PL67424B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 28.11.1973 I KI. 12m, 17/00 MKP COlf 17/00 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Arnold Puszkiewicz, Michal Pilecki, Maria Klimek, Pawel Franik, Ryszard Sohajko Wlasciciel patentu: Instytut Chemii Nieorganicznej, Gliwice (Polska) Sposób otrzymywania koncentratu wodorotlenków pierwiastków ziem rzadkich ze szlamu powstajacego przy czesciowym zobojetnianiu kwasu fosforowego uzyskanego przez rozklad koncentratu apatytowego kwasem siarkowym Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia koncentratu wodorotlenków ziem rzadkich, ze szlamu, powstajacego przy czesciowym zobojetnia¬ niu kwasu fosforowego, uzyskanego przez rozklad koncentratu apatytowego kwasem siarkowym.W znanych dotychczas sposobach otrzymywania pierwiastków ziem rzadkich z koncentratu apaty¬ towego stosuje sie rozklad apatytu kwasem azo¬ towym lub solnym, przy czym cala ilosc pierwiast¬ ków ziem rzadkich przechodzi do roztworu kwasu fosforowego, zawierajacego nadmiar kwasu azoto¬ wego lub solnego. Przy zobojetnianiu kwasu fosfo¬ rowego otrzymanego powyzszymi metodami wy¬ dzielaja sie fosforany pierwiastków ziem rzadkich w postaci szlamu. Szlam ten stanowi koncentrat ziem rzadkich, gdyz zawiera okolo 30% tlenków tych pierwiastków w przeliczeniu na sucha sub¬ stancje. Tak otrzymany koncentrat rozpuszcza sie w kwasie mineralnym i z przesaczu wytraca sie osady szczawianów lub podwójnych siarczanów pierwiastków ziem rzadkich, które poddaje sie oczyszczaniu przez kilkakrotne kolejne stracanie i rozpuszczanie.Przy rozkladzie apatytu kwasem siarkowym prze¬ wazajaca ilosc pierwiastków ziem rzadkich pozos¬ taje w osadzie fosfogipsu i moze byc z niego wy¬ odrebniona przez konwersje amoniakiem, wegla¬ nem sodowym lub amonowym, natomiast mniej¬ sza czesc przechodzi do roztworu kwasu fosforo¬ wego i przy zobojetnianiu go podczas produkcji 15 20 25 30 fosforanów jedno- i dwualkalicznego przechodzi do szlamu skladajacego sie z fosforanów róznych me¬ tali, w którym stezenie tlenków ziem rzadkich w przeliczeniu na sucha substancje wynosi zaledwie 1,5%. Z osadu tego odzyskuje sie jon fosforanowy w postaci fosforanu trójlsodowego przez wytrawie¬ nie szlamu roztworem lugu sodowego. Stala po¬ zostalosc po wytrawieniu stanowi odpad, którego dotychczas nie wykorzystywano, gdyz nie znano ekonomicznych metod wyodrebniania pierwiastków ziem rzadkich ze szlamów powaznie zanieczysz¬ czonych i zawierajiacych przy tym tylko niewielka ilosc substancji praktycznie uzytecznych.Znany 'sposób usuwania wapnia i innych pier¬ wiastków dwuwartosciowych z koncentratów fosfo¬ ranowych ziem rzadkich, polegajacy na przerobie koncentratów fosforanowych za pomoca odmywa- nia rozcienczonymi kwasami mineralnymi w pod¬ wyzszonej temperaturze w obecnosci soli jednowar- tosciowych, dotyczy przerobu koncentratów o za¬ wartosci (pierwiastków ziem rzadkich rzedu kilku¬ dziesieciu procent w przeliczeniu na Ln203.Celem wynalazku bylo opracowanie sposobu po¬ zwalajacego na wydobycie koncentratu ziem rzad¬ kich ze szlamów odpadowych, które dotychczas nie byly uzdatniane, powstajacych przy zobojetnie¬ niu kwasu fosforoweigo weglanem sodowym pod¬ czas produkcji fosiforanu sodowego.Sposobem wedlug wynalazku szlamy odpadowe, powstajace podczas czesciowej neutralizacji kwasu 67 42467 424 3 fosforowego, po wytrawieniu za pomoca lugu so¬ dowego, poddaje sie najpierw konwersji rozcien- , czonym 10% kwasem isolnyim. W warunkach tych pierwiastki ziem rzadkich wystepujace w odpa¬ dzie w postaci wodorotlenków przechodza do roz¬ tworu wraz z towarzyszacymi im zwiazkami ty¬ tanu i zelaza. Otrzymany roztwór wygrzewa sie nastepnie w temperaturze 90—100°C w ciagu co najmniej godziny w celu zhydrolizowania chlorku tytanu, który wytraca sie. W celu uzyskania lepiej saczacego sie hydrolizatu korzystne jest dodawanie opilków zeliwnych w czasie hydrolizy. Po odsa¬ czeniu hydrolizatu przesacz zobojetnia sie woda amoniaJkalna do wartosci pH~6, w celu wytracenia wodorotlenków zelaza i pierwiastków ziem rzad¬ kich.Ilosciowo najpowazniejsze zanieczyszczenia jak zwiazki wapnia i magnezu pozostaja przy tym w roztworze. Osad wodorotlenków przerabia sie dalej w znany sposób, przez rozpuszczenie go w 20% kwasie siarkowym i równoczesne zadanie siarcza¬ nem sodowym. Wytracaja sie przy tym podwójne siarczany pierwiastków ziem rzadkich i sodu, juz oczyszczone od zwiazków zelaza, które dalej prze¬ rabia sie na wodorotlenki.W rezultacie opracowanej metody z odpadowego szlamu poneutralizacyjnego otrzymuje sie koncen¬ trat ziem rzadkich zawierajacy 70—80% Ln2Os bez zawartosci zanieczyszczen utrudniajacydh jego za¬ stosowanie.Przyklad. 5 kg iszlamów paneutralizacyjnych, wilgotnych, zawierajacych okolo 55% wody oraz okolo 40% P205 i okolo l,5,/o Iin2Os w suchej sub¬ stancji, miesza sie z 30 kg 8% roztworu NaOH, ogrzewa do temperatury blisko 100° i w tej tem¬ peraturze utrzymuje sie zawiesine przy ciaglym mieszaniu w czasie 1 godziny. Zawiesine odsacza sie; przesacz sluzy do otrzymania fosforanu trój- sodowego, a osad w ilosci okolo 3 kg zawierajacy okolo 75% wilgoci przemywa sie woda i rozpuszcza w 9 kg 100/o roztworu kwasu solnego. Otrzymany roztwór ogrzewa sie do temperatury okolo 35° i utrzymuje w tej temperaturze w ciagu godziny 4 przy ciaglym mieszaniu w cehi przeprowadzenia hydrolizy chlorku tytanu. Podczas hydrolizy do¬ daje sie 10 g opilków zeliwnych. Nastepnie zawie¬ sine rozciencza sie dwukrotna iloscia wody i od- 5 sacza hydrolizat tytanu. Przesacz zobojetnia sie 10% roztworem amoniaku do pH okolo 6. Wytracony osad wodorotlenków Fe i pierwiastków ziem rzad¬ kich po przemyciu rozpuszcza sie w 4 kg 20% kwa¬ su siarkowego i zadaje przy temperaturze 50°C 10 stalym dziesieciowodnym siarczanem sadowym w ilosci 300 g. Po 1/2 godziny mieszania w wymie¬ nionej temperaturze zawiesine krysztalów pozosta¬ wia sie na 4 godziny do sedymentacji. Otrzymuje sie 130 g osadu wilgotnych podwójnych siarcza- 15 nów, zawierajacego 39,6% tlenków ziem rzadkich w suchej substancji. Wilgotny osad podwójnych siar¬ czanów poddaje sie dzialaniu 200 g 15% roztworu NaOH w temperaturze 95—100°C, odsacza, prze¬ mywa i suszy w temperaturze 120C°. Otrzymuje 20 sie 22 g suchych wodorotlenków o zawartosci 76,7% tlenków ziem rzadkich. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe 25 Sposób otrzymywania koncentratów wodorotlen¬ ków pierwiastków ziem rzadkich ze szlamu po¬ wstajacego przy czesciowym zobojetnianiu kwasu fosforowego, uzyskanego przez rozklad koncentratu 30 apatytowego kwasem siarkowym i nastepnie wy¬ trawionego roztworem lugu sodowego, znamienny tym, ze stala pozostalosc z wytrawiania lugiem sodowym rozpuszcza sie 10% kwasem solnym i ogrzewa w temperaturze 90—100°C w ciagu co 35 najmniej 1 godziny w celu zhydrolizowania chlor¬ ku ityitanu i wytracenia hydrolizatu, po czym po odsaczeniu osadu przesacz zobojetnia sie woda amo¬ niakalna do pH~6, a wytracone przy tym wodo¬ rotlenki pierwiastków ziem rzadikich i zelaza prze- 40 rabia sie dalej w znany sposób przez rozpuszczenie ich w kwasie siarkowym, wytracenie podwójnych siarczanów pierwiastków ziem rzadkich i sodu i przeprowadzenie ich ponownie w wodorotlenki. Flltk zam. 4186/72 r. 100 egz. A4 Cena zl 10,— PL PL