PL230316B1 - Sposób biochemiczny otrzymywania metali ziem rzadkich z fosfogipsów - Google Patents
Sposób biochemiczny otrzymywania metali ziem rzadkich z fosfogipsówInfo
- Publication number
- PL230316B1 PL230316B1 PL412209A PL41220915A PL230316B1 PL 230316 B1 PL230316 B1 PL 230316B1 PL 412209 A PL412209 A PL 412209A PL 41220915 A PL41220915 A PL 41220915A PL 230316 B1 PL230316 B1 PL 230316B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- rare earth
- phosphogypsum
- earth metals
- separated
- sludge
- Prior art date
Links
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title claims description 41
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims description 40
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 title claims description 33
- 238000002306 biochemical method Methods 0.000 title claims description 6
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Substances [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 28
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 15
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 claims description 14
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 14
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 14
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 13
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical class OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 7
- -1 rare earth oxalates Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 6
- 241000605739 Desulfovibrio desulfuricans Species 0.000 claims description 5
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 claims description 5
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims description 4
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims description 4
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims description 4
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 4
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims description 4
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- 238000012105 stratification Analysis Methods 0.000 claims description 4
- 241000186528 Clostridium tertium Species 0.000 claims description 3
- 241000605716 Desulfovibrio Species 0.000 claims description 3
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 claims description 3
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 claims description 3
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 3
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000002803 maceration Methods 0.000 claims description 3
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000010908 decantation Methods 0.000 claims description 2
- 125000001145 hydrido group Chemical class *[H] 0.000 claims description 2
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims description 2
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims description 2
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000005862 Whey Substances 0.000 description 3
- 102000007544 Whey Proteins Human genes 0.000 description 3
- 108010046377 Whey Proteins Proteins 0.000 description 3
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000605222 Acidithiobacillus ferrooxidans Species 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001474374 Blennius Species 0.000 description 2
- ZQBZAOZWBKABNC-UHFFFAOYSA-N [P].[Ca] Chemical compound [P].[Ca] ZQBZAOZWBKABNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 2
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 2
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 2
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 241001148471 unidentified anaerobic bacterium Species 0.000 description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000193403 Clostridium Species 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical class [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- ZDYUUBIMAGBMPY-UHFFFAOYSA-N oxalic acid;hydrate Chemical compound O.OC(=O)C(O)=O ZDYUUBIMAGBMPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 description 1
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical class OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest zmodyfikowany, biochemiczny sposób odzyskania metali ziem rzadkich z fosfogipsów. Wynalazek dotyczy kompleksowej metody utylizacji fosfogipsów i odzyskania metali ziem rzadkich oraz produktów ubocznych w postaci węglanu wapnia lub nawozu wapienno-fosforowego, kwasu siarkowego lub siarki elementarnej i regeneracji stosowanego w procesie kwasu solnego i amoniaku.
Fosfogipsy jako uciążliwy i szkodliwy dla środowiska produkt odpadowy przy przerobie fosforytów i apatytów są trudne do zagospodarowania i stanowią problem ogólnoświatowy.
Fosfogipsy stanowiące surowiec wyjściowy składają się w 95% z siarczanu wapnia, zanieczyszczonego fosforanami, fluorkami, metalami ciężkimi, zawierają pierwiastki promieniotwórcze i pierwiastki ziem rzadkich. W fosfogipsach pochodzenia apatytowego zawartość metali ziem rzadkich wynosi od 0,6 do 0,95% wag, a w fosfogipsach pochodzenia fosforytowego od 0,4 do 0,6% wag.
Znany jest z opisu patentowego PL157981 sposób biochemiczny otrzymywania metali rzadkich z fosfogipsów, w tym zwłaszcza metali ziem rzadkich, uranu oraz węglanu wapnia i kwasu siarkowego, znamienny tym, że doprowadzone uprzednio do postaci zawiesiny wodnej substraty, stanowiące fosfogipsy pochodzenia fosforytowego i/lub apatytowego oraz melasę lub substancje organiczne zawierające węglowodany, kwasy organiczne, w tym zwłaszcza tłuszczowe, przy zachowaniu stosunku wagowego fosfogipsu do substancji organicznej co najmniej 2,0 w warunkach beztlenowych i przy udziale bakterii anaerobowych rodzaju Desulfovibrio, korzystnie Desulfovibrio desulfuricans a następnie bakterii rodzaju Clostridium poddaje się przy temperaturze 30°C i pH 6,8 przy powolnym mieszaniu procesom redukcji i fermentacji w czasie nie krótszym jak 70 godzin i po zaprzestaniu wydzielania się siarkowodoru przepuszcza się przez tak przygotowaną mieszaninę reakcyjną gazowy dwutlenek węgla, a następnie na podstawie poziomowej stratyfikacji gęstościowej oddziela się węglany metali rzadkich od lżejszego osadu węglanu wapnia i pozostały po wydzieleniu węglanów wapnia i węglanów metali rzadkich roztwór zawraca się do mikrobiologicznej redukcji fosfogipsu, a z siarkowodoru za pomocą bakterii Thiobacillus ferrooxidans otrzymuje się kwas siarkowy, który wykorzystuje się do rozpuszczenia węglanów metali rzadkich, a wydzielający się dwutlenek węgla zawraca się do mikrobiologicznego procesu redukcji i fermentacji, następnie znanymi metodami ekstrakcyjnymi i/lub strąceniowymi otrzymuje się metale ziem rzadkich, a przy zastosowaniu metody wodorotlenkowo-szczawianowej neutralizuje się roztwór kwasu siarkowego do pH 8,5 i wydziela się wodorotlenki metali ziem rzadkich, a następnie szczawiany.
Znana jest z opisu zgłoszenia wynalazku PL79538 z 1985r. metoda odzysku metali ziem rzadkich z fosfogipsów polegająca na tym, że fosfogipsy ekstrahuje się 10%-wym kwasem siarkowym przy stosunku fazowym 1:2, 5 w temperaturze 60°C, a następnie po rozdzieleniu fazy stałej, którą stanowi gips, od fazy ciekłej wytrąca się z roztworu wodorotlenki przez zobojętnienie wodą amoniakalną do pH 8-9, które rozpuszcza się dwukrotnie w kwasie azotowym i przy neutralizacji amoniakiem wytrąca się szczawiany metali ziem rzadkich, które przemywa się, suszy i praży do otrzymania tlenków.
Znana jest z opisu zgłoszenia wynalazku RLJ2487834 metoda odzysku metali ziem rzadkich z fosfogipsów, która polega na obróbce fosfogipsu roztworem kwasu siarkowego i po rozdzieleniu przez filtrację fazy stałej od ciekłej wprowadza się do roztworu kwas szczawiowy lub jego rozpuszczalne sole 250-300% moli w odniesieniu do zawartości metali ziem rzadkich w roztworze i przy neutralizacji do pH 1,0-2,5 wydziela się szczawiany, które oddziela się przez filtrację, przemywa się, suszy i praży.
Znana jest z opisu zgłoszenia wynalazku RLJ2011147548 metoda odzysku metali ziem rzadkich z fosfogipsów, która polega na działaniu roztworem węglanu wapnia 1:1 na fosfogips w celu otrzymania nierozpuszczalnego osadu zawierającego metale ziem rzadkich. Osad rozpuszcza się w roztworze kwasu azotowego, przy stosunku substancja stała-ciecz 1:1,5, a pozostałość przemywa się wodą, którą dołącza się do roztworu. Roztwór zobojętnia się amoniakiem i wydziela się szczawiany metali ziem rzadkich, przemywa się nasyconym 1,5-2,5% kwasem szczawiowym, suszy i praży do uzyskania tlenków.
Znana jest z opisu zgłoszenia wynalazku RLJ2520877 metoda odzysku metali ziem rzadkich z fosfogipsów, polegająca na tym, że fosfogipsy ekstrahuje się kwasem siarkowym i po oddzieleniu fazy stałej stanowiącej gips od fazy ciekłej, metale ziem rzadkich wydziela się na kationicie.
Znana jest z opisu zgłoszenia wynalazku WO2014074029 metoda odzysku metali ziem rzadkich z fosfogipsów, polegająca na tym, że fosfogips ekstrahuje się mieszaniną kwasu siarkowego
PL 230 316 Β1 i azotowego i oddziela się metale ziem rzadkich z roztworu ługującego z zastosowaniem filtra jonowymiennego lub filtra membranowego.
Istotą wynalazku jest sposób otrzymywania metali ziem rzadkich z fosfogipsów, charakteryzujący się tym, że substraty, stanowiące fosfogipsy pochodzenia apatytowego i/lub fosforytowego oraz substancję organiczną, składającą się z węglowodanów, aminokwasów, kwasów organicznych, w tym hydrokwasów, kwasów tłuszczowych, stanowiącą odpady produkcyjne i/lub zmacerowaną substancję pochodzenia roślinnego, doprowadza się do postaci zawiesiny wodnej, przy nawodnieniu około 90% i wskaźniku wagowym fosfogipsu do substratu organicznego co najmniej 1:5, poddaje się fermentacji za pomocą bakterii Desulfovibrio, korzystnie Desulfovibrio desulfuricans w warunkach beztlenowych w temperaturze około 30°C i przy pH od 6,8 do 7,0, utrzymywanym przez dozowanie kwasu mlekowego oraz w czasie nie krótszym, niż 6 dni, zależnym od składu substancji organicznej i aktywności bakterii, przy powolnym mieszaniu i w razie spowolnienia fermentacji wzbogacaniu inoculum do całkowitego rozkładu fosfogipsu i zaprzestania wydzielania się siarkowodoru, z którego otrzymuje się kwas siarkowy lub siarkę elementarną. Natomiast wydzielany podczas fermentacji osad, zawierający metale ziem rzadkich oddziela się od lżejszego osadu węglanów wapnia, zawierających fosfor na podstawie poziomowej stratyfikacji gęstościowej i rentgenowskiej analizy dyfraktometrycznej. Następnie dekantuje się i/lub odwirowuje, roztwarza w kwasie solnym 1:1, filtruje się, wprowadza się nasycony kwas szczawiowy i przy neutralizacji amoniakiem w granicach pH od 1,5 do 2,5 wydziela się szczawiany ziem rzadkich, które suszy się i praży do uzyskania tlenków, a kwas solny i amoniak regeneruje się.
Natomiast osad węglanów wapnia, zawierający fosfor, wydzielony i oddzielony od osadu wzbogaconego metalami ziem rzadkich stanowi nawóz wapienno-fosforowy lub po obróbce tlenek wapnia materiał budowlany.
Maceracja substratów organicznych, pochodzenia roślinnego polega na rozwłóknieniu 0,1% roztworem tlenku wapnia, przy wskaźniku wodnym do suchej masy substancji organicznej 10:1 i ogrzewaniu w temperaturze od 70° do 80°C w ciągu 5 godzin.
Przy zastosowaniu substratu pochodzenia roślinnego w procesie mikrobiologicznej redukcji i w razie obecności nieprzereagowanych cząstek roślinnych w wydzielonym osadzie, zawierającym metale ziem rzadkich korzystnie poddać osad przed dekantacją działaniu beztlenowych bakterii Clostridium tertium w temperaturze około 30°C i przy pH od 6,8 do 7,0 w warunkach beztlenowych.
Sposób według wynalazku pozwala odzyskać metale ziem rzadkich w procesach utylizacji fosfogipsu jako odpadu uzyskanego przy przerobie apatytów i fosforytów.
Sposób umożliwia uzyskanie korzystniejszych ze względów ekonomicznych następujących rozwiązań:
- zastosowanie jako substratów organicznych odpadów produkcyjnych, na przykład odpadów przetwórstwa mleczarskiego i/lub pochodzenia roślinnego, uprzednio zmacerowanych;
- ograniczenie stosowania bakterii Clostridium tertium, wyłącznie do fermentacji osadów zawierających metale ziem rzadkich, pod warunkiem, że występują w tych osadach trudne do przereagowania cząstki roślinne;
- wyłączenie procesu bakteryjnego ługowania uranu za pomocą bakterii Thiobacillus ferrooxidans ze względu na niską zawartość uranu w fosfogipsie, co jak dotychczas decyduje o nieopłacalności tego procesu;
- zastosowanie maceracji substratów pochodzenia roślinnego w celu zwiększenia szybkości fermentacji i czasu rozkładu fosfogipsów;
- zastosowanie kwasu solnego w procesie roztwarzania osadu zawierającego metale ziem rzadkich, korzystniejsze, niż kwasu azotowego lub siarkowego, ponieważ nie tworzą się trudno rozpuszczalne azotany lub siarczany ceru i przez regenerację odzyskuje się kwas solny i amoniak;
Przykład wykonania I
Według sposobu biochemicznego otrzymywania metali ziem rzadkich z fosfogipsu pochodzenia apatytowego, zawierającego 0,9% wag metali ziem rzadkich do wodnej zawiesiny fosfogipsu wprowadza się jako substrat organiczny serwatkę mleczną z 20% dodatkiem melasy, przy wskaźniku wagowym fosfogipsu do substratu organicznego 1:6 i przy 90% nawodnieniu. Mieszaninę poddaje się fermentacji za pomocą bakterii Desulfovibrio desulfuricans w warunkach beztlenowych w temperaturze 30°C i przy pH od 6,8 do 7,0, utrzymywanym przez dozowanie stężonego kwasu mlekowego oraz w czasie 7 dni do całkowitego rozkładu fosfogipsu i zaprzestania wydzielania się siarkowodoru, z którego otrzymuje się kwas siarkowy lub siarkę elementarną. Podczas fermentacji bada się szybkość procesu na podstawie ilości wydzielającego się siarkowodoru od 20 g/dobę do 50 g/dobę oraz gęstość
PL 230 316 Β1 wydzielającego się węglanu wapnia około 7,4 g/cm3. Osad zawierający metale ziem rzadkich oddziela się od lżejszego osadu węglanów wapnia, zawierających fosfor z zastosowaniem poziomej stratyfikacji gęstościowej i rentgenowskiej analizy dyfraktometrycznej, poddaje się dekantacji, odwirowuje, roztwarza się w kwasie solnym 1:1 i filtruje. Następnie wprowadza się nasycony kwas szczawiowy i przy neutralizacji amoniakiem w granicach pH od 1,5 do 2,5 wydziela się szczawiany ziem rzadkich, które suszy się i praży w temperaturze od 850° do 900°C do uzyskania białych tlenków. Wydajność procesu w stosunku do sumy metali ziem rzadkich, zawartych w wydzielonym podczas fermentacji osadzie wynosi 94%.
Przykład wykonania II
W sposobie biochemicznym otrzymywania metali ziem rzadkich z fosfogipsu zawierającego 0,8% wag metali ziem rzadkich stosuje się jako substrat organiczny pochodzenia roślinnego mieszankę wodorostów w ilości 20% i serwatkę mleczną przy wskaźniku wagowym fosfogipsu do substratu organicznego 1:5 i przy nawodnieniu 90%. Wodorosty poddaje się maceracji 0,1% roztworem tlenku wapnia, przy wskaźniku wody do suchej masy 10:1. Otrzymaną zawiesinę roślinną ogrzewa się w temperaturze 80°C w ciągu 5 godzin, następnie miesza z fosfogipsem i serwatką, a po ochłodzeniu do temperatury 30°C prowadzi się proces fermentacji za pomocą bakterii Desulfovibrio desulfuricans w warunkach beztlenowych w ciągu 6 dni, utrzymując pH w granicach od 6,8 do 7,0 przez dozowanie kwasu mlekowego. Podczas fermentacji stosuje się powolne mieszanie i bada się szybkość procesu redukcji i ilość wydzielającego się siarkowodoru od 20 g/dobę do 60 g/dobę oraz gęstość wytrącającego się węglanu wapnia około 7,5 g/cm3. Fermentację prowadzi się do całkowitego rozkładu fosfogipsu i zaprzestania wydzielania się siarkowodoru, z którego otrzymuje się kwas siarkowy lub siarkę elementarną. Osad zawierający metale ziem rzadkich oddziela się od lżejszego osadu węglanów wapnia, zawierających fosfor z zastosowaniem poziomowej stratyfikacji gęstościowej i rentgenowskiej analizy dyfraktometrycznej. Następnie osad poddaje się dekantacji, odwirowuje, roztwarza się lekko ogrzewając w kwasie solnym 1:1 i filtruje. Następnie wprowadza się nasycony kwas szczawiowy i przy neutralizacji amoniakiem w granicach pH od 1,5 do 2,5 wydziela się szczawiany ziem rzadkich, które suszy się i praży w temperaturze od 850° do 900°C do uzyskania białych tlenków. Wydajność procesu w stosunku do sumy pierwiastków ziem rzadkich zawartych w wydzielonym podczas fermentacji osadzie wynosi 92%. Osad węglanów wapnia nadaje się do stosowania jako nawóz wapienno-fosforowy lub po obróbce tlenek wapnia jako materiał budowlany.
Claims (3)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób biochemiczny otrzymywania metali ziem rzadkich z fosfogipsów znamienny tym, że substraty, stanowiące fosfogipsy pochodzenia apatytowego i/lub fosforytowego oraz substancję organiczną, składającą się z węglowodanów, aminokwasów, kwasów organicznych, w tym hydrokwasów, kwasów tłuszczowych, stanowiącą odpady produkcyjne i/lub zmacerowaną substancję pochodzenia roślinnego, doprowadza się do postaci zawiesiny wodnej, przy nawodnieniu około 90% i wskaźniku wagowym fosfogipsu do substratu organicznego co najmniej 1:5, poddaje się fermentacji za pomocą bakterii Desulfovibrio, korzystnie Desulfovibrio desulfuricans w warunkach beztlenowych w temperaturze około 30°C i przy pH od 6,8 do 7,0, utrzymywanym przez dozowanie kwasu mlekowego oraz w czasie nie krótszym, niż 6 dni, zależnym od składu substancji organicznej i aktywności bakterii, przy powolnym mieszaniu i w razie spowolnienia fermentacji, wzbogacaniu inoculum, do całkowitego rozkładu fosfogipsu i zaprzestania wydzielania się siarkowodoru, z którego otrzymuje się kwas siarkowy lub siarkę elementarną, natomiast wydzielający się podczas fermentacji osad, zawierający metale ziem rzadkich oddziela się od lżejszego osadu węglanów wapnia, zawierających fosfor, na podstawie poziomowej stratyfikacji gęstościowej i rentgenowskiej analizy dyfraktometrycznej, następnie dekantuje się i/lub odwirowuje, roztwarza się w kwasie solnym 1:1, filtruje się, wprowadza się nasycony kwas szczawiowy i przy neutralizacji amoniakiem w granicach pH od 1,5 do 2,5 wydziela się szczawiany ziem rzadkich, które suszy się i praży do uzyskania białych tlenków, a kwas solny i amoniak regeneruje się, natomiast osad węglanów wapnia, zawierający fosfor, wydzielony i oddzielony od osadu wzbogaconego metalami ziem rzadkich, stanowi nawóz wapienno-fosforowy lub po obróbce tlenek wapnia - materiał budowlany.PL230 316 B1 5
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że maceracja substratów organicznych, pochodzenia roślinnego polega na rozwłóknieniu 0,1% roztworem tlenku wapnia, przy wskaźniku wodnym do suchej masy substancji organicznej 10:1 i ogrzewaniu w temperaturze 80-90°C w ciągu 5 godzin.
- 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przy zastosowaniu substratu pochodzenia roślinnego w procesie mikrobiologicznej redukcji i w razie obecności nieprzereagowanych cząstek roślinnych w wydzielonym osadzie zawierającym metale ziem rzadkich, korzystnie poddać osad przed dekantacją i odwirowaniem działaniu beztlenowych bakterii Clostridium tertium w temperaturze około 30°C i przy pH od 6,8 do 7,0.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL412209A PL230316B1 (pl) | 2015-05-04 | 2015-05-04 | Sposób biochemiczny otrzymywania metali ziem rzadkich z fosfogipsów |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL412209A PL230316B1 (pl) | 2015-05-04 | 2015-05-04 | Sposób biochemiczny otrzymywania metali ziem rzadkich z fosfogipsów |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL412209A1 PL412209A1 (pl) | 2016-11-07 |
| PL230316B1 true PL230316B1 (pl) | 2018-10-31 |
Family
ID=57210664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL412209A PL230316B1 (pl) | 2015-05-04 | 2015-05-04 | Sposób biochemiczny otrzymywania metali ziem rzadkich z fosfogipsów |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL230316B1 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3723496B1 (en) * | 2017-12-12 | 2023-05-31 | Société des Produits Nestlé S.A. | Complexes of high isoelectric point proteins with casein |
-
2015
- 2015-05-04 PL PL412209A patent/PL230316B1/pl unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3723496B1 (en) * | 2017-12-12 | 2023-05-31 | Société des Produits Nestlé S.A. | Complexes of high isoelectric point proteins with casein |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL412209A1 (pl) | 2016-11-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2416654C1 (ru) | Способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса | |
| WO2011008137A3 (ru) | Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса | |
| RU2543160C2 (ru) | Способ сернокислотного разложения рзм-содержащего фосфатного сырья | |
| US20110237438A1 (en) | Extraction of organic matter from naturally occurring substrates | |
| PL216479B1 (pl) | Sposób wytwarzania kwasów huminowych z węgli brunatnych | |
| PL230316B1 (pl) | Sposób biochemiczny otrzymywania metali ziem rzadkich z fosfogipsów | |
| EP3696142B1 (en) | Method for extracting phosphorus from organic residues | |
| RU2456358C1 (ru) | Способ переработки фосфогипса | |
| KR102722152B1 (ko) | 산을 사용한 포스페이트 공급원의 에칭 방법 | |
| RU2104938C1 (ru) | Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса | |
| RU2525877C2 (ru) | Способ переработки фосфогипса | |
| CN103964588B (zh) | 一种分离氯化铵废水中钙和镁离子的方法 | |
| CN114275802B (zh) | 一种磷矿尾矿规模化消纳及高值化利用的方法 | |
| CN103951024A (zh) | 一种分离氯化钠废水中钙、镁离子的方法 | |
| RU2264998C1 (ru) | Способ получения органоминеральных удобрений из осадков сточных вод | |
| RS62043B1 (sr) | Proces za pripremu kalcijum monohidrogen fosfata | |
| RU2359725C1 (ru) | Способ переработки реакционных масс, образующихся в процессе детоксикации люизита | |
| CN117512351B (zh) | 生物氧化液中有价元素分离提取的工艺方法 | |
| CN112704956A (zh) | 硝酸分解磷矿酸不溶物强化分离方法及酸不溶物的应用 | |
| RU2813490C2 (ru) | Способ переработки природных фосфатов | |
| CN103964556A (zh) | 一种分离硫酸铵废水中钙、镁离子的方法 | |
| TWI836414B (zh) | 液態肥料製造方法 | |
| RU2457267C2 (ru) | Способ переработки фосфогипса с извлечением редкоземельных элементов и фосфора | |
| RU2577891C2 (ru) | Способ получения гуминовых стимуляторов роста | |
| SU688488A1 (ru) | Способ получени сложных удобрений из фосфатных руд |