DE3224856C2

DE3224856C2 -

Info

Publication number: DE3224856C2
Application number: DE3224856A
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Tokyo Jp Inoue
Original assignee: INOUE-JAPAX RESEARCH Inc YOKOHAMA KANAGAWA JP
Current assignee: INOUE-JAPAX RESEARCH Inc YOKOHAMA KANAGAWA JP
Priority date: 1981-07-03
Filing date: 1982-07-02
Publication date: 1988-09-22
Also published as: JPH0120214B2; IT8248750A0; FR2508931B1; GB2102402A; JPS586947A; DE3224856A1; FR2508931A1; IT1148195B; GB2102402B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auf schließen eines Seltenerdminerals oder -konzentrats gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie es aus "Chem. Techn.", Mai 1961, S. 290-291 bekannt ist. Dabei geht es z. B. um den Aufschluß von Monazit und/oder Bastnäsit, um sie zu einer Seltenerdverbindung, z. B. R(OH)₃, aufzutren nen, aus der das gewünschte Seltenerdelement R, wie z. B. Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Samarium oder Gadolinium, oder eine Kombination derselben oder "Mischmetall" (im folgenden allgemein als Seltenerdstoff bezeichnet) einfach gewonnen werden kann.

Es ist auch bekannt, daß Seltenerdstoffe aus einer Auswahl von Mineralvorkommen, wie z. B. Monazit, Bastnäsit, Gadoli nit und Xenotim, die Seltenerdkonzentrate in der Form von (Th, R)PO₄, RFCO₃, (Be, Fe)R₂Si₂O₁₀ bzw. RPO₄ enthalten, extrahiert werden können. Beim Raffinieren ist es daher er forderlich, jedes dieser Ausgangsmaterialien oder Seltenerd konzentrate zu behandeln, um die Seltenerdverbindung von den anderen Bestandteilsanteilen abzutrennen oder zu befreien. Dieser Trennungs- oder Aufschlußschritt wurde bisher rein chemisch durchgeführt. So wurden Monazit, Bastnäsit oder Xenotim mit Schwefelsäure, Natriumsulfat, Natrium hydroxid, Salzsäure und Ammoniumchlorid behandelt, um die Seltenerdverbindung in der Form von R(OH)₃ oder R₂O₃, abge trennt von Thoriumsulfat, Wasserstoffphosphat, Natrium sulfat, Kohlendioxid, Siliziumfluorid, Wasserstofffluorid, Natriumphosphat, Natriumhydroxid, Thoriumhydroxid, Thorium ionen und Sulfat- und/oder Phosphatradikalen, zu gewinnen.

Diese frühen Trennungsverfahren erfordern nicht nur eine hohe Konzentration des Reagensmittels, H₂SO₄, NaSO₄, HCl, NH₄Cl, die zu hohen Kosten führt, sondern sie erfordern auch eine verhältnismäßig hohe Reaktionstemperatur, die bis zu 200 bis 250°C oder um 150°C herum reicht und für eine Dauer von mehreren Stunden aufrechterhalten werden muß. Außerdem können unvermeidlich große Mengen schädlicher Gase, wie z. B. So₂ und HF sowie schädliche Alkalinebel entstehen, die eine große und kostspielige Gasbehandlungsanlage erfor dern. Es ist daher zu bemerken, daß die früheren Trennungs verfahren unerwünscht oder unbefriedigend nicht nur vom Energie- und Rohstoffeinsparungsstandpunkt, sondern auch unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit der Anlage sowie der Kosten der so erzeugten Seltenerdelemente sind.

Ein anderes bisher auf dem Seltenerdmaterialgebiet ange troffenes Problem ist, daß ein vorhandenes Trennungsver fahren (z. B. das alkalische Trennungsverfahren), das auf ein bestimmtes Seltenerdmineral (z. B. Monazit) anwend bar ist, allgemein auf ein anderes Mineral (z. B. Bastnäsit) nicht anwendbar ist. Daher waren, wo zwei verschiedene Arten des Seltenerdrohstoffes im gleichen Mineral vorlie gen, beispielsweise in dem vom Baiyun-Bergwerk in China verfügbaren, das 40% Monazit und 60% Bastnäsit enthält, die bekannten Techniken untragbar unwirksam oder sogar undurchführbar.

Andererseits ist es aus der DE-PS 6 26 822 an sich lange bekannt, Materialien unterschiedlicher Leitfähigkeit, also z. B. Metalle und Metalloxide, induktiv zu erhitzen.

Außerdem ist es aus dem Buch von J. W. Cable "Betriebspraxis der induktiven Erwärmung", 1961, S. 226-229 an sich be kannt, daß eine Frequenz von 1 bis 10 kHz für kernlose Induktions-Schmelzöfen sehr vorteilhaft ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs vorausgesetzten Art zu entwickeln, das verhältnis mäßig einfach, von gutem Energiewirkungsgrad und rohstoff sparend, weniger kostspielig, auch auf gemischte Seltenerd mineralkonzentrate (z. B. Monazit + Bastnäsit) anwendbar und in der Praxis allgemein von der Art des Seltenerdvorkommens unabhängig ist und das außerdem eine höhere Ausbeute an einer zweckmäßigen Seltenerdverbindung, wie z. B. Seltenerd hydroxid (R(OH)₃), Seltenerdsulfat (R(SO₄)₃) oder Selten erdchlorid (RCl₃) liefert und den Anfall schädlicher Gase und Flüssigkeiten verringert.

Die gestellte Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

In den Unteransprüchen 2 bis 8 sind Ausbildungen des Ver fahrens nach Anspruch 1 angegeben.

So kann z. B. auch eine Mischung von Monazit und Bastnäsit nach dem er findungsgemäßen Verfahren trotz der früheren Lehre, daß ein solches gemischtes Seltenerdmineral nur mit Schwierig keit oder bei großem Wirkungsgradverlust aufgeschlossen werden kann, mit guter Wirksamkeit aufgeschlossen werden.

Bezüglich der im Anspruch 5 genannten Elektrolyten wurde gefunden, daß eine alkalische Verbindung, wie z. B. Natriumhydroxid, zur Verwendung im Rahmen der Erfindung besonders geeignet ist.

Die Pulverisierung des pulverförmigen Seltenerdminerals oder -konzentrats wird, wie üblich, vor dem Vermischen mit dem Elektrolyt durch geführt, obwohl das Mineral oder Konzentrat auch nach dem Vermischen mit dem Elektrolyt pulverisiert werden kann.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschau lichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Veran schaulichung eines ersten Ausführungs beispiels der Erfindung; und

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Veran schaulichung eines zweiten Ausführungsbei spiels gemäß der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 enthält eine Vorrichtung ein Behandlungsgefäß 1, das, wenigstens längs seiner Innen oberflächen, aus einem Antisäuren- und/oder Antibasenmaterial zusammengesetzt ist. Das Behandlungsgefäß 1 ist auch starr und so aufgebaut, daß sein Innenraum dicht abgedichtet ist. Eine aufzuschließende Materialmasse 2 wird in diesen Raum durch eine Einlaßöffnung 1 a eingeführt. Die Einlaßöffnung 1 a ist mit einer Tür 3 versehen, die für den Betrieb der Vorrichtung geschlossen wird. Die im Behandlungsgefäß 1 aufzuschließende Materialmasse 2, die eine Mischung eines vorher zu Teilchengrößen von beispielsweise 0,074 bis 0,038 mm lichter Siebmaschenweite pulverisierten Selten erdminerals oder -konzentrats mit einem flüssigen Elektro lyt ist und sich in der Form einer ausreichend gemischten oder gekneteten Trübe oder eines entsprechenden viskosen Schlamms befindet, wird in das Behandlungsgefäß 1 einge führt und in einem auf einem Tisch 5 darin montierten Be hälter 4 angeordnet.

Ebenfalls im Behandlungsgefäß 1 gezeigt ist eine die Material masse 2 umgebend angeordnete und von einer Hochfrequenz stromquelle 7 gespeiste Spule 6 zur induktiven Erhitzung der Materialmasse 2 und Erzeugung elektrischer (Mikro- oder Funken-)Entladungen zwischen deren Teilchen. Die Spule 6 weist nicht dargestellte Kühlmittel auf. Die Stromquelle 7 ist mit einer Steuereinheit 8 zum justierbaren Steuern der Größe des von der Stromquelle 7 durch die Spule 6 fließenden Ausgangsstroms oder der auf die Materialmasse 2 einwirkenden Heizenergie und der Abgabezeit des Heiz stroms oder der Heizenergie ausgerüstet. So kann der Aus gangsstrom der Stromquelle 7 pulsierend sein, und die Impulsdauer und das Impulsintervall sowie deren Größe können durch die Steuereinheit 8 gesteuert werden. Während der in duktiven Erhitzung und der Entladungsbehandlung der Material masse 2 erzeugte Gase und Nebel werden aus dem Behandlungsge fäß 1 durch eine Leitung 9 mittels einer Absaugeinheit 10 entfernt, das eine Vakuumpumpe und eine Gasbehandlungsein heit aufweisen kann. In der Leitung 9 ist ein Ventil 11 vor gesehen. Außerdem ist eine Gasquelle 12 zum Zuführen eines geeigneten Gases in das Behandlungsgefäß 1 durch eine Lei tung 13 mit den Zwecken der Förderung der Behandlungsreaktionen im Behandlungsgefäß 1, der Verdünnung der erzeugten Gase und Nebel im Sinne einer Feuerverhinderung und Umweltverschmutzungs verhinderung, einer Erleichterung der Behandlung dieser Gase und Nebel in der Einheit 10 und/oder des Haltens des Raumes im Behandlungsgefäß 1 unter geeigneten Druck- und Tempe raturbedingungen vorgesehen. In der Leitung 13 befindet sich ein Ventil 14.

Bei dem die Materialmasse 2 darstellenden Seltenerdmineral- oder -konzentratpulver handelt es sich um eine Seltenerd mineralmasse, die vorher pulverisiert und dann einer Schwere konzentration zur Beseitigung von Verunreinigungen, wie z. B. Kieselsäuresand, und außerdem einer magnetischen oder elektromagnetischen Konzentration zur Beseitigung von Eisenerzen unterworfen wurde, so daß das Mineral eine Seltenerdkonzentration von wenigstens 60 Gew.- oder Vol.- % aufweisen kann. Solche Konzentrationsvorbehandlungen sind hier vor allem im Hinblick auf eine wirksame Aus nutzung der für die induktive Erhitzung und die Entladungs behandlung im Behandlungsgefäß 1 verbrauchten elektrischen Energie vorteilhaft. Es ist jedoch zu bemerken, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch auf ein Seltenerdmineral einer Seltenerdkonzentration von etwa weniger als 50 Gew.- oder Vol.-% anwendbar ist. So kann man die Schwerekonzen tration und die magnetische oder elektromagnetische Konzen tration auslassen, wenn die Kosten für diese Konzentrations behandlungen höher als die Kosten für die Überschuß- Elektroenergie sind, die aufgrund der höheren Konzentration der Verunreinigungen bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigt wird.

Während ein Seltenerdkonzentrat selbst einen hohen Wider stand hat oder dielektrisch ist, wird durch seine Ver mischung mit einem flüssigen Elektrolyt eine Masse mäßigen Widerstandes, d. h. in der Größenordnung von Ohm · cm, ge schaffen, die wirksam induktiv erhitzt werden und wirksam elektrische Entladungen zwischen ihren Teilchen entwickeln kann. Wenn die gemischte Materialmasse 2 oder der daraus gebildete Körper auf mehr als etwa 100°C erhitzt wird, verdampft die wässerige Flüssigkeit und geht in den Gas zustand über, so daß sich Gasblasen in den Zwischen räumen der Teilchen entwickeln. Nach der Entwicklung dieser Blasen, die zu einer Ausdehnung nach außen neigen, kommt es bei dem Wirbelstrom, der durch die Materialmasse 2 mittels Durchganges des Hochfrequenzstromes durch die Spule 6 erzeugt wird, zu Unterbrechungen. Das Ergebnis hiervon ist eine örtliche und verteilte Entwicklung von Mikro- oder Funkenentladungen (gemäß Beobachtung unter Annahme von punktartigen blau-weiß und rot gefärbten Lichtern) zwischen den Teilchen in der gesamten Masse 2. Die Seltenerdkonzentratteilchen werden so örtlichen be nachbarten Entladungssäulen ausgesetzt und machen bei einer örtlichen hohen Temperatur der Entladung und in der Gegenwart des reaktiven Elektrolyten eine Zersetzung und Reduktion durch. Als Ergebnis wird, wenn der Elektro lyt beispielsweise Ätznatron (NaOH) ist, ein Seltenerd hydroxid (R(OH)₃) gebildet. Aufgrund der Anwesenheit eines Wassergehalts wird die Masse 2 ohne Zufuhr von außergewöhnlich hoher Energie oder von Heizenergie außer gewöhnlich hohen Durchsatzes nicht auf so eine hohe Tempe ratur wie über 200°C erhitzt. Es kann angenommen werden, daß wenigstens ein Teil der Seltenerdkonzentratteilchen bei einer Temperatur von etwa 100°C in einen zum Ablauf der Trennung mit einer Säure oder einer Base gerade bereiten Zustand kommt. Wenn diese Teilchen in Kontakt mit einer Funken- oder Mikroentladungssäule kommen, werden die er forderlichen Reaktionen offenbar gefördert.

Bei einem anderen, in Fig. 2 dargestellten Ausführungs beispiel der Erfindung wird die induktive Erhitzung einer Seltenerdmineralmasse 2 mit Mikrowellen erzielt, die von einer Mikrowellenröhre, etwa einem Magnetron 15 abgestrahlt werden. Die Mikrowellenröhre 15 wird von einer Stromquelle 16 mit einer Steuereinheit 17 gespeist. Die Stromquelle 16 wird mittels der Steuereinheit 17 so eingestellt, daß sie ein Mikrowellenstrahlenbündel einer Frequenz zwischen 300 MHz und 300 GHz von der Mikrowellenröhre 15 liefert. Die Steuereinheit 17 wird auch zum justierbaren Variieren der Energie der Mikrowellen sowie der Zeitdauer und des Intervalls der Einwirkung der Mikrowellen verwendet. In der Vorrichtung nach Fig. 2 werden gleiche Bezugsziffern zur Bezeichnung gleicher Teile oder funktionell gleicher Teile wie in Fig. 1 verwendet, wobei die Material masse 2 hier durch drei oder mehr einzelne Massen statt einer Masse in Fig. 1 dargestellt wird. Außerdem ist der Behälter 4 hier auf einem drehbaren Tisch 18 montiert ge zeigt, der drehbar auf der Basis 5′ montiert ist, und es ist außerdem ein Ventilator 19 vorgesehen, um die Verteilung der von der Mikrowellenröhre 15 ausgestrahlten Mikrowellen über den einzelnen Massen 2 im Behälter 4 gleichmäßig zu machen.

Die Mikrowellenröhre 15 macht von den Prinzipien der elektromagnetischen Induktionserhitzung oder dielektrischen Erhitzung Gebrauch und arbeitet gewöhnlich unter Abgabe der Hochfrequenzwellen im Frequenzbereich zwischen 1 und 3 GHz. Wenn jede der Massen 2 mit einem Mikrowellenstrahlen bündel bestrahlt wird, wird sie aufgrund des dadurch auf tretenden dielektrischen Verlustes induktiv erhitzt. Gleich zeitig neigen Ladungen zur Ansammlung an der Oberfläche der Seltenerdkonzentratteilchen und führen zu örtlichen Funken- oder Mikroentladungen durch deren Zwischenräume in jeder Masse 2. Wenn die Masse 2 induktiv durch dielektrische Er hitzung auf eine Temperatur von 100°C oder mehr erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten wird, ergeben sich eine Verdampfung des Wassergehalts derselben und eine Abgabe von darin eingeschlossenen Gasen. Die fortgesetzte Ver dampfung und Gasabgabe führen zur Entwicklung von durch die ganze Masse 2 verteilten Funken- und Mikroentladungen wie im vorigen Ausführungsbeispiel. Die induktive Erhitzung und die Ansammlung elektrischer Ladungen werden wirksam aufgrund der Tatsache erreicht, daß das Seltenerdkon zentrat eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweist. Die Funken- oder Mikroentladungen werden vollständig durch die Masse 2 hindurch erzeugt und ermöglichen ohne eine erheb liche Erhöhung deren Temperatur eine Dissoziation und Reduktion des Konzentrats mit einer durch Entladungen erzeugten örtlichen hohen Wärmeenergie und in der Gegen wart des reagierenden Elektrolyten.

Sowohl beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 als auch bei dem nach Fig. 2 wird die Temperatur der Masse 2 selbst insgesamt nicht allzusehr angehoben. Dies ermöglicht, daß nur eine verringerte Menge der Nebel und Gase, die schäd lich und schwierig zu behandeln sind, erzeugt wird. Dies macht es ggf. auch möglich, viel weniger strenge Arbeits bedingungen, was die Behandlung dieser Gase und Nebel be trifft, zu wählen und die Behandlungseinrichtung weniger raumaufwendig und viel einfacher als bei den bekannten Ver fahren zu machen.

Abhängig von der Art des verwendeten Elektrolyten ist es auch möglich, eine höhere Energie zuzuführen und so eine Erhitzung der Masse 2 auf eine höhere Temperatur von 200 bis 300°C oder mehr (etwa bis 1000°C) zu ermöglichen, so daß die Reaktion mit höherer Geschwindigkeit ablaufen kann. So kann bei Verwendung eines alkalischen Elektrolyten, wie z. B. von Ätznatron (NaOH), womit einer erhebliche Ver ringerung schädlicher Gase, wie z. B. SO_x, möglich ist, eine größere Energiezufuhr zur Steigerung der Geschwindig keit der Reaktion angewandt werden.

Beispiel I

Ein flüssiger Elektrolyt besteht aus einer wässerigen Lösung, die 50 Gew.-% Natriumhydroxid (NaOH) enthält, und jedes von den unten angegebenen verschiedenen Seltenerdkonzentraten wird mit dem flüssigen Elektrolyt in einem Volumenverhältnis von 1 : 2 vermischt. Das Konzentrat ist in der Form von Teil chen mit einer Teilchengröße von 0,047 mm lichter Sieb maschenweite. Die Mischung wird einer Induktionserhitzung unterworfen, wie vorstehend erläutert wurde, und man beob achtet, daß winzige elektrische Entladungen blauer oder grün-blauer Farbe durch die Mischung verteilt auftreten. Es wurde gefunden, daß:

1. Wenn das Seltenerdkonzentrat oder Xenotim (RPO₄) ist, Seltenerdhydroxid (R(OH)₃) und Natriumphosphat (Na₂PO₄) erzeugt werden und sich kein schädliches Gas bildet.
2. Wenn das Seltenerdkonzentrat Bastnäsit ist, Seltenerd hydroxid (R(OH)₃), Natriumfluorid (NaF) und Natrium karbonat (Na₂CO₃) erzeugt werden und sich kein schädliches Gas bildet.
3. Wenn das Seltenerdkonzentrat eine Mischung von Monazit (4 Teile) und Bastnäsit (6 Teile) ist, Seltenerdhydroxid (R(OH)₃), Natriumphosphat (Na₂PO₄), Natriumfluorid (NaF) und Natriumkarbonat (Na₂CO₃) erzeugt werden und sich kein schädliches Gas bildet.

In jedem der vorstehenden Fälle scheint die Ausbeute einen so hohen Wert wie 90 bis 95% oder mehr zu erreichen. So wird anfänglich der Gehalt der Seltenerdelemente in jedem Konzentrat gemessen. Nach der Induktionserhitzung wird der Seltenerdhydroxid (R(OH)₃)-Niederschlag durch Filtrieren erfaßt und mit Wasser bei 100°C gewaschen. Das gewaschene Seltenerdhydroxid wird dann mit einer 5%igen Chlorsäure lösung bei 100°C 40 min zum Erhalten einer Lösung gewaschen. Nach Einstellen deren pH-Wert auf 5,8 bis 6,0 wird die Lö sung vom Niederschlag, der Thoriumhydroxid, Yttriumverbindungen und eine geringere Menge Seltenerdstoff enthält, befreit und durch Sieden konzentriert. Dann erhält man durch Trocknen des Kon zentrats das Seltenerdchlorid (RCl₃) und mißt dieses, wobei sich eine Ausbeute des Seltenerdstoffes von 92 bis 93% ergibt. Alternativ kann die obige Lösung mit Natrium hydroxid neutralisiert werden, um einen das Seltenerd hydroxid enthaltenden Niederschlag zu ergeben. Dieses Ver fahren liefert ebenfalls eine Ausbeute an 92 bis 93% Seltenerdstoff.

Beispiel II

Ein flüssiger Elektrolyt besteht aus einer wässerigen Lö sung von Ammoniumchlorid (NH₄Cl), mit der ein gemischtes Seltenerdkonzentrat vermischt wird, das Monazit (4 Teile) und Bastnäsit (6 Teile) enthält. Es wurde gefunden, daß eine induktive Erhitzung dieser Mischung und das Unterwerfen deren Teilchen den sich dabei ergebenden winzigen elektri schen Entladungen zu Seltenerdhydroxiden (R(OH)₃) und Selten erdchloriden (RCl₃) führen, wobei zusätzlich schädliche Gase, wie z. B. Fluor (F₂), Fluorwasserstoff (HF), Chlor (Cl₂) und Ammoniumfluorid (NH₄F) zusammen mit anderen schädlichen Gasen in geringeren Mengen einschließlich NH₄HF₂, PCl₃ und POCl entstehen. Gleichzeitig wird auch Phosphorsäure gebil det.

Beispiel III

Ein flüssiger Elektrolyt besteht aus einer wässerigen Lö sung von Natriumchlorid, womit eine Mischung aus Monazit und Bastnäsit vermischt wird. Es wurde gefunden, daß eine induktive Erhitzung dieser Mischung und die Behandlung de ren Teilchen mit den sich dabei ergebenden winzigen elek trischen Entladungen R(OH)₃ und RCl₃ zusammen mit geringen Mengen schädlicher Gase einschließlich NaF, Cl₂, PCl₃ und POCl erzeugen. Gleichzeitig wird auch Natriumphosphat (Na₃PO₄) gebildet.

Beispiel IV

Ein flüssiger Elektrolyt besteht aus Schwefelsäure (H₂SO₄) oder einer wässerigen Lösung davon, womit eine Mischung aus Monazit und Bastnäsit vermischt wird. Es wurde gefunden, daß eine induktive Erhitzung dieser Mischung und die Be handlung deren Teilchen mit den sich dabei ergebenden win zigen elektrischen Entladungen Seltenerdsulfate [R₂(SO₄)₃] Phosphorsäure (H₃PO₄) und schädliche Gase einschließlich F₂, HF und SO_x erzeugen.

Beispiel V

Ein flüssiger Elektrolyt besteht aus einer wässerigen Lö sung von Natriumkarbonat (Na₂CO₃), womit eine Mischung aus Monazit und Bastnäsit vermischt wird. Es wurde gefunden, daß eine induktive Erhitzung dieser Mischung und die Be handlung deren Teilchen mit den sich dabei ergebenden winzigen elektrischen Entladungen Seltenerdhydroxide [R(OH)₃] und Natriumphosphat (Na₃PO₄) erzeugen. Es bildet sich kein schädliches Gas.

Beispiel VI

Ein flüssiger Elektrolyt besteht aus einer wässerigen Lö sung von Kaliumhydroxid (KOH), womit eine Mischung aus Monazit und Bastnäsit vermischt wird. Es wurde gefunden, daß eine induktive Erhitzung dieser Mischung und die Be handlung deren Teilchen mit den sich dabei ergebenden elektrischen Entladungen Seltenerdhydroxide [R(OH₃)], Kaliumphosphat (K₃PO₄), Kaliumfluorid (KF) und Kalium karbonat (K₂CO₃) erzeugen. Es bildet sich kein schädliches Gas.

Beispiel VII

Ein aus 30% Monazit und 70% Bastnäsit bestehendes Selten erdmineralkonzentrat enthält Seltenerdkomplexe in einer Menge, die bei Berechnung als Seltenerdoxide (R₂O₃) 60 Vol.-% ist. Das Konzentrat wird zu Teilchen zerkleinert, so daß 99% davon eine Teilchengröße von 0,074 mm lichter Sieb maschenweite haben. In Gewichtsanteilen werden 2 Teile der Teilchen mit 1 Teil Ätznatron und 0,4 Teilen Wasser vermischt, so daß 1 Mol des Seltenerdkonzentrats je 3 Mole Ätznatron in der Mischung vorliegt und in der Lösung sus pendiert ist.

Die schlammartige Mischung von 60 g wird zu einzelnen Schei ben geformt, die jeweils einen Durchmesser von 30 mm und eine Dicke von 6 bis 8 mm haben. Diese scheibenförmigen Massen werden in einen Hochfrequenz-Induktionserhitzungs ofen eingeführt, wie er allgemein in Fig. 1 gezeigt ist, und darin durch einen Hochfrequenz-Induktionserhitzungs strom einer Frequenz von 40 kHz, der durch eine Spule 6 fließt, für eine Zeitdauer von 10 min bei einem Heiz durchsatz von 26 739,2 J/min erhitzt. Der Niederschlag wird mit Wasser bei 100°C oder Raumtemperatur fünfmal gewaschen und dann getrocknet, wobei eine Menge von 36,5 g Seltenerdhydroxid erhalten wird. Das letztere wird mit einer wässerigen Lösung von 300 ml gelöst, die 35 bis 40 Gew.-% Chlorwasserstoff enthält, und 10 min auf eine Temperatur von 105°C erhitzt. Der Niederschlag, der nach dreimaliger Durchführung dieser Säuresolubilisierung erhalten wurde, wurde entwässert und lieferte einen Rückstand von 0,8 g in der Form von Seltenerdchlorid.

Beispiel VIII

Eine Masse von 83 g der im Beispiel VII angegebenen schlamm artigen Mischung wird induktiv erhitzt, indem sie mit einem Mikrowellenstrahlenbündel einer Frequenz von 2450 MHz aus einem Magnetron mit einem Heizdurchsatz von 26 739,2 J/min während 15 min bestrahlt wird. Dann wird die behandelte Masse wie im Beispiel VII mit Wasser fünfmal gewaschen, einer Filtration unterworfen und dann getrocknet, wobei eine Menge von 57,5 g Seltenerdhydroxid erhalten wird. Als das letztere während 10 min mit 400 ml einer wässerigen, 36 Gew.-% Chlorwasserstoff enthaltenden, auf eine Temperatur von 105°C erhitzten Lösung gelöst wurde, erhielt man 1,8 g eines aus Seltenerdchlorid bestehenden Rückstandes.

Die Röntgenanalyse der in den Beispielen VII und VIII er haltenen Seltenerdhydroxid-Niederschläge zeigt, daß sie praktisch keine Spur der Seltenerdoxide enthalten, was zeigt, daß die Oxide im wesentlichen vollständig zum Hydroxid reduziert sind.

Claims

1. Verfahren zum Aufschließen eines Seltenerdminerals oder -konzentrats in pulverisierter Form zur Gewinnung einer Seltenerdmetallverbindung daraus, bei dem Teilchen des Seltenerdminerals oder -konzentrats mit einer wässeri gen Lösung eines zur chemischen Reduktion des Seltenerdmi nerals oder -konzentrats geeigneten Elektrolyten zur Bil dung einer schlammartigen Masse vermischt werden und die erhaltene Masse erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse durch Anlegen eines elektrischen Hochfrequenzfel des einer Frequenz zwischen 50 Hz und 100 kHz oder durch Bestrahlen mit Mikrowellen einer Frequenz zwischen 300 MHz und 300 GHz induktiv erhitzt wird unter Ausbildung elektri scher Mikro- oder Funkentladungen zwischen den Teilchen der Masse.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mineral oder Konzentrat verwendet wird, das wenigstens einen Seltenerdbestandteil in Oxidform enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Seltenerdmineral oder -konzentrat verwendet wird, das wenigstens ein aus der aus Monazit, Bastnäsit, Gadolinit und Xenotim bestehenden Gruppe gewähltes Material enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Seltenerdmineral oder -konzentrat eine Mischung von Monazit und Bastnäsit verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektrolyt verwendet wird, der wenigstens ein aus der aus Kaliumacetat, Ammoniak, Ammoniumchlorid, Natriumchlo rid, Schwefelsäure, Natriumcarbonat, Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid bestehenden Gruppe ausgewählter Stoff ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein pulverisiertes Seltenerdmineral oder -konzentrat ver wendet wird, das eine Teilchengröße im Bereich von 0,15 bis 0,038 mm lichter Siebmaschenweite aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse mit einem pulsierenden elektrischen Feld erhitzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse mit einem pulsierenden Mikrowellenstrahl einer Frequenz zwischen 300 MHz und 300 GHz bestrahlt wird.