RU2171303C1 - Способ переработки лопаритового концентрата - Google Patents

Способ переработки лопаритового концентрата Download PDF

Info

Publication number
RU2171303C1
RU2171303C1 RU2000132490/02A RU2000132490A RU2171303C1 RU 2171303 C1 RU2171303 C1 RU 2171303C1 RU 2000132490/02 A RU2000132490/02 A RU 2000132490/02A RU 2000132490 A RU2000132490 A RU 2000132490A RU 2171303 C1 RU2171303 C1 RU 2171303C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concentrate
rare
earth elements
nitric acid
solution
Prior art date
Application number
RU2000132490/02A
Other languages
English (en)
Inventor
Н.В. Зоц
С.В. Шестаков
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Росредмет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Росредмет" filed Critical Закрытое акционерное общество "Росредмет"
Priority to RU2000132490/02A priority Critical patent/RU2171303C1/ru
Priority to PCT/RU2000/000528 priority patent/WO2002052050A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2171303C1 publication Critical patent/RU2171303C1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • C22B3/06—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic acid solutions, e.g. with acids generated in situ; in inorganic salt solutions other than ammonium salt solutions
    • C22B3/065—Nitric acids or salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B60/00—Obtaining metals of atomic number 87 or higher, i.e. radioactive metals
    • C22B60/02—Obtaining thorium, uranium, or other actinides
    • C22B60/0291—Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining thorium
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Способ относится к металлургии и заключается в измельчении концентрата до крупности частиц по меньшей мере 0,075 мм с классификацией, вскрытии лопаритового концентрата слабой 47 - 55%-ной азотной кислотой при 115 - 118°С и непрерывном перемещении пульпы через ряд последовательно соединенных реакторных объемов. Полученный при вскрытии концентрата гидратный кек окислов тугоплавких металлов отмывают водой с получением чистого гидратного кека и объединенного азотнокислого раствора редкоземельных элементов с примесями и активностью, который нейтрализуют и дезактивируют с переводом в осадок всех примесей, включая торий и мезоторий. Чистый нитратный раствор редкоземельных элементов обрабатывают содой и осаждают сумму карбонатов редкоземельных элементов. Переработку фильтрата осуществляют упаркой до концентрации 500 - 600 г/л и последующим гидролизом при 600 - 800°С с получением элементарного азота, кислорода и двуокиси углерода в отходящих газах, а также соды, которую подают на нейтрализацию азотнокислого раствора и на осаждение карбонатов редкоземельных элементов, при этом отходящие газы подвергают мокрой очистке водой, после чего сбрасывают в атмосферу. Способ обеспечивает снижение расходов, уменьшает себестоимость продукции.

Description

Изобретение относится к гидрометаллургичсской переработке рудных концентратов, а более конкретно к переработке лопаритового концентрата.
Лопаритовый концентрат является сложным комплексным сырьем, содержащим оксиды большого количества химических элементов. Используемый для переработки лопаритовый концентрат марки КЛ-1 с содержанием лопарита в нем не менее 95% в соответствии с действующими техническими условиями содержит, вес.%:
Оксид тантала (Ta2O5) - 0,57
Оксид ниобия (Nb2O5) - 8,14
Оксид титана (TiO2) - 38,1
Оксиды редкоземельных металлов цериевой группы, в основном оксид лантана (La2O3), оксид церия (Ce2O3), оксид празеодима (Pr2O3), оксид неодима (Nd2O3) - 32
Оксид натрия (Na2O) - 7,9 - 9,06
Оксид кальция (CaO) - 4,2 - 5,7
Оксид стронция (SrO) - 2,3 - 3,0
Оксид железа (Fe2O3) - 2,0 - 2,5
Оксид кремния (SiO2) - 1,95 - 2,5
Оксид алюминия (Al2O3) - 0,6-0,7
Оксид калия (K2O) - 0,26 - 0,75
Оксид фосфора (P2O5) - 0,15-0,22
Источник альфа излучения - оксид тория (ThO2) - 0,54
Из лопаритового концентрата извлекают наиболее ценные оксиды тантала, ниобия, титана, а так же менее ценные оксиды редкоземельных металлов.
Широко известен способ переработки лопаритового концентрата с использованием концентрированной серной кислоты для вскрытия лопарита (см. А.Н.Зеликман и др. Металлургия редких металлов, М.: Металлургия, 1991, с. 101, 103-105).
Сернокислотный способ основан на разложении лопаритового концентрата серной кислотой и разделении ценных составляющих с использованием различий в растворимости двойных сульфатов титана, ниобия и тантала, редкоземельных элементов с сульфатами щелочных металлов или аммония. Исходный концентрат лопарита измельчают до крупности не менее 0,075 мм и подвергают классификации. Вскрытие концентрата осуществляют с помощью 95%-ной серной кислоты, расходуемой из расчета 2,78 т на 1 т измельченного концентрата. Для предотвращения спекания реагирующей массы и повышения извлечения в раствор ниобия и тантала к серной кислоте добавляют сульфат аммония (0,2 т на 1 т концентрата). В результате вскрытия, протекающего при температуре, достигающей 270-280oC, ниобий и тантал в присутствии больших количеств титана входят в состав двойных сульфатов титана в виде изоморфной примеси. Редкоземельные элементы входят в состав двойных сульфатов РЗЭ-R2(SO4)3•(NH4)2SO4. Продукт сульфатизации - сульфатный спек подвергают водному выщелачиванию. В результате этого в твердой фазе остаются двойные сульфаты РЗЭ, а в жидкой фазе остается сернокислый раствор титана, ниобия и тантала. При этом активность, обусловленная наличием в попарите источника альфа-излучения тория Th, разделяется между твердой и жидкой фазами по 50%.
Для отделения титана от ниобия и тантала используют осаждение сульфатом аммония нерастворимой титановой соли (NH4)2TiO(SiO4)2 • H2O. В осадок выделяется 70-80% титана от его содержания в растворе. Двойной сульфат титана используют как эффективный дубитель в кожевенной промышленности. Термическим его разложением получают технический диоксид титана. Остающийся после выделения титановой соли раствор, именуемый сернокислый маточник, содержит тантал и ниобий. Этот раствор подвергают фторированию 40% HF. Затем для извлечения тантала и ниобия осуществляют процесс разделительной экстракции на 100%-ном трибутилфосфате ТБФ. Для обеспечения возможности последующего извлечения редкоземельных металлов осуществляют дополнительный самостоятельный технологический цикл конверсии двойных сульфатов РЗЭ в карбонаты.
Данный способ переработки лопаритового концентрата обладает рядом существенных недостатков. Основным из них является то, сразу же на первом этапе переработки - вскрытии концентрата происходит вскрытие и высвобождение наиболее ценных тантала и ниобия, переходящих в раствор, которые размазываются среди менее ценных компонентов, находящихся в твердой фазе. В результате этого приходится отделять от наиболее ценных компонентов менее ценные двойные сульфаты РЗЭ, с которыми уходит в различных формах до 25-30% тантала и ниобия. Для возвращения тантала и ниобия приходится осуществлять дополнительную переработку отвального кека, остающегося после переработки двойных сульфатов РЗЭ. Кроме того, происходят безвозвратные потери тантала и ниобия с кристаллами титановой соли при ее высаливании из сернокислого раствора тантала, ниобия и титана. Кроме всего этого способ является многостадийным, состоящим из отдельных периодических этапов, которые невозможно объединить в единую автоматически управляемую схему. Все это делает способ сложным и дорогостоящим.
Все эти недостатки устраняются в способе переработки лопаритового концентрата по патенту России N 2145980 от 27.07.99 по М.Кл.7 C 22 B 59/00, который был разработан заявителем и является прототипом заявляемого изобретения.
В соответствии с этим способом исходный концентрат лопарита измельчают до крупности частиц не более 0,075 мм путем мокрого помола с классификацией частиц и сгущением пульпы лопаритового концентрата до пастообразного состояния с влажностью порядка 33%.
Вскрытие лопаритового концентрата осуществляют специальной 70-75%-ной азотной кислотой при исходной концентрации кислоты в пульпе C=600-700 г/л и температуре 115-118oC. Вскрытие осуществляют при непрерывном перемещении пульпы через ряд последовательно соединенных реакторных объемов. В результате вскрытия концентрата азотной кислотой получают азотнокислую пульпу гидратного кека окислов тугоплавких металлов (ОТМ) и объединенный азотнокислый раствор редкоземельных элементов (РЗЭ) с примесями и активностью. Затем азотнокислую пульпу гидратного кека разбавляют водой в 1,5-2,0 раза и охлаждают до температуры t=40-50oC. После охлаждения осуществляют фильтрацию раствора азотнокислой пульпы гидратного кека и последующую его отмывку чистой водой от азотнокислых растворов нитратов редкоземельных элементов и примесей.
Чистый гидратный кек является исходным продуктом для получения из него окислов тугоплавких металлов. Способы получения окислов тугоплавких металлов из гидратного кека защищены отдельными патентами и поэтому в данной заявке не рассматриваются. Объединенный азотнокислый раствор редкоземельных элементов со всеми примесями (Na, Ca, Sr, Fe, Si, Al, K, P) и активностью (торий Th, мезоторий MsTh или, что одно и то же изотоп радия Ra228) подвергают дезактивации, которая не представляет труда. Для этого сначала в раствор подают раствор соды для нейтрализации азотной кислоты. Затем подают сульфат аммония (NH4)2SO4 и нитрат бария Ba(NO3)2. В результате реакций в нерастворимый осадок выпадают все примеси, включая радиоактивные торий и мезоторий. Процесс нейтрализации и дезактивации идет при температуре t=70-80oC и pH 4,5-5,0 в течение 6-8 ч. Последующей фильтрацией из раствора убираются железоториевый кек, содержащий всю активность, все железо, кальций и стронций. Выделенный активный железоториевый кек подвергают переработке и последующему захоронению в выработках рудника. Оставшийся в результате фильтрации чистый нитратный раствор РЗЭ является исходным продуктом для извлечения из него карбонатов редкоземельных элементов. Для этого редкоземельные элементы коллективно осаждают раствором соды в виде суммы карбонатов РЗЭ и отфильтровывают. Отфильтрованные влажные карбонаты редкоземельных элементов являются готовой продукцией. Их переработка осуществляется по общеизвестным для специалистов принципам, и поэтому здесь не рассматривается. Остающийся фильтрат представляет собой раствор нитрата натрия с примесью нитратов щелочноземельных элементов (Ca, Sr) подлежит обязательной утилизации ввиду своей чрезвычайной опасности для окружающей среды. Раствор утилизируют путем получения из него методом выпарки острым паром малоценных азотных удобрений с примесями.
По сравнению с сернокислотной технологией переработки лопаритового концентрата данный способ обладает большим количеством преимуществ. Способ уже на самом начальном этапе вскрытия обеспечивает полное однократное отделение наиболее ценных компонентов тантала, ниобия и титана, от менее ценных редкоземельных элементов и примесей. При этом наиболее ценные компоненты остаются сразу же практически чистыми от радиоактивности. Полученный гидратный кек ОТМ и нитраты РЗЭ находятся в удобном для последующей переработки виде. Способ имеет по сравнению с прототипом значительно сокращенное количество технологических операций, которые образуют непрерывную цепочку, позволяющую осуществлять их в непрерывном режиме с полной автоматизацией и контролем.
При всех своих преимуществах способ-прототип обладает одним недостатком. Он заключается в том, что вскрытие лопаритового концентрата, измельченного мокрым помолом и находящегося в виде пасты с влажностью порядка 30%, возможно только лишь специальной 70-75%-ной азотной кислотой. Это объясняется тем, что только такая концентрированная кислота, разбавляемая водой, присутствующей в пастообразном концентрате, обеспечивает получение исходной концентрации кислоты в пульпе C=600-700 г/л, необходимой для вскрытия. При этом специальная 70-75%-ная азотная кислота относится к категории сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ) со всеми вытекающими отсюда последствиями, например:
- трудности и дороговизна перевозки СДЯВ по железной дороге;
- трудности с хранением СДЯВ, для которых нужны отдельные отапливаемые склады ограниченной емкости не более 500 т, с вентиляцией и т.д.;
- опасность при работе с кислотой такой концентрации.
В основу настоящего изобретения была положена задача разработать способ переработки лопаритового концентрата, в котором вскрытие осуществлялось бы при таких условиях, чтобы обеспечивалась возможность снижения концентрации азотной кислоты, а остающийся фильтрат утилизировался бы в пригодном для использования в способе виде, благодаря чему обеспечивается технический результат - снижение расходов на переработку лопаритового концентрата, уменьшение себестоимости готовой продукции и повышение экономичности производства в целом.
Технический результат достигается тем, что в способе переработки лопаритового концентрата, включающем измельчение концентрата до крупности частиц по меньшей мере 0,075 мм с классификацией, вскрытие лопаритового концентрата азотной кислотой при температуре 115-118oC и непрерывном перемещении пульпы через ряд последовательно соединенных реакторных объемов, отмывку водой гидратного кека окислов тугоплавких металлов, полученного при вскрытии концентрата с получением чистого гидратного кека, используемого для дальнейшей переработки, и объединенного азотнокислого раствора редкоземельных элементов с примесями и активностью, его нейтрализацию и дезактивацию с переводом в осадок всех примесей, включая торий и мезоторий, разделение раствора фильтрацией на железоториевый кек со всеми примесями, подвергаемый переработке и захоронению, и чистый нитратный раствор редкоземельных элементов, их осаждение содой в виде суммы карбонатов редкоземельных элементов и отделение фильтрацией в качестве готового продукта, последующую переработку для утилизации остающегося фильтрата, представляющего собой раствор нитрата натрия с примесью нитратов щелочноземельных элементов, новым является то, что концентрат лопарита измельчают сухим помолом с воздушной классификацией, а его вскрытие осуществляют слабой 47-55%-ной азотной кислотой, переработку фильтрата осуществляют упаркой до концентрации 500-600 г/л и последующим гидропиролизом при температуре 600-800oC с получением элементарного азота, кислорода и двуокиси углерода в отходящих газах, и соды, которую подают на нейтрализацию азотнокислого раствора и на осаждение карбонатов редкоземельных элементов, при этом отходящие газы подвергают мокрой очистке водой, после чего сбрасывают в атмосферу.
Благодаря такому решению обеспечивается возможность использования для вскрытия лопаритового концентрата слабой азотной кислоты. Одновременно с этим, в результате этой переработки полностью компенсируется потребность в соде. Вследствие всего этого и обеспечивается резкое снижение расходов реагентов на переработку лопаритового концентрата, уменьшение себестоимости готовой продукции и повышение экономичности производства в целом.
Заявляемый способ переработки лопаритового концентрата осуществляется следующим образом. Исходный концентрат лопарита измельчается до крупности по меньшей мере 95% частиц не более 0,075 мм сухим помолом, например в шаровой мельнице сухого помола, с воздушной классификацией частиц и очисткой транспортного воздуха от пыли после циклона. Затем осуществляют азотнокислотное вскрытие пульпы лопарита при атмосферном давлении слабой 47-55%-ной азотной кислотой HNO3 при температуре t=115-118oC. При этом исходная концентрация азотной кислоты в пульпе, приготовленной для вскрытия, будет в данном случае такой же, как и в способе-прототипе, а именно C=650-700 г/л, за счет того, что измельченный сухим помолом лопаритовый концентрат не несет в себе влаги и вода в пульпу, подаваемую на вскрытие, не добавляется. В данном интервале температур при атмосферном давлении точно так же, как и в способе-прототипе, обеспечивается вскрытие под воздействием азотной кислоты всех частиц лопаритового концентрата. При этом интервал температур максимально приближен к точке азеотропа смеси азотной кислоты с водой, температура в которой равна 122oC. Ведение вскрытия при температуре ниже 115oC приведет к неполному вскрытию частиц лопарита, а ведение процесса при температуре свыше 118oC не целесообразно с экономической точки зрения и резкому увеличению испарения азотной кислоты.
Для увеличения времени пребывания частиц лопарита в азотной кислоте и увеличения вероятности их вскрытия обработку осуществляют в так называемом каскадном варианте. Для этого большой объем разделяют на ряд мелких объемов и последовательно соединяют их. Это увеличивает время пребывания частиц в реакционном объеме до заданной величины, например 40 часов, что уменьшает вынос нераскрытых частиц из реакционной зоны. После азотнокислотного вскрытия получают пульпу вскрытия - азотнокислую пульпу гидратного кека окислов тугоплавких металлов (ОТМ). В результате вскрытия в раствор перешли все окислы редкоземельных металлов - оксид лантана, оксид церия, оксид празеодима, оксид неодима, превратившись в растворимую форму нитратов редкоземельных элементов R(NO3)3.
Одновременно в процессе вскрытия под воздействием азотной кислоты в раствор перешли в форме нитратов и все примеси лопарита, включая источник альфа-активности оксид тория. Наиболее ценные из выделяемых компонентов лопарита - оксиды тантала, ниобия и титана практически не растворяются азотной кислотой и поэтому полностью, на 100% остаются в твердой части пульпы, превратившись в гидратированные окислы тугоплавких металлов - гидратный кек окислов тугоплавких металлов. При этом в кеке эти компоненты находятся в смеси, аналогично тому, как они находились в попарите.
Таким образом в результате вскрытия лопаритового концентрата азотной кислотой происходит полное однократное отделение наиболее ценных компонентов (тантала, ниобия), остающихся в гидратном кеке без каких-либо потерь, от менее ценных компонентов, перешедших в раствор. При этом гидратный кек практически свободен от активности, т. к. ~95% оксида тория находится в азотнокислом растворе нитратов РЗЭ и примесей, и поэтому при дальнейшей переработке не требуется специального процесса дезактивации кека ОТМ. Затем азотнокислую пульпу гидратного кека разбавляют водой в 1,5-2,0 раза и охлаждают до температуры t=40-50oC. После охлаждения осуществляют фильтрацию раствора азотнокислой пульпы гидратного кека и последующую его отмывку от азотнокислых растворов нитратов редкоземельных элементов и примесей. Отмывку осуществляют в противотоке пульпы и промывной воды. В результате отмывки получают чистый гидратный кек ОТМ в виде пульпы с концентрацией нитратов NO3 ~ 2 г/л и концентрацией твердого Cтв = 150-200 г/л.
Чистый гидратный кек является исходным продуктом для последующего получения из него оксидов тугоплавких металлов, которые благодаря заявляемому способу полностью остались в нем. Процесс получения оксидов тантала и ниобия из гидратного кека ОТМ запатентован отдельно, и поэтому здесь не рассматривается. Кроме чистого кека после отмывки получают объединенный азотнокислый раствор РЗЭ со всеми примесями (Na, Ca, Sr, Fe, Si, Al, K, P) и активностью (торий Th, мезоторий MsTh или, что одно и то же, изотоп радия Ra228). Затем осуществляют дезактивацию азотнокислого раствора РЗЭ, которая не представляет труда. Для этого сначала в раствор подают раствор соды Na2CO3 для нейтрализации азотной кислоты. Затем подают сульфат натрия Na2SO4, чтобы не добавлять лишний катион и нитрат бария Ba(NO3)2, которые в результате реакции между собой образуют сульфат бария BaSO4, выпадающий в осадок. Мезоторий имеет одинаковые химические свойства с радием, находящимся в одной химической группе с барием, и поэтому при реакции они образуют сульфаты, имеющие одинаковую кристаллическую решетку. В результате этого сульфат радия RaSO4 внедряется в кристаллическую решетку сульфата бария BaSO4 и выпадает вместе с ним в осадок. Нейтрализация попутно приводит к тому, что торий, присутствующий в растворе в виде нитрата, выпадает в нерастворимый осадок в соответствии с реакцией
Th(NO3)4+2Na2CO3+2H2O=Th(OH)4+ 4NaNO3+2CO2
Одновременно с дезактивацией происходит частичное освобождение раствора от примесей (Ca, Sr), которые выщелочила азотная кислота. В результате действия соды в осадок выпало в виде гидроокиси Fe(OH)3 все трехвалентное железо, образовавшееся в азотнокислой среде. Под воздействием избытка сульфата натрия произошло частичное связывание кальция и стронция в малорастворимые сульфаты CaSO4, SrSO4, так же выпадающие в осадок. Процесс нейтрализации и дезактивации идет при температуре t=70-80oC и pH 4,5-5,0 в течение 6-8 ч.
Последующей фильтрацией из раствора убираются железоториевый кек, содержащий всю активность, все железо, частично кальций и стронций. Выделенный активный железоториевый кек подвергают переработке и последующему захоронению в выработках рудника. Оставшийся в результате фильтрации чистый без активности нитратный раствор РЗЭ является исходным продуктом для извлечения из него карбонатов редкоземельных элементов. Для этого редкоземельные элементы коллективно осаждают раствором соды в виде суммы карбонатов РЗЭ и отфильтровывают. Отфильтрованные влажные карбонаты редкоземельных элементов являются готовой продукцией. Их переработка осуществляется по общеизвестным для специалистов принципам, и поэтому здесь не рассматривается. Остающийся фильтрат представляет собой раствор нитрата натрия с примесью нитратов щелочноземельных элементов (Ca, Sr) и подлежит обязательной утилизации ввиду своей чрезвычайной опасности для окружающей среды.
Переработка фильтрата в заявляемом способе коренным образом отличается от переработки, осуществлявшейся в способе прототипе. Раствор упаривают до концентрации 500-600 г/л, а затем подвергают гидропиролизу при температуре t= 600-800oC. Гидропиролиз осуществляют в известных башенных форсуночных печах пиролиза, работающих на смеси пропана и бутана или природного газа. Подвергающийся гидропиролизу концентрированный раствор нитрата натрия распыляют форсунками в верхней части печи. В процессе гидропиролиза происходит термическое разложение нитратов с образованием элементарного азота и кислорода, а так же оксида натрия Na2O, соединяющегося с двуокисью углерода топочных газов. Образующаяся при этом кальцинированная сода Na2CO3 в виде тонкого порошка выпадает на под печи. Топочные газы направляют в скрубберы для мокрой очистки от пыли и следов окислов азота. В результате контакта с водой топочные газы полностью очищаются и затем выбрасываются в атмосферу. Полученную при гидропиролизе соду подают на указанные выше нейтрализацию избыточной азотной кислоты и на осаждение карбонатов редкоземельных элементов.
Переработка нитратного раствора, осуществляемая таким образом, позволяет резко снизить потребление нейтрализующего реагента в заявляемом способе. Потребность в привозной соде исключается полностью, т.к. потери соды будут постоянно компенсироваться тем натрием, который будет выщелачиваться из лопарита при азотнокислотном вскрытии.
Это приводит к значительному снижению расходов на переработку лопаритового концентрата, уменьшает себестоимость продукции и повышает экономичность производства в целом.
Ниже заявляемый способ иллюстрируется конкретным примером его осуществления.
Переработали способом азотнокислого вскрытия 1000 кг лопаритового концентрата марки КЛ-1 указанного выше состава.
Вскрытие концентрата осуществляли при следующих условиях:
после исходного сухого помола концентрата > 95% частиц имеют крупность не более 0,074 мм;
содержание твердого в пульпе вскрытия - 600 г/л;
исходная концентрация азотной кислоты - 700 г/л;
температура вскрытия - 115-118oC;
время вскрытия - 40 ч;
интенсивное перемешивание механической мешалки (число оборотов n = 200 - 220 об/мин).
На вскрытие лопаритового концентрата было израсходовано, кг:
Азотная кислота 53%-ная - 1650
Техническая вода - 400
Греющий пар (глухой) - 550
Вода на отмывку гидратного кека ОТМ - 3000
В результате азотнокислой переработки достигнуто вскрытие лопаритового концентрата (по сумме редкоземельного элементов) - 95%.
Получено отмытого гидратного кека ОТМ - 575 кг (по сухому) следующего состава, %:
Ta2O5 - 0,99
Nb2O5 - 14,5
TiO2 - 66,2
Сумма окислов РЗЭ - 2,78
ThO2 - 0,05
CaO - 0,4
Na2O - 0,75
Fe2O3 - 0,35
SiO2 - 3,5
NO3 - 0,1
Получено также 5430 л дезактивированных растворов нитратов редкоземельных элементов следующего состава, г/л:
Сумма оксидов РЗЭ - 55
Концентрация CaO - 4,0
Концентрация SrO - 1,5
Концентрация ThO2 - <0,003
MsTh (мезоторий) - Отсутствует
Выход суммы редкоземельных элементов в дезактивированный раствор составил 93%. В нашем примере из дезактивированного раствора были осаждены карбонаты РЗЭ. На получение дезактивированных карбонатов РЗЭ было израсходовано, кг:
Кальцинированная сода - 520
Нитрат бария - 16
Сульфат натрия - 70
Технологическая вода на приготовление растворов и промывку осадка - 5000
Греющий пар (глухой) - 800
Получено карбонатов редкоземельных элементов в сумме R2(CO3)3 с влажностью 45% - 748 кг или 413 кг сухих, содержащих в себе 294 кг окислов РЗЭ.
Из приведенных конкретных примеров осуществления заявляемого изобретения для любого специалиста в данной области совершенно очевидна возможность его реализации с одновременным решением поставленной задачи. При этом так же очевидно, что при реализации изобретения могут быть сделаны незначительные изменения, которые однако не будут выходить за пределы изобретения, определяемые приводимой ниже формулы изобретения.
Заявляемый способ переработки лопаритового концентрата сохраняет по сравнению с сернокислотной технологией все преимущества азотнокислотного вскрытия лопаритового концентрата. При этом он обеспечивает возможность использования для вскрытия лопаритового концентрата слабой азотной кислоты. Способ имеет по сравнению с прототипом значительно меньший расход привозных используемых реагентов. Это создает более высокую экономическую эффективность и рентабельность переработки лопаритового концентрата.

Claims (1)

  1. Способ переработки лопаритового концентрата, включающий измельчение концентрата до крупности частиц по меньшей мере 0,075 мм с классификацией, вскрытие лопаритового концентрата азотной кислотой при 115 - 118oC и непрерывном перемещении пульпы через ряд последовательно соединенных реакторных объемов, отмывку водой гидратного кека окислов тугоплавких металлов, полученного при вскрытии концентрата, с получением чистого гидратного кека, используемого для дальнейшей переработки, и объединенного азотнокислого раствора редкоземельных элементов с примесями и активностью, его нейтрализацию и дезактивацию с переводом в осадок всех примесей, включая торий и мезоторий, разделение раствора фильтрацией на железо-ториевый кек со всеми примесями, подвергаемый переработке и захоронению, и чистый нитратный раствор редкоземельных элементов, их осаждение содой в виде суммы карбонатов редкоземельных элементов и отделение фильтрацией в качестве готового продукта, последующую переработку для утилизации остающегося фильтрата, представляющего собой раствор нитрата натрия с примесью нитратов щелочноземельных элементов, отличающийся тем, что концентрат лопарита измельчают сухим помолом с воздушной классификацией, а его вскрытие осуществляют слабой 47-55% азотной кислотой, переработку фильтрата осуществляют упаркой до концентрации 500 - 600 г/л и последующим гидропиролизом при 600 - 800oC с получением элементарного азота, кислорода и двуокиси углерода в отходящих газах и соды, которую подают на нейтрализацию азотнокислого раствора и на осаждение карбонатов редкоземельных элементов, при этом отходящие газы подвергают мокрой очистке водой, после чего сбрасывают в атмосферу.
RU2000132490/02A 2000-12-26 2000-12-26 Способ переработки лопаритового концентрата RU2171303C1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000132490/02A RU2171303C1 (ru) 2000-12-26 2000-12-26 Способ переработки лопаритового концентрата
PCT/RU2000/000528 WO2002052050A1 (fr) 2000-12-26 2000-12-27 Procede de traitement d'un concentre de loparite

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000132490/02A RU2171303C1 (ru) 2000-12-26 2000-12-26 Способ переработки лопаритового концентрата

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2171303C1 true RU2171303C1 (ru) 2001-07-27

Family

ID=20243929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000132490/02A RU2171303C1 (ru) 2000-12-26 2000-12-26 Способ переработки лопаритового концентрата

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2171303C1 (ru)
WO (1) WO2002052050A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2573905C1 (ru) * 2014-09-23 2016-01-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Лаборатория Инновационных Технологий" Способ переработки редкоземельного концентрата

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2504840C1 (ru) * 2012-07-19 2014-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма Фото-Тревел" Способ автоматического ретуширования снимков

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU50965A1 (ru) * 1936-06-07 1936-11-30 К.К. Белоглазов Способ переработки лопаритовых руд или концентратов
SU117246A1 (ru) * 1958-03-11 1958-11-30 Е.Б. Бернштейн Способ сухого измельчени лопаритовых концентратов
DE2927835A1 (de) * 1979-07-10 1981-06-04 Hermann C. Starck Berlin, 1000 Berlin Verfahren zur rueckgewinnung von fluorwasserstoffsaeure und deponierfaehigen rueckstaenden bei der verarbeitung niob- und/oder tantal-haltiger rohstoffe

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
РЖ Металлургия 1992, реферат 10 Г 166. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2573905C1 (ru) * 2014-09-23 2016-01-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Лаборатория Инновационных Технологий" Способ переработки редкоземельного концентрата

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002052050A1 (fr) 2002-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2020204263B2 (en) Recovery of Lithium from Silicate Minerals
US5787332A (en) Process for recovering tantalum and/or niobium compounds from composites containing a variety of metal compounds
Matjie et al. Extraction of alumina from coal fly ash generated from a selected low rank bituminous South African coal
RU2579843C2 (ru) Способы обработки красного шлама
CN101292052B (zh) 含钛矿物的精选
US20240190716A1 (en) Systems and Methods to Recover Value-Added Materials from Gypsum
CN104039706A (zh) 制备氧化铝和各种其他产品的工艺
EP3526353B1 (en) Process for the preparation of a concentrate of metals, rare metals and rare earth metals from residues of alumina production by bayer process or from materials with a chemical composition similar to said residues, and refinement of the concentrate so obtained
RU2701777C2 (ru) Система и способ селективного извлечения редкоземельных элементов с регенерацией серы
US5023059A (en) Recovery of metal values and hydrofluoric acid from tantalum and columbium waste sludge
US4508690A (en) Method of producing very pure magnesium oxide
KR102460982B1 (ko) 황철석으로부터 금속의 회수
RU2171303C1 (ru) Способ переработки лопаритового концентрата
RU2145980C1 (ru) Способ переработки лопаритового концентрата
US4355005A (en) Process for the treatment of a raw material which contains oxide and ferrite of zinc, copper and cadmium
US4670228A (en) Process for the recovery of valuable metals, particularly rare earths and similar metals, from a carbonate-containing raw material
RU2707335C1 (ru) Способ переработки высококалиевого нефелин-полевошпатового сырья
RU2149912C1 (ru) Способ получения окислов тугоплавких металлов из лопаритового концентрата
DE2107844B2 (de) Verfahren zur großtechnischen Herstellung von Magnesiumoxyd hoher Reinheit
US2801155A (en) Method of producing magnesium hydroxide from dolomite by means of nitric acid
US3151932A (en) Recovery of uranium and vanadium values
RU2147621C1 (ru) Способ получения окислов тугоплавких металлов из лопаритового концентрата
US3489513A (en) Recovery of magnesium values from magnesium and sulfate containing aqueous salt solutions
RU2160787C1 (ru) Способ получения окислов тугоплавких металлов из лопаритового концентрата
US1071290A (en) Process of extracting metals from minerals, rocks, and other materials.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20041227