DE1533108C - Verfahren zum selektiven Extrahieren von Cer aus einem Cer enthaltenden Fluor carbonat. wie Bastnasiterz oder Bastnasit erzkonzentrat - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum selektiven Erze sind praktisch in der verdünnten Laugelösung

Extrahieren von Cer aus einem Cer enthaltenden unlöslich.

Fluorcarbonat, wie Bastnäsiterz oder Bastnäsiterzkon- Eine ausgesprochene Selektivität in der der Röstung

zentrat, durch Abrösten des Erzes od. dgl. an der Luft folgenden Auslaugung wird durch eine Röstung

und Auslaugen des Röstgutes mittels einer wäßrigen 5 zwischen kritischen Temperaturgrenzen erreicht, wo-

Mineralsäure. durch das LnO selektiv in eine Form übergeführt wird,

Nach den bekannten Verfahren zum Aufarbeiten von die dann extrahiert werden kann, während CeO₂ unlös-

Seltenerdmetalle enthaltenden Mineralien wird im all- lieh bleibt.

gemeinen so vorgegangen, daß man aus dem behandel- LnO kann in üblicher Weise aus der wäßrigen,

ten Material praktisch alle Seltenerdmetall-Bestand- io sauren Lösung gewonnen werden. Der Rückstand,, der

teile extrahiert. So wird z. B. das Mineral Bastnäsit, praktisch das gesamte CeO₂ und praktisch kein LnO

das im wesentlichen ein Seltenerdmetallfluorcarbonat enthält, wird in üblicher Weise aufgearbeitet, um das

ist, bei Temperaturen geröstet, bei welchen praktisch Cer von dem Rückstand zu trennen,

die gesamten Seltenerdmetall-Bestandteile in eine Die Lösung der vorliegender Erfindung zugrunde

Form übergeführt werden, welche sie in einer folgen- 15 liegenden Aufgabe, Cer aus einem Cer enthaltenden

den, sauren Behandlung löslich macht. Um die Selten- Fluorcarbonat, wie Bastnäsiterz oder Bastnäsiterzkon-

erd-Bestandteile aus den Wäßrigen, sauren Lösungen zentrat, durch Abrösten des Erzes od. dgl. an der Luft

zu gewinnen, wird diesen eine lösliche, Fluoridion und Auslaugen des Röstgutes mittels einer wäßrigen

liefernde Substanz, z. B. Fluorwasserstoffsäure oder Mineralsäure selektiv zu extrahieren, erfolgt gemäß der

ein Alkalifiuorid in ausreichender. Menge zugegeben, 20 Erfindung in der Weise, daß man das Erz bei einer

um die gesamten Seltenerd- Bestandteile in Form eines Temperatur von 482 bis 760⁰C röstet, das Röstgut mit

körnigen, leicht filtrierbaren Fluoridniederschlages zu einer Mineralsäure bei einem pH von etwa 0,1 bis 0,5

erhalten. und einer Temperatur von etwa 26,7 bis 60° C während-

Nach einem anderen bekannten Verfahren zum Auf- V2 bis 6 Stunden auslaugt, und die wäßrige Lösung,

- arbeiten von Seltenerdmetalle enthaltenden Minera- 25 welche die Nicht-Cer-Bestandteile gelöst enthält, von

lien zwecks Gewinnung von Seltene· ^metallen erfolgt dem ungelösten, die Cer-Bestandteile enthaltenden

eine_t Auslaugung in zwei Stufen, zunächst mit einer Röstgut abtrennt.

etwa 1- bis 5%ig^en Salzsäure, um die sauren löslichen Das Verfahren der Erfindung kann mit Bastnäsit, Carbonate 'aus dem Erz auszulaugen, und dann mit -. wie er z. B= -in den Staaten Neu-Mexiko und Kaliforeiner konzentrierten 17- bis "35%igen Salzsäure, durch 30 nien der Vereinigten Staaten von Nordamerika gefunwelche praktisch die gesamten Seltenerdmetalle gelöst den wird, mit Erzen und Rückständen, die Ssltenerd- bzw. extrahiert werden. fluoride oder Seltenerdfluoroxide enthalten, mit Selten-

Die Trennung der Cer- von den Nicht-Cer-Bestand- erdmetalle enthaltenden Erzen, jedoch vorzugsweise mit

teilen aus diesen sauren Lösungen kann auf verschie- Erzkonzentraten durchgeführt werden, die bis 60 bis

dene Weise erfolgen. Diese Verfahren sind indes ver- 35 70 % Seltenerdmetalle enthalten. Unter der Bezeichnung

hältnismäßig schwierig und kostspielig. Bastnäsit ist ganz allgemein die Gruppe Mineralien zu

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verstehen, die Seltenerdmetallfluoride und Carbonate selektive Trennung von CeO₂ von LnO enthaltenden in verschiedenen Mengen mit oder ohne andere Bewäßrigen Lösung auftretenden Schwierigkeiten über- standteile enthalten.

wunden werden. Unter LnO sind die Nicht-Cer-Selten- 40 Besonders können die Seltenerdmetalle von einem

erdmetalle und unter CeO₂ Cer zu verstehen. Im folgen- Bastnäsiterz abgetrennt werden, das annähernd die

den ist der gesamte Seltenerdmetallgehalt des zu behan- folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozenten hat:

delnden Erzes als RE₂O₃ bezeichnet. Zu den Nicht- Carbonat 20 bis 40%, Kieselerde 15 bis 25%, Kalk 2

Cer-Seltenerdmetalleh gehören Lanthan, Praseodym, bis 30%, Seltenerdmetallverbindungen 5 bis 40%,

Neodym, Terbium, Samarium, Europium und Gado- 45 Fluorid 2 bis 10%, Eisenoxid 1 bis 5% und Alumi-

linium. niumoxid 1 bis 5%.

Gemäß vorliegender Erfindung wird ein Erz bzw. Wenn gewünscht, und vorzugsweise, kann das natür-

ein an Bastnäsit reicher Rückstand oder eine andere lieh vorkommende Erz konzentriert werden, z. B.

Art eines Seltenerdfluorcarbonats konzentriert und das durch Flotation oder andere Techniken, bevor es gemäß

Konzentrat unter bestimmten Bedingungen geröstet, 50 dem Verfahren der Erfindung behandelt wird. Wenn

um LnO in eine Form überzuführen, die durch eine ein Erz, das etwa die vorstehend angegebene Zusam-

verdünnte, saure, wäßrige Lösung angegriffen wird, mensetzung hat, konzentriert worden ist, hat das Kon-

und um CeO₂ in eine Form überzuführen, die prak- zentrat ungefähr folgende Zusammensetzung in Ge-

tisch in der wäßrigen, sauren Lösung unlöslich ist, so wichtsprozent: Carbonat 10 bis 30%. Kieselerde 2

daß eine selektive Trennung durchgeführt werden 55 bis 10%, Fluorid 2 bis 10%. Kalk 5 bis 15% und

kann. · Seltenerdmetallverbindungen 30 bis 70%. Ein Bast-

Es wurde gefunden, daß sich sorgfältige Regulierung näsitkonzentrat, das etwa 60,5% RE₂O₃ enthält, weist

der Röstbedingungen auf die Selektivität der folgenden 30,2% LnO und 30,3% CeO₂ auf.

Auslaugung auswirkt. Um jedoch eine selektive Tren- Die für das Verfahren der Erfindung in Frage

nung zu erreichen, muß die saure Auslaugung eben- 60 kommende Temperatur schwankt etwas mit der Art

falls sorgfältig reguliert werden. des Ausgangsmaterials. Temperaturen von 566 bis

Die nicht gerösteten Erze sind im allgemeinen nur 732°C, vorzugsweise von 621 bis 677°C, haben sich wenig löslich oder unlöslich in den verdünnten, wäßri- als besonders vorteilhaft zur Aufarbeitung von Bastgen, sauren Lösungen, die für das Auslaugen verwen- näsiterzkonzentraten erwiesen. Die Röstung wird üblidet werden, und bei zu hoher Temperatur geröstete 65 oherweise mit durch Luft zugeführtem Sauerstoff mit Erze haben nicht die gewünschte Selektivität, und ihre einem Überschuß von mindestens 0,5%, vorzugsweise Gesamtlcslichkeit ist wesentlich verringert. Auch bei von 2 bis 5%, durchgeführt. Die Röstung erfolgt einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur geröstete während 15 Minuten bis 3 Stunden, vorzugsweise wäh-

rend 30 Minuten bis 1 Stunde, oder auch während 30 Minuten bis zu 2 Stunden.

Die Röstung von z. B. einem 60%igen Bastnäsitkonzentrat bei Temperaturen zwischen etwa 482 und 760⁰C bewirkt mindestens eine teilweise thermische Zersetzung des Erzes unter Entwicklung von Gas und einem etwa 20%igen Gewichtsverlust. Die in einem nicht gerösteten Bastnäsitkonzentrat oder in einem bei einer Temperatur unter etwa 482° C gerösteten Erz enthaltenen Seltenerdmetalle werden nicht durch verdünnte Salzsäure in einem beachtlichen Maße angegriffen, während LnO in einem bei 482 bis 760° C gerösteten Erz schnell durch verdünnte Säure gelöst wird. Hohe Rösttemperaturen, z. B. über 816° C, eines Bastnäsitkonzentrates führt zu einem gerösteten Erz, bei welchem die gewünschten Löslichkeitsverhältnisse beeinträchtigt und die Selektivität beachtlich verringert werden. Die Röstung von z. B. einem Bastnäsit-Erz-Konzentrat bei Temperaturen im Bereich von vorzugsweise 621 bis 677°C erlaubt das Löslichmachen des LnO, während das gesamte CeO₂ unlöslich bleibt.

Eine Analyse eines nach dem Verfahren der Erfindung bei 621 bis 677° C und einer Verweilzeit ν,οη etwa 30 Minuten und mit 5 % überschüssigem, in Form von Luft zugeführtem Sauerstoff gerösteten Erzes ergab 74,8% RE₃O₃, 37,4% LnO und 37,4% CeO_2;.Das Cer liegt nach der Röstung im allgemeinen in vierwertiger Form vor.

Die Konzentration der zur Auslaugung dienenden Säure und der pH-Wert und die Temperaturen während der Auslaugung sind kritisch und werden sorgfältig reguliert, da die Löslichkeit des Cers in der Laugenflüssigkeit eine Funktion der Laugentemperatur, der Säurekonzentration, d. h. dem pH, und der Rösttemperatur ist. Die Auslaugung erfolgt während einer ausreichend langen Zeit, um LnO selektiv zu extrahieren und zu lösen, das CeO₂ jedoch nicht.

Wenn die Auslaugetemperatur etwa 6O⁰C übersteigt, löst sich das Cer und setzt sich mit der Salzsäure unter Bildung von CeCl₄, CeCl₃ und Cl₂ um, wodurch LnO weniger, Ce stark gelöst und viel HCI verbraucht wird. Wenn man nach dem Verfahren vorliegender Erfindung arbeitet, und zwar, was die Röstung wie auch die Auslaugung angeht, können 80 bis 95 % LnO selektiv in der wäßrigen sauren Laugenlösung gewonnen werden, während je nach dem sauren pH, lediglich etwa 2 bis 10 % CeO₂ in Lösung gehen. Der nach der Abscheidung der wäßrigen Laugenflüssigkeit verbleibende feste Rückstand enthält praktisch alles CeO₂. Der Rückstand kann, bezogen auf seinen Gesamtgehalt an Seltenerdmetallen, eine Konzentration an Cer von 85 bis 88 Gewichtsprozent haben.

Die bevorzugte anorganische Säure ist Chlorwasserstoffsäure, die dem zu behandelnden gerösteten Erz in einer Menge und Konzentration zugesetzt wird, daß die Laugenlösung ein pH von etwa 0,1 bis 1,1 hat. Die Umsetzung ist exotherm, und es muß fortlaufend gekühlt werden; wenn die Umsetzung bis zu einer zu hohen Temperatur oder zu schnell verläuft, vermindert sich die Selektivität schnell zwischen CeO₂ und LnO.

F i g. 1 der Zeichnung veranschaulicht den Einfluß der Rösttemperatur auf die Löslichkeit des CeO₂ und der Nicht-Cer-Seltenerdmetalle (LnO) in Salzsäure als Laugenlösung. Auf der Abzisse eines Koordinatendiagramms ist die Rösttemperatur, auf der Ordinate die Menge des gelösten LnO bzw. CeO₂ in Prozent, bezogen auf die Gesamtmenge des im Röstkonzentrat enthaltenen LnO bzw. CeO₂, eingetragen. Die mit LnO bezeichnete Kurve zeigt, daß eine beachtliche Erhöhung der Löslichkeit von LnO eintritt, wenn die Röstung bei 482 bis 760°C stattfindet; so sind z. B. bei einer Rösttemperatur von 538°C etwa 86% LnO, aber lediglich etwa 16% CeO₂ gelöst, die mit dem Röstkonzentrat in die Lauge gelangen. Die Hauptmenge des CeO₂, nämlich etwa 84% der im Röstkonzentrat vorliegenden Menge bleiben im Laugenrückstand.

Die F i g. 2 veranschaulicht den Einfluß der Temperatur der Lauge auf die Löslichkeit von CeO₂. Die mit CeO₂ bezeichnete Kurve zeigt, daß bei Auslaugtemperaturen unter etwa 30° C und oberhalb etwa 6O⁰C die Löslichkeit des CeO₂ in der Lauge erhöht wird; bei 40° C werden z. B. lediglich 2% und bei 6O⁰C nur 6% des im Röstkonzentrat enthaltenden CeO₂ ausgelaugt.

In der F i g. 2 der Zeichnung ist die Wirkung der Temperatur der Auslaugestufe auf die Menge extrahierter CeO₂ und nicht extrahierten LnO graphisch dargestellt.

Für die Auslaugung werden Mineralsäuren, wie Salzsäure und Schwefelsäure oder Mischungen dieser, verwendet. Ein wichtiger Faktor, der bei der Auslaugung zu berücksichtigen ist, ist die Menge Salzsäure, d. h. das Verhältnis von Salzsäure zu LnO.

Das pH der verwendeten Laugenlösung kann zwischen etwa 0,1 bis 1, im allgemeinen zwischen etwa 0,1 bis 0,5 und vorzugsweise bei etwa 0,2 bis 0,4 liegen. ;Was Salzsäure angeht, entspricht ein pH von 0,1 bis 1,1 einer Konzentration von 1,0 N und 0,1 N, d. h. 3,7 bis 0,37 Gewichtsprozent Salzsäure. Was Schwefelsäure angeht, entspricht ein 0,3 pH 10 Gewichtsprozent. Das für die Auslaugung zu berücksichtigende pH hängt etwas von dem zu behandelnden Material und der verwendeten Säure, wie aber auch von der Laugentemperatur ab.

Das Auslaugen wird vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen etwa 26,7 und 6O³C und im allgemeinen bei einer Temperatur zwischen etwa 29,4 und 49⁰C und vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 32,2 bis 40,5⁰C durchgeführt; bevorzugter ist eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und weniger als 38⁰C. Die Verweilzeit in der Laugenlösung hängt in gewissem Umfang von den Röstbedingungen und von dem besonderen Erzkonzentrat ab, liegt jedoch zwischen Va und 6 Stunden und im allgemeinen zwischen 2 und 4 Stunden. Es wurde gefunden, daß, wenn man die Auslaugung 3 bis 4 Stunden bei einem pH von etwa 1 durchführt, eine äußerst gute Abtrennung des LnO von CeO₂ erzielt werden kann. Es können z. B. bis zu 93% LnO extrahiert werden, während nur 1 bis 2% CeO₂ extrahiert werden. Die Menge angewendeter Mineralsäure, ζ. B. Salzsäure, ist ein Faktor, der bei der Durchführung der Abtrennung zu beachten ist.

Die Säure wird in einer Menge zugegeben, durch welche das pH reguliert und auf einen regulierten Wert von etwa 0,1 bis 1,1 begrenzt wird, und es muß während der Laugung ausreichend gekühlt werden, um die Temperatur unter etwa 51,5°C und vorzugsweise unter etwa 40,5⁰C zu halten. Die Säure wird zugesetzt, bis die Umsetzung beendet ist. Wenn man die Temperatur zu hoch steigen läßt oder die Säure zu schnell zuführt, wird die Selektivität zwischen LnO und CeO₂ verringert, und beachtliche Mengen Cer werden in der wäßrigen Säure während der Auslaugung gelöst.

Gemäß der bevorzugten Ausführung der Erfindung wird ein Bastnäsitkonzentraterz, das aus einem Flotationsverfahren herrührt und etwa 60% Seltenerdme-

talle enthüll, bei einer Temperatur von 621 bis 677°C geröstet. Die Röstung wird während etwa 1 Stunde mit einem Überschuß von etwa 3% Sauerstoff, als Luft zugesetzt, durchgeführt.

Das Lrzkonzentrat enthält etwa 30,2% LnO und etwa 30,3¹V₀CcO₂ Bestandteile. Das geröstete Erz enthält etwa 74,8 ⁽¹/₀ RE₂O₃ Bestandteile, etwa 37,4% LnO Bestandteile und etwa 37,4% CeO₂ Bestandteile. Während der Röstung verliert das Konzentrat etwa 20 Gewichtsprozent, und zwar hauptsächlich durch, die Zersetzung der vorliegenden Carbonate. Das geröstete Erz wird dann in eine Auslaugevorrichtung gegeben, die mit Kühlvorrichtungen ausgerüstet ist, um die Umsetzungstemperatur auf etwa unter 38°C zu halten. Es wird 32%ige HCl dem gerösteten Erz in einer ausreichenden Menge zugesetzt, um während der Auslaugung einen pH-Wert von etwa 0,1 bis 1 in der Laugcnlösung, d. h. eine 0,37- bis 3,7%ige Konzentration an Salzsäure aufrechtzuerhalten. Die Kühlvorrichtungen werden benutzt, um die exotherme Reaktion auf einer Temperatur von etwa 32,2 bis 38°C zu halten. Die Salzsäure wird kontinuierlich zugesetzt, bis 8,0 bis 9,0 Mol Salzsäure pro Mol LnO zugesetzt worden sind. Nach dem Zusetzen der Salzsäure wird . die Auslaugung etwa 2 bis 4 Stunden unter fortlaufendem Rühren fortgeführt.

Nach dem Auslaugen wird die wäßrige, das gelöste LnO enthaltende Salzsäure von dem ungelösten, CeO₂ enthaltendem Rückstand abgetrennt. Der Rückstand Wird mit verdünnter Salzsäure gewaschen, welche der Laugenlösung zugesetzt wird. Die Laugenlösung enthält 80 bis 90% des LnO, das ursprünglich in Bastnäsiterzkonzentrat vorlag und nur etwa 1 bis 6% CeO₂ enthielt. Der feste Rückstand wird auf seinen Gehalt an CeO₂ in bezug auf den Gesamtgehalt an Seltenerdmetallen analysiert, und es wurde gefunden, daß er, bezogen auf die Seltenerdmetalle, eine Menge von 80 bis 95 Gewichtsprozent CeO₂ enthielt.

Das gelöste LnO kann aus der wäßrigen, sauren Lösung in üblicher Weise gewonnen werden. Das CeO₂ kann aus dem Rückstand ebenfalls in bekannter Weise gewonnen werden.

Der Bedarf an Cer-Seltenerdmetallen wie auch an Nicht-Cer-Seltenerdmetallen ist groß, und die grundlegende Trennung dieser zwei Gruppen von Metallen gemäß dem Verfahren vorliegender Erfindung ist ein großer Vorteil. Die Seltenerdmetalle können zur Herstellung von Scheinwerferkohlen und von Stahl verwendet werden. Der wesentliche Zweck vorliegender Erfindung ist jedoch, eine quantitative Trennung der Ccr-Bcstandteile von den Nicht-Cer-Bestandteilen zu erzielen, wodurch eine folgende Trennung bestimmter Seltenerd-Bestandteile von Nicht-Cer-Bestandteilen wesentlich einfacher wird, als wenn die Cer-Bestandteile ncch vorliegen.

In den folgenden Beispielen ist die Erfindung näher beschrieben.

B c i s ρ i e 1 1

Es wurde ein 60.5% RE₂O₃ enthaltendes Bastnäsiterzkonzcntrat in sechs gleiche Proben unterteilt. Dieses Erz enthielt etwa 30,2 Gewichtsprozent LnO-Bestandteilc und 30,3 Gewichtsprozent CcOo-Bestamlteile. Fünf Proben wurden getrennt unter regulierten Tcmperaturbcdingiinucn von 399, 500, 600. 675 bzw. 838 C geröstet. Ils wurde festgestellt, daß bei 399^;C praktisch kein Gewichtsverlust des heißen Erzkonzentrates eintritt. Zwischen 482 und 838 C erwiesen die uerösteten Erze einen Verlust von etwa 15 bis 21 Gewichtsprozent auf. Das Rösten wurde etwa 1 Stunde durchgeführt.

Jede der bei fünf verschiedenen Temperaturen gerösteten Proben wurden in vier Proben unterteilt und getrennt bei pH-Werten von 0,1,1, 2 und 3 ausgelaugt.

Eine ungeröstete Probe, die im Gewicht der Menge der gerösteten Proben entsprach, diente als Kontroll weg.

Für das Auslaugen wurde geröstetes Erz in einer

Menge, die 100 g der ungerösteten Kontrollprobe

ίο äquivalent war, mit 100 g Wasser auf geschlämmt und mit einer ausreichenden Menge 37%iger HCl versetzt, um die Auslaugung durchzuführen. Die Gesamtauslaugzeit betrug 1 Stunde, und die Säure wurde mit einer solchen. Geschwindigkeit zugesetzt, daß das gewünschte pH erhalten wurde. Das vereinigte Filtrat und Waschwasser jeder Probe wurden analysiert, um den Gesamtseltenerdmetallgehalt und Ceriumoxid zu ermitteln. Die Versuchsergebnisse sind in der Tabelle I wiedergegeben.

Tabelle I

Rösttemperatur ⁰C

Nicht geröstet

399

500

600 ^

·. 675 -.-.

838

Prozent LnO extrahiert
pH 3 I pH 2 I pHl I pH 0,1

5,0
6,1

3,2

—	9,4
11,7	34,4
9,7	48,6
7,3	52,7
	3,9

0,85 14,7
82,1
81,5
83,1
42,2

Rösttemperatur ⁰C

Nicht geröstet
399

500 .:

600

675

838

Prozent CeO₂ extrahiert
pH 3 i pH 2 : pHl I

pH 0,1

0,42
0,43
0,07

—	0,98
0,88	1,2'
0,78	1,1
0,70	4,4
—	1,6

0,42 12,4
10,2
20,3
11,2
36,3 .

Der Einfluß der Rösttemperatur auf die bei einem pH von 0,1 durchgeführte Auslaugung ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt. Aus dim Diagramm ist ersichtlich, daß sich die Auslaugefihigteit cbr Nicht-Cer-Seltenerdmetall-Bestandteile durch Säure ungewöhnlich, drastisch bei Rösttemperaturen zwischen 427 und 510"C erhöht und dann schnell bei einer Temperatur zwischen 704 und 816"C abfällt, während die Auslaugefähigkeit der Cer-Besta'idtcile praktisch eine gerade Linie ergibt, die unmittelbar proportional der Rösttemperatur ist. Eine sorgfältige Regulierung der Temperatur gemäß dem Verfahren vorliegender Erfindung und die Unterwerfung eines gerösteten Erzes einer Auslaugung mit einer anorganischen Säure zwischen einem pH von 0,1 bis 1 führt zu einer praktisch vollständigen Selektivität beim Auslaugen zwischen den Cer-Seltenerdmetp.Il-Bestandteilen und den Nicht-Cer-Seltenerdmetall-Bestandteilcn.

Der bei der Auslaugung verbleibende Rückstand wurde analysiert, und es wurde gefunden, daß er 85 bis 88% CeO_;, bezogen auf das Gesamtgewicht der in dem Rückstand vorliegenden Scllencrdmetallc, beträgt.

g B e i s ρ i c 1 2

Um die Einwirkung einer verlängerten Auslaugzeit auf das geröstete Erz zu veranschaulichen, wurde eine geröstete Erzprobe der im Beispiel I beschriebenen

Art. die bei 621 C 30 Minuten geröstet worden war. in vier lOO-g-Proben unterteilt. Jeder dieber vier Proben wurden KOg Wasser zugegeben und etwa 75 ml 37"/„iger Salzsäure. Die Salzsäure wurde während eines Zeitraumes von 75 bis 240 Minuten unterschiedlich schnell zugegeben, und die Auslaugtemperatur wurde auf etwa 32.2 C gehalten. Das pH der Laugenlösung wurde auf 0.5 pH verringert und auf 0.5 pH gehalten. Die Ergebnisse der verlängerten Auslauguug sind in der Tabelle II wiedergegeben.

	Tabelle II	" „ Extraktion LnO CeO.	7.5 5.3 3,7 2,9
Geschwindigkeit Jos Säurc/ii"<:il/cs	■ Ciesamtaus- laime/eit	81.4 82.2 90.0 87.7
1 ml M in. 0.3 ml/Min. 1 ml/Min. 1 ml'M in.	75 Minuten 240 Minuten 240 Minuten 360 Minuten

Die Versuchsergebnisse zeigen, daß im allgemeinen die Menge extrahierter Nicht-Cer-Selienerdmetallmaterialieu mit der Auslaugdauer variiert.

B e i s ρ i e 1 3

Um den liinlluß der Temperatur auf den Gehalt an extrahierten Nicht-Cer-Seltenerdmetallen und Cer-Selmnerdmetallen zu zeigen, wurde eine Auslaugung bei Temperaturen zwischen etwa 29,4 und 60⁰C durchgeführt. Das für diesen Versuch verwendete geröstete Bastnäsiterzkonzentrat war das des. Beispiels 1, und es wurde durch Rösten bei etwa 621 'C während 30 Minuten erhalten. Die geröstete Erzprobe wurde in vier 100-g-Proben unterteilt, zu welchen 80 g Wasser zugesetzt wurden. Zu jeder Probe wurden ferner etwa 75 ml 37°/_oiger Salzsäure während 75 Minuten zugesetzt. Die Aiislaiigung wurde während eines Zeitraumes von insgesamt 4 Stunden unter Kühlung durchgeführt. um die erforderliche Temperatur aufrechtzuerhalten. Das pH der Laugenlösung wurde bei etwa 0,2 pH gehalten. Die Versuchsergebnisse sind in der Tabelle III wiedergegeben.

	Tabelle III	Extraktion LnO CeOi	3.7 1,9 3.1
Aiislaiigung	Temperatur -'O	90,0 85.4 76 4	6.0
I	30 40 ' *i0	73.7
1	60
3 ...»
4

Der Tabelle III ist zu entnehmen, daß der Gehalt an aus dem gerösteten Erz extrahierten Cer-Seltenerdmetall-Bestandteilen kritisch durch die Extraktionstemperatur beeinflußt wird und am niedrigsten zwischen etwa 32.2 und 43 "C ist. während die Nicht-Cer-Substunzcn mit steigender Temperatur fallen. Diese Versuchsergebnisse sind in F i g. 2 der Zeichnung dargestellt, welche graphisch den Gehalt an ausgelaugten Nieht-Cer-Substanzen und Cer-Substanzen zeigt.

Es ist wichtig, daß die Säure während der Laugung langsam zugegeben wird, um zu verhindern, daß der Säuregrad der Lösung auf einen Punkt steigt, bei welchem sich die Cer-Stofic lösen. Es ist also erforderlich. die Auslaugung bei ausreichend niedrigen Temperaturen durchzuführen, um einen Angriff auf das Cer zu verringern und die Löslichkeit der Nicht-Cer-Stoffe zu erhöhen.

Erforderlich ist eine solche Menge Säure, um das Calcium und andere im Bastnäsitkonzentrat vorliegende Carbonate und ähnliche basische Materialien zu neutralisieren plus etwa 0.299 kg Salzsäure (100°/₀) je 0.454 kg LnO. Die Säure wird langsam entweder

ίο mit einer feststehenden Geschwindigkeit und/oder wie erforderlich in einem Maß zugegeben, um ein vorbestimmtes pH der Laugenlösung aufrechtzuerhalten. Das pH für diese Auslaugung ist kritisch und wird je nach der Temperatur der Auslaugung und der Zeit im Bereich von 0,1 bis 1,1 reguliert. Die Selektivität zwischen Nicht-Ccr-Sloffen und Cer-Stoffen der Auslaugung ändert sich mit der Temperatur und dem pH und wird in einer solchen Weise ausgeführt, daß der Angriff auf Cer-Stoffe verkleinert und die Löslichkeit der Nicht-Cer-Stofie erhöht wird.

Das Verfahren der Erfindung ermöglicht eine einfache-und leichte und wirtschaftliche, fast quantitative Trennung der Cer-Stoffe von Nicht-Cer-Stoffen, die aus gerösteten Bastnäsitkonzentraten erhalten sind.

Nach der Erfindung können'50 bis 90% der Nicht-Cer-Stoffe extrahiert werden, es sind vorzugsweise 80 bis 95%, während lediglich 1 bis 15% der Cer-Stoffe, vorzugsweise! bis 4% der Cer-Stoffe, extrahiert werden. Wenn die Erfindung auch brauchbar im Zusammenhang mit der Aufarbeitung von Bastnäsiterzen ist, so kann sie aber auch zur Aufarbeitung verschiedener anderer Seltenerdmetall-Erz-Konzentrate verwendet werden, welche im allgemeinen Bastnäsit ähnlich sind.

Der ungelöste Rückstand, der praktisch das gesamte Cer enthält, wird nach irgendeinem bekannten Verfahren zur Abscheidung des Cers von den Nicht-Seltenerdmetallen getrennt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum selektiven Extrahieren von Cer aus einem Cer enthaltenden Fluorcarbonat, wie Bastnäsiterz oder Bastnäsiterzkonzentrat. durch Abrösten des Erzes an der Luft und Auslaugen des Röstgutes mittels einer wäßrigen Mineralsäure, dadurch gekennzeichnet, daß man das Erz od. dgl. bei einer Temperatur von 482 bis 760" C röstet, das Röstgut mit einer Mineralsäure bei einem pH von etwa 0,1 bis 0,5 und einer Temperatur von etwa 26,7 bis 6O⁰C während V₂ bis 6 Stunden auslaugt, und die wäßrige Lösung,· welche die Nicht-Cer-Bestandteile gelöst enthält, von dem ungelösten, die Cer-Bestandteile enthaltenden Röstgut abtrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einer Temperatur von 566 bis 732⁼C. vorzugsweise von 621 bis 677³C, röstet.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einer Temperatur von 29.4 bis 49⁰C, vorzugsweise von 32,2 bis 40.5⁰C, auslaugt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß man als Mineralsäure H₂SO₄ oder HCl verwendet.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einem pH von 0.2 bis 0,4 auslaugt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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