fact that sulfuric acid and the diluted and/or concentrated mixed acid solution are added to the recovery solution to convert the monocalcium phosphate to phosphoric acid and form a calcium sulfate precipitate. 15. Método de precipitação de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a adição de ácido é conduzida em estágios em uma temperatura entre 30 a 50°C e um tempo de residência entre 30 e 90 minutos por estágio.15. Precipitation method according to claim 14, characterized in that the acid addition is carried out in stages at a temperature between 30 and 50 ° C and a residence time between 30 and 90 minutes per stage. 16. Método de precipitação de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que o ácido fosfórico formado a partir da solução de recuperação é usado como necessário pela pré- lixiviação como definida na reivindicação 10.16. Precipitation method according to claim 14 or 15, characterized in that the phosphoric acid formed from the recovery solution is used as necessary by the pre-leaching as defined in claim 10. 17. Método de precipitação de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 16, caracterizado pelo fato de que inclui a mistura do resíduo de pré-lixiviação e, se presente, os fosfatos de terras raras como definidos na reivindicação 12, com ácido sulfúrico, aque cendo a mistura até uma temperatura na faixa entre 210 a 270°C, então mantendo o material nesta temperatura por um período de tempo de até cerca de 60 minutos para converter as terras raras no resíduo de pré-lixiviação e os fosfatos de terras raras em sulfatos de terras raras solúveis em água.17. Precipitation method according to any one of claims 9 to 16, characterized by the fact that it includes mixing the pre-leaching residue and, if present, the rare earth phosphates as defined in claim 12, with sulfuric acid, heating the mixture to a temperature in the range of 210 to 270°C, then holding the material at this temperature for a period of time of up to about 60 minutes to convert the rare earths into the pre-leach residue and the rare earth phosphates in water-soluble rare earth sulfates. 18. Método de precipitação de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a mistura ocorre por um tempo de até cerca de 30 minutos, seja onde não há controle de temperatura no estágio de mistura, com o material misturado aquecido entre a mistura e os períodos de retenção de sulfatação, ou onde o ácido sulfúrico é pré-aquecido antes da adição de modo que a mistura de ácido opere até a faixa de temperatura como definida na reivindicação 17.18. The precipitation method of claim 17, wherein mixing occurs for a time of up to about 30 minutes, either where there is no temperature control in the mixing stage, with the mixed material heated between mixing and sulfation retention periods, or where the sulfuric acid is preheated prior to addition so that the acid mixture operates within the temperature range as defined in claim 17. 19. Método de precipitação de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizado pelo fato de que os sulfatos de terras raras solúveis em água são resfriados para uma temperatura inferior de cerca de 50°C durante um período de tempo de até cerca de 300 minutos.19. The precipitation method of claim 17 or 18, wherein the water-soluble rare earth sulfates are cooled to a lower temperature of about 50°C over a period of time of up to about 300 minutes . 20. Método de precipitação de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 19, caracterizado pelo fato de que os sulfatos de terras raras solúveis em água são submetidos a uma lixiviação aquosa para colocar em solução o sulfato de terras raras, ácido fosfórico e o ácido sulfúrico remanescente e, assim, para formar a solução bruta de sulfato de terras raras e um resíduo de lixiviação aquosa que contém o material de ganga insolúvel para descarte.20. Precipitation method according to any one of claims 17 to 19, characterized in that the water-soluble rare earth sulfates are subjected to an aqueous leaching to bring into solution the rare earth sulfate, phosphoric acid and the acid remaining sulfuric acid and thus to form the crude rare earth sulfate solution and an aqueous leaching residue containing the insoluble gangue material for disposal. 21. Método de precipitação de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a lixiviação aquosa é conduzida de modo a minimizar a lixiviação de impurezas do material de ganga e para maximizar a concentração de terras raras na solução bruta de sulfato de terras raras.21. The precipitation method of claim 20, wherein the aqueous leaching is conducted so as to minimize the leaching of impurities from the gangue material and to maximize the concentration of rare earths in the raw rare earth sulfate solution . 22. Método de precipitação de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a lixiviação aquosa é conduzida em uma temperatura inferior a cerca de 35°C e por um período de tempo inferior a cerca de 20 minutos.22. The precipitation method of claim 21, wherein the aqueous leaching is conducted at a temperature of less than about 35°C and for a period of time of less than about 20 minutes. 23. Método de processamento do precipitado de sulfato de terras raras produzido pelo método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 22, caracterizado pelo fato de que inclui a lavagem e secagem do precipitado de sulfato de terras raras, lixiviação aquosa do precipitado de sulfato de terras raras lavado e seco para dissolver o sulfato de terras raras solúvel e formar uma solução de lixiviação rica em sulfato de terras raras e um resíduo de lixiviação que contém as impurezas na forma de fosfatos insolúveis, precipitação de impurezas da solução de lixiviação de sulfato de terras raras para formar uma solução purificada de sulfato de terras raras e um resíduo de purificação, precipitação das terras raras na solução purificada de sulfato de terras raras como hidróxido de terras raras e lixiviação seletiva do precipitado de hidróxido de terras raras para formar uma solução de cloreto de terras raras e um resíduo.23. Method of processing rare earth sulfate precipitate produced by the method as defined in any one of claims 1 to 22, characterized in that it includes washing and drying the rare earth sulfate precipitate, aqueous leaching of the sulfate precipitate washed and dried rare earth sulfate to dissolve the soluble rare earth sulfate and form a leaching solution rich in rare earth sulfate and a leaching residue containing the impurities in the form of insoluble phosphates, precipitation of impurities from the sulfate leaching solution of rare earths to form a purified rare earth sulfate solution and a purification residue, precipitation of the rare earths in the purified rare earth sulfate solution as rare earth hydroxide and selective leaching of the rare earth hydroxide precipitate to form a solution of rare earth chloride and a residue. 24. Método de processamento de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a lavagem do precipitado de sulfato de terras raras é conduzida usando um composto orgânico solúvel em água, volátil.24. The processing method of claim 23, wherein washing of the rare earth sulfate precipitate is conducted using a volatile, water-soluble organic compound. 25. Método de processamento de acordo com a reivindicação 23 ou 24, caracterizado pelo fato de que o precipitado de sulfato de terras raras seco é lixiviado com água a cerca de 40°C por um período de 60 a 180 minutos, deixando uma solução de sulfato de terras raras misturada com impurezas e um resíduo de lixiviação contendo impurezas na forma de fosfatos insolúveis.25. Processing method according to claim 23 or 24, characterized in that the dry rare earth sulfate precipitate is leached with water at about 40 ° C for a period of 60 to 180 minutes, leaving a solution of rare earth sulfate mixed with impurities and a leaching residue containing impurities in the form of insoluble phosphates. 26. Método de processamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 25, caracterizado pelo fato de que magnésio é adicionado à solução de lixiviação de sulfato de terras raras para purificar essa solução pela precipitação de impurezas, deixando a solução de sulfato de terras raras purificada e o resíduo de purificação.26. Processing method according to any one of claims 23 to 25, characterized in that magnesium is added to the rare earth sulfate leaching solution to purify this solution by precipitation of impurities, leaving the rare earth sulfate solution rare purified and purification residue. 27. Método de processamento de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o magnésio é adicionado em vários estágios, cada um em uma temperatura de até cerca de 55°C e por um tempo de cerca de 30 a 120 minutos, com o pH da solução purificada de sulfato de terras raras sendo cerca de 4,5 a 6,0.27. Processing method according to claim 26, characterized in that the magnesium is added in several stages, each at a temperature of up to about 55 ° C and for a time of about 30 to 120 minutes, with the pH of the purified rare earth sulfate solution being about 4.5 to 6.0. 28. Método de processamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 27, caracterizado pelo fato de que a precipitação das terras raras na solução de sulfato de terras raras purificado como hidróxido de terras raras e a lixiviação seletiva subsequente ocorre nas etapas de: a) contatar a solução de sulfato de terras raras com hidróxido de sódio para precipitar as terras raras como hidróxido de terras raras, incluindo a adição de um oxidante para oxidar o cério contido no precipitado de hidróxido de terras raras; e b) lixiviação seletiva do precipitado de hidróxido de terras raras com ácido clorídrico para formar uma solução de cloreto de terras raras e um resíduo.28. Processing method according to any one of claims 23 to 27, characterized in that the precipitation of the rare earths in the purified rare earth sulfate solution as rare earth hydroxide and the subsequent selective leaching occurs in the steps of: a ) contacting the rare earth sulfate solution with sodium hydroxide to precipitate the rare earths as rare earth hydroxide, including adding an oxidant to oxidize the cerium contained in the rare earth hydroxide precipitate; and b) selectively leaching the rare earth hydroxide precipitate with hydrochloric acid to form a rare earth chloride solution and a residue. 29. Método de processamento de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que a precipitação ocorre em um processo contracorrente de dois estágios, incluindo um estágio de precipitação e um estágio de refino, em que a solução de sulfato de terras raras alimenta o estágio de precipitação com uma solução gasta do estágio de refino, para precipitar sulfato contendo hidróxido de terras raras.29. Processing method according to claim 28, characterized in that precipitation occurs in a two-stage countercurrent process, including a precipitation stage and a refining stage, in which the rare earth sulfate solution is fed to the precipitation stage with a spent solution from the refining stage, to precipitate sulfate containing rare earth hydroxide. 30. Método de processamento de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o sulfato que contém o hidróxido de terras raras é subsequentemente convertido em hidróxido de terras raras limpo no estágio de refino com a adição de hidróxido de sódio fresco.30. Processing method according to claim 29, characterized in that the sulfate containing rare earth hydroxide is subsequently converted into clean rare earth hydroxide in the refining stage with the addition of fresh sodium hydroxide. 31. Método de processamento de acordo com a reivindicação 29 ou 30, caracterizado pelo fato de que o oxidante é peróxido de hidrogênio e/ou hipoclorito de sódio, que é adicionado às etapas de precipitação e/ou refino após a adição de hidróxido de sódio.31. Processing method according to claim 29 or 30, characterized by the fact that the oxidant is hydrogen peroxide and/or sodium hypochlorite, which is added to the precipitation and/or refining steps after the addition of sodium hydroxide . 32. Método de processamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 29 a 31, caracterizado pelo fato de que ambas as fases de precipitação e de refino operam em uma temperatura de cerca de 40 a 80°C e por um tempo de cerca de 30 a 60 minutos, com a estequiometria da adição de hidróxido de sódio estando na faixa entre 100 a 110% e com 100 a 130% da dosagem estequiométrica de oxidante.32. Processing method according to any one of claims 29 to 31, characterized in that both the precipitation and refining phases operate at a temperature of about 40 to 80 ° C and for a time of about 30 to 60 minutes, with the stoichiometry of the addition of sodium hydroxide being in the range between 100 to 110% and with 100 to 130% of the stoichiometric dosage of oxidant. 33. Método de processamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 32, caracterizado pelo fato de que a solução de cloreto de terras raras contém cério desprezível e o resíduo consiste principalmente em hidróxido de cério (IV).33. Processing method according to any one of claims 28 to 32, characterized in that the rare earth chloride solution contains negligible cerium and the residue consists mainly of cerium (IV) hydroxide. 34. Método de processamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 33, caracterizado pelo fato de que a lixiviação seletiva do precipitado de hidróxido de terras raras é conduzida em dois estágios, cada estágio tendo múltiplos tanques e cada estágio usando ácido clorídrico diluído entre 5 a 15% p/p com a solução de lixiviação do primeiro estágio de lixiviação.34. Processing method according to any one of claims 28 to 33, characterized in that the selective leaching of the rare earth hydroxide precipitate is conducted in two stages, each stage having multiple tanks and each stage using hydrochloric acid diluted between 5 to 15% w/w with the leaching solution from the first leaching stage. 35. Método de processamento de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que a solução de lixiviação do segundo estágio de lixiviação é usada para refazer a polpa, lixiviar o precipitado de hidróxido de terras raras e precipitar o cério (IV) dissolvido no segundo estágio de lixiviação, antes do primeiro estágio de lixiviação.35. Processing method according to claim 34, characterized in that the leaching solution from the second leaching stage is used to repulp, leach the rare earth hydroxide precipitate and precipitate the cerium (IV) dissolved in the second stage of leaching, before the first stage of leaching. 36. Método de processamento de acordo com a reivindicação 34 ou 35, caracterizado pelo fato de que a lixiviação seletiva ocorre em uma temperatura entre 60 a 80°C, o primeiro estágio de lixivia- ção é operado para maximizar a dissolução de terras raras enquanto minimiza a dissolução de cério (IV), que é alcançada com um ponto final de pH de cerca de pH 3 a 4 e o segundo estágio de lixiviação é operado para minimizar a concentração de elementos de terras raras não cério no resíduo.36. Processing method according to claim 34 or 35, characterized by the fact that selective leaching occurs at a temperature between 60 to 80 ° C, the first leaching stage is operated to maximize the dissolution of rare earths while minimizes the dissolution of cerium (IV), which is achieved with a pH endpoint of about pH 3 to 4 and the second leaching stage is operated to minimize the concentration of non-cerium rare earth elements in the residue. 37. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 36, caracterizado pelo fato de que cloreto de bário é adicionado à solução de cloreto de terras raras, com ácido sulfúrico quando os níveis de sulfato são baixos, para remover o rádio através da co- precipitação com sulfato de bário para formar uma solução de cloreto de terra rara purificada.37. Method according to any one of claims 28 to 36, characterized by the fact that barium chloride is added to the rare earth chloride solution, with sulfuric acid when sulfate levels are low, to remove radium through co - precipitation with barium sulfate to form a purified rare earth chloride solution. 38. Método de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que a solução purificada de cloreto de terras raras é concentrada por evaporação.38. The method of claim 37, wherein the purified rare earth chloride solution is concentrated by evaporation.
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