DD297456A5 - PROCESS FOR THE PROCESSING OF RENEWED METALES CONTAINING RARE METALS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschlusz eines Seltenerdmetalle enthaltenden Erzes. Das Verfahren besteht aus einem Schwefelsaeureaufschlusz eines Erzes im Reaktor 1, anschlieszendem Aufnehmen durch eine Calciumnitratloesung in 3, danach Entfernung der unloeslichen Bestandteile in 5 und Gewinnung der Seltenerdmetalle durch ein Fluessig/Fluessig-Extraktionsverfahren in den Batterien 6 a und 6 b.The invention relates to a process for the digestion of a rare earth-containing ore. The process consists of sulfuric acid digestion of an ore in reactor 1, subsequent picking by a calcium nitrate solution in 3, then removal of the insoluble constituents in 5 and recovery of the rare earth metals by a liquid / liquid extraction process in batteries 6a and 6b.
Description
Gegenwärtig sind die wichtigen abgebauten Seltenerdmetallerze jene, die Trägermineralien der Seltenerdmetalle wie Monazit, Bastnäsit und Xenotim enthalten. Darüber hinaus gibt es zahlreiche andere Erze, deren Gewinnung und Aufbereiten gegenwärtig nicht rentabel sind.At present, the major mined rare earth ores are those containing carrier minerals of the rare earth metals such as monazite, bastnasite and xenotime. In addition, there are many other ores whose extraction and processing are currently not profitable.
Wenn das Erz einen geringen oder mittleren Gehalt an Seltenerdmetallen hat, ist es zu seiner Anreichung erforderlich, dieses einer physikalischen Aufbereitung wie einor mechanischen Trennung nach der Schwerkraft, Flotation oder Magnettrennung zu unterwerfen. Ein solches Verfahren, das zu einer notwendigen chemischen Aufbereitung zur Gewinnung der Seltenerdmetalle hinzukommt, kann sich als kostenspielig und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens belastend erweisen. Eine der Aufgaben der Erfindung ist die Bereitstellung eines ökonomischen Verfahrens zur Gewinnung der Seltenen Erden, ausgehend vom diese enthaltenden Mineral, nach einem Verfahren, das insbesondere zur Vermeidung oder zur Begrenzung der vorherigen Anreicherung dieses Minerals geeignet ist.When the ore has a low or moderate content of rare earth metals, it is necessary to subject it to physical processing such as mechanical separation by gravity, flotation or magnetic separation. Such a method, which is added to a necessary chemical treatment for the extraction of rare earth metals, can prove to be costly and the efficiency of the process burdensome. One of the objects of the invention is to provide an economical method of recovering the rare earths from the mineral containing them by a method which is particularly suitable for preventing or limiting the previous accumulation of this mineral.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Verfahrens, das zur Aufbereitung aller Arten von Erzen oder Rückständen, die Seltenerdmetalle enthalten, unabhängig von ihrer Konzentration geeignet ist. Die Erfindung hat ebenfalls die Bereitstellung eines Verfahrens zur Aufgabe, das insbesondere zur Aufbereitung von Erzen geeignet ist, die Fluorverbindungen der Seltenerdmetalle wie die Bastnäsiterze, welche Fluorocarbonate der Seltenerdmetalle enthalten, umfasson und die Entfernung des Fluors ohne die Notwendigkeit von thermischen Behandlungen bei hohor Temperature gestattet.Another object of the present invention is to provide a method suitable for processing all kinds of ores or residues containing rare earth metals, regardless of their concentration. The invention also has for its object to provide a process which is particularly suitable for the treatment of ores comprising rare earth fluorine compounds such as Bastnäsite's containing fluorocarbonates of rare earth metals and permitting the removal of fluorine without the need for high temperature thermal treatments ,
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Aufbereitung von Seltenerdmetaliverbindungen enthaltenden Erzen vor, das die folgenden Stufen umfaßt: (i) Erzaufschluß mit Schwefelsäure, (ii) Zugabe einer Verbindung, umfassend ein Kation, das mit dem Sulfatanion eine unlösliche und ein Anion, das mit denTo this end, the invention proposes a process for the treatment of ores containing rare earth compounds, which comprises the following steps: (i) ore digestion with sulfuric acid, (ii) addition of a compound comprising an insoluble anion and an anion with the sulfate anion, that with the
Seltenerdmetallen eine lösliche Verbindung bildet, zur aufgeschlossenen Masse in Gegenwart von Wasser, (iii) Gewinnung der Seltenerdmetalle durch Flüssig/Flüssig-Extraktion zwischen der die Seltenerdmetalsalze enthaltenden wäßrigen Phase und einer organischen Phase, dia ein wasserunlösliches Extraktionsmittel für Soltenerdmetalle enthält, und anschließende Reextraktion der Seltenerdmetalle aus der organischen Phase.(Iii) recovering the rare earth metals by liquid / liquid extraction between the aqueous phase containing the rare earth metal salts and an organic phase containing a water insoluble extractant for solene earth metals, and then reextracting the rare earth metals Rare earth metals from the organic phase.
Vorteilhafterweise werden die unlöslichen Bestandteile der wäßrigen Phase vor der Flüssig/Flüssig-Extraktion der Seltenerdmetalle abgetrennt.Advantageously, the insoluble constituents of the aqueous phase are separated prior to the liquid / liquid extraction of the rare earth metals.
Das Lösen der Seltenerdmetalle erfolgt durch Austausch des Sulfatanions mit einem anderen Anion wie beispielsweise Nitrat-, Halogenid·, Acetat- und Perchloratanion. Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal ist die in Stufe (ii) zugegebene Verbindung vorteilhafterweise ein Nitrat oder ein Chlorid wie ein Nitrat oder ein Chlorid eines Erdalkalimetalls oder eines Analogen.The rare earth metals are dissolved by exchanging the sulfate anion with another anion such as nitrate, halide, acetate and perchlorate anion. According to another feature of the invention, the compound added in step (ii) is advantageously a nitrate or a chloride such as a nitrate or a chloride of an alkaline earth metal or an analog.
Die erfindungsgemäß bevorzugte Verbindung, insbesondere vom wirtschaftlichen Standpunkt aus, ist Calciumnitrat oder -chlorid.The preferred compound according to the invention, especially from the economic point of view, is calcium nitrate or chloride.
Die Verbindung wird in oiner Menge eingesetzt, die zum Erhalt einer vollständigen Auflösung der Seltenerdmetalle ausreichend ist.The compound is used in an amount sufficient to obtain complete dissolution of the rare earth metals.
Die Lösung der Seltenerdmetalle kann von den unlöslichen Bestandteilen durch jedes klassische Fest-Flüssig-Trennverfahren wie beispielsweise Dekantieren, Filtration oder Zentrifugieren getrennt werden.The rare earth metal solution can be separated from the insoluble components by any conventional solid-liquid separation process such as decantation, filtration or centrifugation.
Die Trennung der Seltenerdmetalle wird durch Flüssig/Flüssig-Extraktion zwischen dor wäßrigen, die Seltenerdmetallsalze enthaltenden Phase und einer organischen Phase, die ein wasserunlösliches Extraktionsmittel enthält, und anschließender Reextraktion der Seltenerdmetalle aus der organischen Phase durchgeführt.The separation of the rare earth metals is carried out by liquid / liquid extraction between the aqueous phase containing the rare earth metal salts and an organic phase containing a water-insoluble extractant, followed by re-extraction of the rare earth metals from the organic phase.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Extraktionsmittel kann aus allen Extraktionsmitteln, die eine Selektivität für Seltenerdmetalle aufweisen, ausgewählt sein.The extractant used in the process according to the invention may be selected from all extractants which have a selectivity for rare earth metals.
Das eingesetzte Extraktionsmittel kann aus der Klasse'der anionischen Extraktionsmittel, der der solvatisierenden Extrakttonsmittel oder der der kationischen Extrakttonsmittel oder einem Gemisch davon ausgewählt sein. Die eingesetzten anionischen Extraktionsmittel sind insbesondere die anorganischen Verbindungen mit oiner langen, Aminofunktionen tragenden Kette.The extractant employed may be selected from the class of anionic extractants, the solvating extract tonic or cationic extract tonic or a mixture thereof. The anionic extractants used are, in particular, the inorganic compounds with a long, amino-functional chain.
Die Kohlenwasserstoffketten dieser Verbindungen haben vorzugsweise zwischen etwa 5 und 20 Kohlenstoffatome. Davon kann man beispielhaft nennen:The hydrocarbon chains of these compounds preferably have between about 5 and 20 carbon atoms. This can be mentioned as an example:
- tertiäre Amine und insbesondere die unter den Warenzeichen Alamine 336 und Adogen 364 vertriebenen Produkte, die aus tertiären Aminen der Formel R3N, worin der Kohlenwasserstoffrest R 8 bis 10 Kohlenstoffatome hat, aufgebaut sind,tertiary amines and in particular the products marketed under the trade names Alamine 336 and Adogen 364, which are built up from tertiary amines of the formula R 3 N in which the hydrocarbon radical R has 8 to 10 carbon atoms,
- quartäre Ammoniumnitrate und insbesondere die von den unter den Warenzeichen Adogen 464 und Aliquat 336 vertriebenen Produkten, die aus quaternären Ammoniumsalzen der Formelquaternary ammonium nitrates and, in particular, the products sold under the trademarks Adogen 464 and Aliquat 336 which are obtained from quaternary ammonium salts of the formula
(R3N-CH3I+ CI" aufgebaut sind, worin der Kohlenwasserstoffrest R 8 bis 10 Kohlenstoffatome hat, abgeleiteten Produkte.(R 3 N-CH 3 I + Cl "are constructed, wherein the hydrocarbon radical R has 8 to 10 carbon atoms, derived products.
- die phosphororganischen Säuren der allgemeinen Formeln- The organophosphorus acids of the general formulas
OR, OR1 R1 OR, OR 1 R 1
R0O -P=O oder R0 - P = O oder R0 - P = O ,R 0 O -P = O or R 0 - P = O or R 0 - P = O,
OH OH OHOH OH OH
worin Ri und R2 aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste bedeuten, deren Gesamtzahl der Kohlenstoffatome wenigstens gleich 10 ist. Man bevorzugt die Verwendung von Di-(2-ethylhexyl)-phosphorsäure undwherein Ri and R 2 are aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals whose total number of carbon atoms is at least equal to 10. The use of di- (2-ethylhexyl) -phosphoric acid and
die von der Gesellschaft SHELL Chemicals unter dem Warenzeichen „VERSATIC" vertriebenen Carbonsäuren, die der allgemeinen Formelthe carboxylic acids marketed by SHELL Chemicals under the trademark "VERSATIC" which are of the general formula
2 COOH 2 COOH
entsprechen, worin R1 und R2 gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffreste sind und insbesondere die mittels des SHELL-VerfahrenszurCarboxyierung von C8-Olefinen abgeleitete Säure „VERSATIC 10", worin R1 und R2 Kohlenwasserstoffreste sind, deren Kohlenstoffatomsumme gleich 7 ist.in which R 1 and R 2 are optionally substituted hydrocarbon radicals and in particular the acid derived by the SHELL process for the carbonylation of C 8 olefins "VERSATIC 10", wherein R 1 and R 2 are hydrocarbon radicals whose carbon atom sum is equal to 7.
Die anionischen oder kationischen Extraktionsmittel können zum Extrahieren und Trennen der Seltenerdmetalle ausgehend von der aus der Aufnahmestufe (ii) stammenden wäßrigen Lösung eingesetzt werden. In diesem Fall ist es jedoch notwendig, eine Vorneutralisation mittels einer Base und vorzugsweise einer Base, deren Kation mit dem der in Stufe (ii) zugegebenen Verbindung identisch ist, durchzuführen.The anionic or cationic extractants may be used to extract and separate the rare earth metals from the aqueous solution derived from the receiving step (ii). In this case, however, it is necessary to carry out a pre-neutralization by means of a base and preferably a base whose cation is identical to that of the compound added in step (ii).
Die eingesetzten solvatisierenden Extraktionsmittel sind insbesondere neutrale, im wesentlichen wasserunlösliche phosphororganische Verbindungen und aus den folgenden vier Klassen ausgewählt:The solvating extractants used are in particular neutral, substantially water-insoluble organophosphorus compounds and selected from the following four classes:
R1 - Οχ Phosphate R2~°— P=O (I)R 1 - Ο χ phosphates R 2 ~ ° - P = O (I)
R3 " ° R 3 "°
Phosphonate R - O —^ P = O (II)Phosphonates R - O - ^ P = O (II)
Phosphinate R0 -^ P = O (III)Phosphinates R 0 - ^ P = O (III)
Phosphinoxide R0 — P = O (IV)Phosphine Oxides R 0 - P = O (IV)
aromatische Reste.aromatic radicals.
4 Kohlenstoffatome aufweison.4 carbon atoms aufweison.
(TBP), Triisobutylphosphat (TIBP), DEibutylbutylphosphonat (DBBP), Di-(2-ethylhexvl)-2-6thylhexylphosphonat (DEHEHP) und(TBP), triisobutyl phosphate (TIBP), debutylbutylphosphonate (DBBP), di- (2-ethylhexvl) -2-hexylhexylphosphonate (DEHEHP) and
zu nennen, beispielsweise Dodecan, die Erdölschnitte vom Kerosintyp und die aromatischen Kohlenwasserstoffe beispielsweise, die aus einem Alkylbenzolgemisch bestehenden Erdölschnitte, insbesondere die Schnitte des durch die Gesellschaft EXXON vertriebenen Solvesso-Typs.for example, dodecane, kerosene type petroleum cuts and aromatic hydrocarbons, for example, petroleum cuts consisting of an alkylbenzene mixture, in particular cuts of the Solvesso type marketed by the company EXXON.
das Mittel rein eingesetzt wird, variieren.the agent is used purely, vary.
einer Alkoholfunktion und insbesondere dig schweren Alkohole, deren Kohlenstoffatomzahl zwischen 4 und 15 beträgt, nennen.an alcohol function and in particular dig heavy alcohols whose carbon atom number is between 4 and 15 call.
durch, wobei jede Stufe aus dem Verfahrensschritt Mischen-Scheiden besteht., wherein each stage consists of the mixing-shaving process step.
zwischen 15°C und 650C und meistens zwischen 200C und 500C gewählt.chosen between 15 ° C and 65 0 C and usually between 20 0 C and 50 0 C.
extrahierte(n) Element(e) der Aufschlußlösung enthält und andererseits zu einer organischen, die Seltenerdmetalle enthaltenden Phase.extracted element (s) of the digestion solution and, on the other hand, to an organic rare earth-containing phase.
gegebenenfalls einer auf weniger als etwa 0,3 N verdünnten Salpetersäurelösung.optionally, a nitric acid solution diluted to less than about 0.3N.
möglich, die Seltenerdmetalle in Form ihrer Hydroxide mittels einer basischen Lösung mit einem pH-Wert von etwa 8 auszufällen.possible to precipitate the rare earth metals in the form of their hydroxides by means of a basic solution having a pH of about 8.
vorteilhaft nach Stufe (ii) als Lösung zum Durchführen der Aufnahme der aufgeschlossenen Menge in den Kreislauf zurückgeführt. Tatsächlich enthält diese Lösung das mit den Seltenerdmetallen ein lösliches Salz bildende Anion. Deshalb wird es ausreichend sein, den Kationengehalt beispielsweise des Calciums, in dieser Rezyklierungslösung durch Zugabe von beispielsweise Kalk zum Erhalt einer Lösung für die Aufnahme der richtigen aufgeschlossenen Menge anzupassen.advantageously recycled after step (ii) as a solution for performing the inclusion of the digested amount in the circulation. In fact, this solution contains the anion forming a soluble salt with the rare earth metals. Therefore, it will be sufficient to adjust the cation content of, for example, calcium in this recycle solution by adding, for example, lime to obtain a solution for receiving the proper digested amount.
erhaltenen Lösung, die flüssigen Abprodukte und insbesondere die Nitratabwässer zu verringern oder sogar zu vermeiden. So werden im Fall dos Einsatzes von Kalk und Calciumnitrat die Abwässer im wesentlichen aus Calciumsulfat bestehen und die verbrauchten Ausgangsstoffe im wesentlichen Kalk und Schwefelsäure sein.obtained solution, the liquid waste products and in particular the Nitrateabwässer to reduce or even avoid. Thus, in the case of the use of lime and calcium nitrate, the effluents will consist essentially of calcium sulfate and the spent starting materials will be essentially lime and sulfuric acid.
arbeitet, deren Gewi'inungsverfahren wohlbekannt sind, beispielsweise Anreichern mittels physikalischer Methoden, Mahlen und Flotieren und/cder Konzentrierung nach der Schwerkraft auf Rütteltischen und/oder magnetische Trennung und/oder jede andere physikalische oder chemische Methode.working, for example enrichment by means of physical methods, grinding and floating and / or concentration by gravity on vibrating tables and / or magnetic separation and / or any other physical or chemical method.
ausgedrückt als Seltenerdmetalloxide, angegeben ist:expressed as rare earth metal oxides, is given:
- Erze des Phosphattyps wie die Apatite, worin die Seltenerdmetalle in das Calciumphosphatgitter eingebaut sind- Phosphate-type ores such as apatites, wherein the rare-earth metals are incorporated into the calcium phosphate lattice
beispielsweise Florenzit TRAL3 (POJ2(OH)6 (30%).for example, Florenzite TRAL 3 (POJ 2 (OH) 6 (30%).
- Erze des Fluorcarbonattyps beispielsweise BastnMsit TRCO3F (75%), Synchisit TRCa(COj)2F (52%);- Fluorocarbonate-type ores, for example BastnMsit TRCO 3 F (75%), Synchisite TRCa (COj) 2 F (52%);
- Erze des Carbonattyps, insbesondere Lanthanit TR](CO3I3,8 H2O (55%);- ores of the carbonate type, in particular lanthanite TR] (CO 3 I 3 , 8 H 2 O (55%);
- Erze des Silikattyps, insbesondere Alhnit (TRCa)2(FeAIMg)3(SiO4I3OH (60%); Britholit (TR6Ca4)Si6O24(OH)2 und Eudialyt (Na, Ca)6 (Zn, Fe, Mh}Si»0,?%0,0:-i,CI).Ores of the silicate type, in particular Alhnit (TRCa) 2 (FeAIMg) 3 (SiO 4 I 3 OH (60%), Britholite (TR 6 Ca 4 ) Si 6 O 24 (OH) 2 and Eudialyte (Na, Ca) 6 ( Zn, Fe, Mh} Si »0, ?% 0.0: -i, CI).
Das erfindungrgemäße Verfahren ist zur Aufbereitung von Erzen des Fluorcarbonattyps vollkommen geeignet. Tatsächlich wir J der Fluorgehalt des Erzes während des Schwefelsäureaufschlusses in Form von insbesondere Fluorwasserstoffsäure freigesetzt.The process according to the invention is completely suitable for the treatment of ores of the fluorocarbonate type. In fact, we J released the fluorine content of the ore during sulfuric acid digestion in the form of, in particular, hydrofluoric acid.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es ebenfalls möglich, jede Form eines Rückstandes, sei er fest oder flüssig, aufzubereiten.The process according to the invention also makes it possible to prepare any form of residue, be it solid or liquid.
Man kann Rückstände, die Seltenerdmetalle in Salzform (Phosphate, Carbonate oder Sulfate) enthalten oder Rückstände (Pulver, Späne, Stücke, Blöcke oder Stäube) einsetzen, die meist aus der Herstellung von Magneten des TR-Co-Typs, wobei das Seltenerdmetall im wesentlichen Samarium ist, oder des TR/Fe/B-Typs anfallen, wobei das Seltenerdmetall im wesentlichen Neodym ist, und der Atomprozentgehalt der Elemente im allgemeinen 8 bis 30% Seltenerdmetall, 2 bis 28% Bor und der Rest Eisen ist.Residues containing salted rare earth metals (phosphates, carbonates or sulphates) or residues (powders, chips, pieces, blocks or dusts) may be used, mostly from the production of TR-Co type magnets, where the rare earth metal is essentially Samarium is or of the TR / Fe / B type, wherein the rare earth element is essentially neodymium, and the atomic percentage of the elements is generally 8 to 30% rare earth metal, 2 to 28% boron and the remainder iron.
Wie zuvor erwähnt, ist es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls möglich, Abbaurückstände aus Eisenbergwerken, die noch Eisenoxide und Apatit enthalten, aufzubereiten. Im gleichen Fall ist es vor der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erwünscht, das Magnetit durch magnetische Trennung, ein auf dem betreffenden Gebiet wohlbekanntes Verfahren, zu entfernen.As mentioned above, it is also possible by the method according to the invention, processing digestion residues from iron mines, which still contain iron oxides and apatite. In the same case, before carrying out the process of the invention, it is desirable to remove the magnetite by magnetic separation, a process well known in the art.
Das Verfahren ist ebenfalls zur Aufbereitung von Rückständen der Gipsauflösung, insbesondere von Gipsen, die aus dem Schwefelsäureaufschluß der Phosphaterze stammen und von Aufschlämmungen, die in der Konzentrierungsstufe der Rohphosphorsäuren erhalten werden, geeignet.The process is also suitable for the treatment of residues of gypsum dissolution, in particular of gypsum derived from the sulfuric acid digestion of the phosphate ores and of slurries obtained in the concentration stage of the crude phosphoric acids.
Die Liste der zuvor genannten Erze und Rückstände ist keinesfalls begrenzend. In dieser Erfindungsbeschreibung wird mit „Erz" sowohl ein Seltenerdmetalle enthaltendes Erz als auch ein Rückstand bezeichnet.The list of ores and residues mentioned above is by no means limiting. In this description of the invention, "ore" refers to both a rare earth-containing ore and a residue.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren führt man in Stufe (i) einen Erzaufschluß mittels Schwefelsäure, beispielsweise durch Eindicken oder Einschlämmen des Erzes durch.In accordance with the process according to the invention, in step (i) ore digestion is carried out by means of sulfuric acid, for example by thickening or slurrying of the ore.
Vor dem Säureaufschluß kann sich ein Arbeitsgang Zerkleinern und/oder Mahlen zur Freisetzung der Trägermineralart der Seltenerdmetalle als interessant erweisen. Die Korngröße hängt von der Maschenweite ab, die zwischen einigen Mikrometern, im allgemeinen-! bis 5 Mikrometer, und 2 mm variieren kann. Wenn man jedoch einon recht schnellen Aufschluß wünscht, ist es vorteilhaft, Teilchen mit einem Durchmesser kleiner als 1 mm einzusetzen.Prior to acid digestion, one operation of crushing and / or milling to release the carrier mineral species of the rare earth metals may prove interesting. The grain size depends on the mesh size, which is between a few micrometers, generally! to 5 microns, and 2 mm may vary. However, if one wishes to have a fairly rapid digestion, it is advantageous to use particles with a diameter smaller than 1 mm.
Die Arbeitsgänge Zerkleinern und Mahlen können in klassischer Weise, beispielsweise in einem Backenbrecher und/oder einer Kugel- oder Hammermühle, durchgeführt werden.The operations of crushing and grinding can be carried out in a classical manner, for example in a jaw crusher and / or a ball mill or hammer mill.
Außer den Trägermineralen der Seltenerdmetalle werden bestimmte mineralische Verunreinigungen ebenfalls durch die Schwefelsäure aufgeschlossen. Jedoch können diese Verunreinigungen im Verfahrensverlauf oder in einer nachfolgenden Stufe entfernt werden.In addition to the carrier minerals of rare earth metals certain mineral impurities are also digested by the sulfuric acid. However, these impurities can be removed during the process or in a subsequent step.
Der Erzaufschluß wird mittels Schwefelsäure durchgeführt. Die Schwefelsäurekonzentration dafür ist nicht kritisch. So kann man Oleum als Schwefelsäurelösung verwenden. In diesem Fall beträgt die Konzentration der Schwefelsäurelösungen vorzugsweise zwischen 45 und 100Gew.-%.The ore digestion is carried out by means of sulfuric acid. The sulfuric acid concentration for this is not critical. So you can use oleum as a sulfuric acid solution. In this case, the concentration of the sulfuric acid solutions is preferably between 45 and 100% by weight.
Die eingesetzte Schwefelsäuremenge ist vom Gehalt der durch Schwefelsäure aufschließbaren Arten (Seltenerdmetalle und Verunreinigungen) abhängig. Ihre Menge ist vorzugsweise gleich der zum Aufschluß der aufschließbaren Elemente erforderlichen stöchiometrischen Menge.The amount of sulfuric acid used depends on the content of the sulfuric acid digestible species (rare earth metals and impurities). Their amount is preferably equal to the stoichiometric amount required to digest the digestible elements.
Vorteilhafterweise wird diese Menge größer als die erforderliche stöchiometrische sein und der Überschuß vorzugsweise in der Größenordnung von 20% liegen.Advantageously, this amount will be greater than the required stoichiometric and the excess will preferably be on the order of 20%.
Zur Verbesserung der Ausbeute und insbesondere der Kinetik des Schwefelsäureaufschlusses ist es vorteilhaft, ihn bei einer Temperatur größer als 10O0C, vorzugsweise zwischen 1000C und 4000C, zur Entfernung des vorhandenen Wassers und damit zur Verschiebung des Gleichgewichts durchzuführen.To improve the yield and in particular the kinetics of sulfuric acid digestion, it is advantageous to carry it out at a temperature greater than 10O 0 C, preferably between 100 0 C and 400 0 C, to remove the water present and thus to shift the equilibrium.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Ergebnisse der Erfindung werden anhand der nachfolgend gegebenen Beispiele und der detaillierten Beschreibung einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform anhand der Figur, die ein Übersichtsschema einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt, verdeutlicht. Das erfindungsgemäße Verfahren nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht aus der Schwefelsäureeindickung eines Seltenerdmetallerzes in einem Reaktor 1 mittels Zugabe einer Schwefelsäurelösung durch 2.Further advantages, details and results of the invention will become apparent from the following examples and the detailed description of a preferred embodiment of the invention with reference to the figure, which is a schematic diagram of a preferred embodiment of the invention. The inventive method according to a preferred embodiment consists of the sulfuric acid thickening of a rare earth metal ore in a reactor 1 by adding a sulfuric acid solution by 2.
Nach Umsetzung und Schwefelsäureaufschluß gibt man in Reaktor 3 eine Lösung eines Salzes umfassend ein Kation, das ein unlösliches Sulfat, und ein Anion, das mit den Seltenerdmetallen ein lösliches Salz bildet, beispielsweise eine Calciumnitratlösung. Diese Zugabe erfolgt durch 4After reaction and sulfuric acid digestion, a solution of a salt comprising a cation comprising an insoluble sulfate and an anion which forms a soluble salt with the rare earth metals, for example a calcium nitrate solution, is added to reactor 3. This addition is made by 4
Somit sind die Seltenerdmetalle im Reaktor 3 gelöst. Thus, the rare earth metals are dissolved in the reactor 3.
Die unlöslichen Bestandteile werden in 5 beispielsweise durch Filtration abgetrennt und die wäßrige Phase danach in eine Flüssig/Flüssig-Extraktionsbatterie 6 eingespeist. Diese Batterie umfaßt mehrere, im Gegenstromprinzip arbeitende Mischer-Scheider-Stufen und besteht aus einem Extraktionsabschnitt 6a und einem Reextraktionsabschnitt 6b für die durch die organische Phase extrahierten Seltenerdmetalle.The insoluble components are separated in 5, for example by filtration, and the aqueous phase is then fed into a liquid / liquid extraction battery 6. This battery comprises a plurality of countercurrent mixer-separator stages and consists of an extraction section 6a and a reextraction section 6b for the rare earth metals extracted by the organic phase.
Die organische Phase wird in den Extraktionsabschnitt durch 7 und anschließend in den Reextraktionsabschnitt durch 8 eingefüllt und durch die Rückführleitung 9 in den Kreislauf zurückgeführt.The organic phase is introduced into the extraction section through 7 and then into the reextraction section through 8 and recycled through the return line 9.
Die in den Extraktionsabschnitt durch 10 eingefüllte wäßrige Phase wird durch die Rückführleitung 11 in den Reaktor 3 zurückgeführt.The aqueous phase filled in the extraction section by 10 is returned to the reactor 3 through the return line 11.
Diese Rückführleitung 11 umfaßt eine Einspeisung 12, die beispielsweise den Gehalt an Calcium und Nitrat einzustellen gestattet, und eine Filtrationsstufe zur Entfernung der unlöslichen Bestandteile in 13.This recirculation line 11 comprises a feed 12 allowing, for example, to adjust the content of calcium and nitrate, and a filtration step for removing the insoluble matter in FIG.
10 kg Erz mit einer durchschnittlichen Korngröße kleiner oder gleich 100 \im, das 32,8% Seltenerdmetalle (ausgedrückt als TR2O3) enthält, werden durch 10kg 62%ige Schwefelsäure 2h lang bei 2000C aufgeschlossen.Containing 10 kg ore with an average grain size less than or equal to 100 \ in which (expressed as TR 2 O 3) 32.8% rare earth metals, sulfuric acid is digested at 200 0 C for 2 h with 10 kg 62%.
(DBBP) in Kerosin. Die enthaltenen Seltenerdmetalle werden vollständig durch die organische Phase extrahiert, anschließend aus dieser reextrahiert und mittels einer 0,05 N Salpetersäurelösung gew unnen.(DBBP) in kerosene. The contained rare earth metals are completely extracted by the organic phase, then reextracted from this and gew nnen by means of a 0.05 N nitric acid solution.
1COg Erz, das 32,8% Seltenerdmetalle (ausgedrückt als TR2O3) enthält, werden durch 100g 62%ige Schwefelsäure 2h lang bei 2000C aufgeschlossen.1COg ore containing 32.8% rare earth metals (expressed as TR 2 O 3 ) is digested with 100 g of 62% sulfuric acid at 200 0 C for 2 hours.
200g/l-Calciumchloridlösung unterzogen. Nach Rühren wird der pH-Wert der Reaktionsmasse auf 4,5 eingestellt. Danach werden die unlöslichen Bestandteile durch Filtration entfernt, wobei die erhaltene Lösung 30g/l Seltenerdmetalle enthält.200g / l calcium chloride solution. After stirring, the pH of the reaction mass is adjusted to 4.5. Thereafter, the insoluble matters are removed by filtration, the resulting solution containing 30g / l of rare earth metals.
phosphorsäure) in Kerosin als organische Extraktionsphase eingespeist.phosphoric acid) in kerosene as an organic extraction phase.
gewonnen.won.
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