CS211154B1 - Způsob zkoncentrování a oddělení berylia z kyselých roztoků nebo rmutů používaných při hydrochemické těžbě rud. - Google Patents

Description

(54) Způsob zkoncentrování a oddělení berylia z kyselých roztoků nebo rmutů používaných při hydrochemické těžbě rud.

Vynález se týká zkoncentrování a oddělení berylia z kyselých roztoků nebo rmutů používaných, při hydrochemické těžbě rud, zejména z kyselých sorpčních odpadů při těžbě uranu.

V současné době se při hydrochemických metodách těžby kovů, například při kyselém loužení uranových rud, neprovádí ze vzniklých roztoků nebo rmutů separace ostatních naloužených doprovodných prvků, z nichž se některé vyskytují v technologických médiích v poměrně vysoké koncentraci. Při jednorázovém loužení rozpojené rudy, například uranové v chemických úpravnách se po odseparování primárně těženého kovu a případné úpravě pH deponují zbytkové roztoky na kaliětích, čímž dochází ke znehodnocování a ztrátám již vytěžených kovů. Při opakovaném využívání loužicích roztoků představují doprovodné naloužené složky nepříjemný balast který způsobuje komplikace při těžbě primárního kovu.

Tento stav je běžný při podzemním loužení uranových rud. Po separaci uranu se kyselé odpadní roztoky doplní loužicími chemikáliemi na požadované koncentraci a takto upravené se vrací k loužení. Postupný nárůst solnosti loužicích roztoků snižuje rychlost podzemního loužení uranu z uranové rudy, zvyšuje nebezpečí kolmatace pórů horniny krystalky vyloučených balastních solí a nepříznivě ovlivňuje proces separaceuranu z technologických roztoků. Uvedené nedostatky hydrochemické těžby rud se vztahují ke všem doprovodným prvkům primárně těžkého kovu, zejména však k hliníku, v.terý představuje z hlediska daného procesu hlavni balastní složku kyselého loužení přírodních hlinitokřemičitanů.

Svými chemickými vlastnostmi a chováním se hliníku velmi podobá berylium, které ho prakticky v přírodě všude doprovází a vyskytuje se v malých koncentracích i v kyselých roztocích používaných při hydrochemické těžbě uranu. Berylium je jedním z prvků, jehož výskyt ve vyšších využitelných koncentracích je vzácný a lokálně hodně omezený.

Dosavadní způsoby získávání roztoků o vyšší koncentraci berylnatých iontů spojená s jejioh oddělením jsou podmíněny dostupností jeho minerálů a vycházejí v podstatě ze zpracování minerálu berylu, respektive jeho koncentrátu. 7 průmyslové praxi to představuje energeticky znaěně náročné způsoby, kde je nejdříve koncentrát berylu termicky upraven, aí již žíháním samotného koncentrátu při vysoká teplotě, nebo jeho spékáním s alkaliemi nebo fluorokřemičitanem sodným. Jeho dalším zpracováním se podle jednotlivých, poměrně náročných technologických výrobních postupů získávají koncentrovaná roztoky síranu nebo fluoridu berylnatého, ze kterých se neutralizací alkalickými čnidly oddělí vysrážením hydroxid berylnatý jako výchozí surovina k výrobě berylia a jeho sloučenin.

Využití procesu iontové výměny k získání roztoků obohacených berylnatými ionty se provádí převážně v laboratorním měřítku při analytickém stanovení berylia.

Tyto nevýhody podstatně omezuje způsob zkoncentrování a oddělení berylia z kyselých roztoků rmutů používaných při hydrochemické těžbě rud podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že berylnaté ionty se spolu s ostatními kationty zachycují na kyselém měniči kationtů v rozmezí hodnot pH 0 až 4, následně se elucí roztok obsahujícím síranové a amonné ionty při současném vzniku krystalů kamenců trojmocných kovů, hlavně kamence hlinitoamonného, převádějí do kapalné fáze, která se po oddělení z reakční směsi a po doplnění síranových a amonných iontů na původní koncentraci elučního roztoku použije znovu v elučním procesu k dosažení postupného zvyšování koncentrace berylnatých iontů v opakovaně používané kapalně fázi, ze které se berylium oddělí a dále zkoncentruje jednorázovou neutralizací do sraženiny nebo extrakcí do kapalné organické fáze.

K eluci se použije roztoku kyseliny sírové nebo síranu alkalických kovů, případně jejich vzájemné směsi, a síranu nebo hydroslranu amonného s výslednou koncentrací síranových iontů v rozmezí 50 až 80Θ g/1 a amonných iontů v rozmezí 2 až 200 g/1. Jednorázová neutralizace se provádí do pH menšího než 9 neutralizačními činidly a při jednorázové extrakci se používají alkylderiváty kyseliny fosforečné rozpuštěné v organických rozpouštědlech.

Výhodou způsobu zkoncentrování a oddělení berylia podle vynálezu je to, že bezprostředně souvisí svou technologickou návazností se způsobem získávání hliníku z kyselých médií hydrochemická těžby rud i se způsobem jejich regenerace. Umožňuje získávat vzácný kov berylium méně obvyklým, ale za to vysoce efektivním způsobem, než je tomu při způsobech vycházejících ze zpracování minerálu berylu, respektive jeho koncentrátu, které jsou komplikovány mnohými těžkostmi spojenými s jeho obohacováním a jsou způsobeny v podstatě tím, že na světě neexistuje tak bohaté naleziště berylu, aby jeho explotace byla dostatečná ekonomické. Způsobem podle vynálezu je možno dosáhnout komplexnějšího využití rud bez nároku na další loužicí reagancie a získat tak výhodně významné množství berylia ve formě průmyslově snadno využitelného beryliového koncentrátu. V následné části popisu je uveden příklad možného způsobu konkrétního provedení způsobu podle vynálezu.

Přiklad

Kyselý roztok po sorpci uranu o koncentraci 4 g/1 hlinitých a 1,8 mg/1 berylnatých iontů je veden do kolony $ náplní silně kyselého měniče kationtú typu sulfonovaný styrendivinyl benzen. Měnič kationtú nasycený hlinitými ionty na kapacitu 12 g/1 a obsahující zachycení berylnaté ionty se vyčerpá z kolony a eluuje se roztokem obsahujícím 50 g/1 kyseliny sírové a 400 g/1 síranu amonného, přičemž hliník se vylučuje ve formě krystalů kamence hlinitoamonného a berylium zůstává v kapalné fázi, která se filtrací na sítě 0,7 mm a následnou filtraci na tkanině oddělí od měniče kationtú a vyloučených krystalů kamence.

Po doplněni kapalné fáze kyselinou sírovou a síranem amonným na původní koncentraci se roztok použije znovu k eluci. Opakovaným použitím dochází v něm k postupnému zvyšování obsahu berylia, takže po 30ti cyklech roztok obsahuje 40 mg/1 berylnatých iontů. Takto získaná kapalná fáze se neutralizuje amoniakem do pH 8, přičemž z jednoho litru vznikne sraženina, která po vysušení při 105 °C představuje výtěžek 3,5 g s obsahem 1,12 % Be. Vynález lze použít všude, kde se získávají kovy hydroohemickým způsobem loužením kyselými roztoky,

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob zkonoentrování a oddělení berylia z kyselých roztoků nebo rautů používaných při hydrochemické těžbě rud, zejména z kyselých sorpšních odpadů při těžbě uranu, vyznačený tím, že se berylnaté ionty spolu s ostatními kationty zachycují v rozmezí hodnot pH 0 až

   4 na kyselém měniči kationtů, následně se elucí roztokem obsahujícím síranové a amonné ionty při současném vzniku krystalů kamenců trojmooných kovů, hlavně kamence hlinitoamonného, převádějí do kapalné fáze, které se po oddělení z reakční směsi a po doplnění síranových a amonných iontů na původní koncentraci elučního roztoku použije znovu v elučním procesu k dosažení postupného zvyšování koncentrace berylnatýeh iontů v opakovaně používané kapalné fázi, ze které se berylium oddělí a dále zkoncentruje jednorázovou neutralizací do sraženiny nebo extrakcí do kapalné organické fáze.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se k eluci použije roztoku kyseliny sírové nebo síranu alkalických kovů, případně jejich vzájemné směsi, a síranu nebo hydrosíranu amonného s výslednou koncentrací síranových iontů v rozmezí 50 až 800 g/1 s výhodou 300 až

   400 g/1, a koncentrací amonných iontů v rozmezí 2 až 200 g/1, s výhodou 80 až 120 g/1.
3. 3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že se neutralizace berylnatými ionty obohacené kapalné fáze provádí do pH menšího než 9 neutralizačními činidly, s výhodou amoniakem, a k extrakci se používají alkylderiváty kyseliny fosforečné rozpuštěné v organických rozpouštědlech, s výhodou roztok kyseliny di-(2-etylhexyl)fosforečné a tributylfosfátu v tetrachlorethylenu.