RU2525025C1 - Способ вскрытия перовскитовых концентратов - Google Patents
Способ вскрытия перовскитовых концентратов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2525025C1 RU2525025C1 RU2013128243/02A RU2013128243A RU2525025C1 RU 2525025 C1 RU2525025 C1 RU 2525025C1 RU 2013128243/02 A RU2013128243/02 A RU 2013128243/02A RU 2013128243 A RU2013128243 A RU 2013128243A RU 2525025 C1 RU2525025 C1 RU 2525025C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- perovskite
- concentrates
- activated
- hno
- treatment
- Prior art date
Links
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
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу вскрытия перовскитовых концентратов. Способ включает предварительную механообработку перовскитовых концентратов и последующую обработку активированных концентратов раствором азотной кислоты HNO3. При этом обработке HNO3 подвергают активированные перовскитовые концентраты с запасенным суммарным количеством энергии, соответствующим изменению поверхности областей когерентного рассеяния и микродеформаций, не менее 16 кДж/моль перовскита. Обработку активированных концентратов ведут 30%-ным раствором HNO3 при температуре 90-99°С. Техническим результатом является снижение энергозатрат за счет снижения температуры обработки активированных концентратов. 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к металлургии редких металлов, в частности к процессам вскрытия минералов тугоплавких металлов.
Перовскит относится к достаточно трудновскрываемым минералам. Наибольшие сложности связаны с извлечением редкоземельных металлов.
Известны различные способы комплексной гидрометаллургической переработки титанокальциевого сырья (Калинников В.Т., Николаев А.И., Захаров В.И. Гидрометаллургическая переработка нетрадиционного титано-редкометального и алюмосиликатного сырья. - Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 1999. - 225 с.). Для разложения такого сырья, к которому относится перовскит (CaTiO3), обычно используют автоклавное выщелачивание серной, азотной, соляной или фтористоводородными кислотами.
Разложение 75-85%-ной серной кислотой (жидкофазная сульфатизация) с расходом 3-4 т на 1 т перовскитового концентрата проводится при температуре 140-150°С в течение 1.0-1.5 ч (АС 1366476 СССР. Способ переработки перовскитового концентрата. Бюл. №2, 1988). Кальций после сернокислотного вскрытия минерала находится в твердой фазе в виде гипса. Полученную пульпу разбавляют водой до содержания 800-1000 г/л H2SO4, выдерживают в течение 1-2 ч, а затем фильтруют при температуре 60-90°С.
Недостатками сернокислотного способа переработки являются большие материальные потоки и объемы отходящих растворов.
Известен способ разложения минерального и техногенного сырья, в частности перовскитового концентрата (см. патент Германии №285083, МПК C01G 23/04, 1990), путем обработки 20-30%-ной соляной кислотой или 40-48%-ной азотной кислотой при 160-200°С в течение 1,0-2,5 часов в автоклаве.
Недостатками способа являются высокая температура разложения, повышенная энергоемкость и сложность аппаратурного оформления.
Разложение титанокальциевого сырья 35.5-40%-ной соляной кислотой в герметичном аппарате проводится при температуре 75-100°С и начальном давлении 0.2-0.5 МПа, процесс ведется в противотоке (Патент РФ №2149908 от 27.05.2000). Продолжительность вскрытия перовскитового концентрата 6-8 ч. В результате кальций переходит в раствор в виде хлорида кальция.
Недостатками способа являются проблемы с регенерацией соляной кислоты и утилизацией сбросных растворов.
Известен способ переработки перовскитового концентрата с извлечением ниобия и тантала (см. Николаев А.И. Азотнокислотно-гидрофторидная технология переработки перовскита / А.И. Николаев, Л.Г. Герасимова, В.Г. Майоров, В.Б. Петров // Цветные металлы. - 2002. - №9. - с.65-68), включающий загрузку измельченного до 0,1 мм перовскита в нагретую до 50°С азотную кислоту с концентрацией 48-69% при соотношении Т:Ж=1:1,75-3,5, нагрев образовавшейся пульпы до кипения, выдержку при температуре 115-120°С в течение 25-30 часов.
Недостатками данного способа являются необходимость использования повышенной температуры в режиме кипения, что сопряжено с дополнительными энергетическими затратами.
Общими недостатками известных гидрометаллургических способов вскрытия кальцийсодержащего минерального сырья являются низкая удельная производительность процессов и связанная с этим их большая длительность и периодичность, использование повышенного давления и автоклавного оборудования.
Изобретение решает задачу упрощения процессов вскрытия перовскитовых концентратов и снижения энергозатрат на стадии предварительного активирования вскрываемого материала.
Технический результат - эффективное вскрытие перовскитовых концентратов при температурах не более 100°С.
Поставленная задача решается в способе вскрытия перовскитовых концентратов, включающем предварительную механообработку перовскитовых концентратов и последующую обработку активированных перовскитовых концентратов 30% раствором HNO3 при температуре 99°С. Последующей обработке подвергают активированные перовскитовые концентраты с запасенным суммарным количеством энергии, соответствующим поверхности областей когерентного рассеяния и микродеформаций, не менее 16 кДж/моль перовскита.
Оценка степени деформации кристаллической решетки перовскита проводилась по количеству усвоенной энергии с помощью методики, изложенной в работе Е.В. Богатыревой, А.Г. Ермилова «Оценка доли энергии, запасенной при механической активации минерального сырья» Неорганические материалы, 2008, том 44, с.242-247:
ΔEΣ=ΔEd+ΔES+ΔEε,
где ΔEd - количество энергии, усвоенной в виде изменения межплоскостных расстояний кристаллической решетки минерала:
ΔEd=K Elatt.
К - коэффициент относительного изменения объема элементарной ячейки фазы концентрата (по модулю);
Elatt - энергия кристаллической решетки минерала.
ΔEs - количество энергии, усвоенной в виде поверхности областей когерентного рассеивания (ОКР):
Esurf - поверхностная энергия минерала до активации;
Vmol - мольный объем минерала;
Di, D0 - размеры областей когерентного рассеивания минерала после МА и до обработки, соответственно.
ΔЕε - количество энергии, усвоенной в виде микродеформаций:
EY - модуль Юнга минерала;
εi, ε0 - среднеквадратичная микродеформация минерала после и до МА, соответственно.
Предварительную обработку проводят до суммарного количества энергии, запасенной в виде поверхности областей когерентного рассеивания и микродеформаций, не менее 16 кДж/моль перовскита, а последующую обработку проводят 30%-ным раствором HNO3 при температуре 90-99°С.
Оценка количества усвоенной энергии позволяет не только оценить, но и контролировать реакционную способность активированного материала не по степени или скорости его реагирования, то есть на конечном этапе вскрытия, а по степени его структурных нарушений сразу после извлечения из активатора.
Технический результат - снижение энергозатрат достигается за счет снижения температуры процесса выщелачивания (до 100°С).
Наибольший эффект активирования проявляется при количестве энергии усвоенной в виде суммарного количества энергии, запасенного в виде поверхности областей когерентного рассеивания и микродеформаций, не менее 16 кДж/моль перовскита. Степень извлечения РЗМ в азотнокислый раствор при этом составляет 98,5%. У неактивированного перовскита, в тех же условиях вскрытия, она составила 7,86%.
Снижение суммарного количества энергии, усвоенной в виде областей когерентного рассеивания и микродеформации, до 9,36 кДж/моль перовскита сопровождается снижением степени извлечения РЗМ до 85,21% (в тех же условиях выщелачивания).
Снижение суммарного количества энергии, усвоенной в виде областей когерентного рассеивания и микродеформации, до 6,3 кДж/моль перовскита сопровождается снижением степени извлечения РЗМ до 77, 91% (в тех же условиях выщелачивания).
Механоактивации подвергали перовскитовый концентрат крупностью 11,88% фракции +0,125 мм; 22,83% - (-0,125+0,100) мм; 16,56% - (-0,100+0,08) мм; 20,06% - (-0,080+0,063) мм; 16,64% - (-0,063+0,040) мм; 12,03% фракции -0,040 мм, содержащий, %: 2,498 РЗМ; 28,700 Ti; 0,675 Nb; 0,032 Та; 25,720 Са; 2,620 Fe; 1,970 Si; 0,337 Al; 0,220 Sr; 0,091 Th.
Активацию проводили в центробежной планетарной мельнице марки ЛАИР-0.015 с развиваемым ускорением 25 g.
Усвоенное суммарное количество энергии, соответствующее изменению поверхности областей когерентного рассеивания и микродеформаций, может быть оценено в процессе механообработки на периодически отбираемых пробах перовскитового концентрата, либо может быть спрогнозировано заранее путем проведения пробной механоактивации при различных режимах.
Конкретные примеры исполнения представлены в таблице. Обозначения в таблице: Мш:Мк - соотношение массы мелющих тел и массы загруженного концентрата.
Z - степень заполнения барабана мельницы шарами, %.
τа - продолжительность механообработки (активации).
Т:Ж - соотношение твердой и жидкой составляющих в пульпе при выщелачивании.
Elatt=15858,5 кДж/моль (определена методом Ферсмана); Vmol=34 см3/моль=1,449 Дж/м2 и EY=211,29 ГПа (определены по методике, изложенной в работе Зуев В.В., Аксенова Г.А., Мочалов Н.А. и др. Исследование величин удельных энергий кристаллических решеток минералов и неорганических кристаллов для оценки их свойств // Обогащение руд. 1999. №1-2. С.48-53).
Представленные данные показывают, что количество усвоенной энергии в виде областей когерентного рассеивания и микродеформаций коррелируется со степенью извлечения ценного компонента. Данные по условиям механоактивации приведены, поскольку это единственные реперы на сегодняшний день, используемые большинством исследователей.
Claims (1)
- Способ вскрытия перовскитовых концентратов, включающий предварительную механообработку перовскитовых концентратов и последующую обработку активированных концентратов раствором азотной кислоты HNO3, отличающийся тем, что обработке азотной кислотой HNO3 подвергают активированные перовскитовые концентраты с усвоенным суммарным количеством энергии, которое соответствует изменению поверхности областей когерентного рассеивания и микродеформаций, не менее 16 кДж/моль перовскита, при этом обработку активированных концентратов ведут 30%-ным раствором HNO3 при температуре 90-99°С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013128243/02A RU2525025C1 (ru) | 2013-06-20 | 2013-06-20 | Способ вскрытия перовскитовых концентратов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013128243/02A RU2525025C1 (ru) | 2013-06-20 | 2013-06-20 | Способ вскрытия перовскитовых концентратов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2525025C1 true RU2525025C1 (ru) | 2014-08-10 |
Family
ID=51355180
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013128243/02A RU2525025C1 (ru) | 2013-06-20 | 2013-06-20 | Способ вскрытия перовскитовых концентратов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2525025C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2630989C1 (ru) * | 2016-12-08 | 2017-09-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Способ переработки фторидного редкоземельного концентрата |
RU2701577C1 (ru) * | 2019-03-29 | 2019-09-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) | Способ переработки фторидного редкоземельного концентрата |
RU2801582C1 (ru) * | 2022-10-31 | 2023-08-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) | Способ переработки перовскитового концентрата |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4182744A (en) * | 1978-08-04 | 1980-01-08 | Teledyne Industries, Inc. | Extracting columbium-tantalum values from pyrochlore ores |
GB2207126A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-25 | Mamore Mineracao E Metalurgia | Process for attacking ores |
JP2002241864A (ja) * | 2001-02-09 | 2002-08-28 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | タンタル、ニオブ等の製造方法 |
RU2219130C2 (ru) * | 2002-03-11 | 2003-12-20 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева Кольского научного центра РАН | Способ разложения титанокальциевого сырья |
RU2387722C1 (ru) * | 2008-08-05 | 2010-04-27 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук | Способ переработки перовскитового концентрата с извлечением ниобия и тантала |
-
2013
- 2013-06-20 RU RU2013128243/02A patent/RU2525025C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4182744A (en) * | 1978-08-04 | 1980-01-08 | Teledyne Industries, Inc. | Extracting columbium-tantalum values from pyrochlore ores |
GB2207126A (en) * | 1987-07-20 | 1989-01-25 | Mamore Mineracao E Metalurgia | Process for attacking ores |
JP2002241864A (ja) * | 2001-02-09 | 2002-08-28 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | タンタル、ニオブ等の製造方法 |
RU2219130C2 (ru) * | 2002-03-11 | 2003-12-20 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В.Тананаева Кольского научного центра РАН | Способ разложения титанокальциевого сырья |
RU2387722C1 (ru) * | 2008-08-05 | 2010-04-27 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук | Способ переработки перовскитового концентрата с извлечением ниобия и тантала |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
НИКОЛАЕВ А.И. и др. Азотнокислотная гидрофторидная технология переработки перовскита. Цветные металлы, 2002, N9, с.65-68. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2630989C1 (ru) * | 2016-12-08 | 2017-09-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Способ переработки фторидного редкоземельного концентрата |
RU2701577C1 (ru) * | 2019-03-29 | 2019-09-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) | Способ переработки фторидного редкоземельного концентрата |
RU2801582C1 (ru) * | 2022-10-31 | 2023-08-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) | Способ переработки перовскитового концентрата |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pepper et al. | Comprehensive examination of acid leaching behaviour of mineral phases from red mud: Recovery of Fe, Al, Ti, and Si | |
Salakjani et al. | Production of lithium–A literature review. Part 2. Extraction from spodumene | |
Qing et al. | Reductive leaching of manganese oxide ores using waste tea as reductant in sulfuric acid solution | |
Ma et al. | The leaching kinetics of K-feldspar in sulfuric acid with the aid of ultrasound | |
Chen et al. | Metal recovery from the copper sulfide tailing with leaching and fractional precipitation technology | |
Hind et al. | The surface chemistry of Bayer process solids: a review | |
Zhou et al. | Leaching of vanadium from carbonaceous shale | |
Zhang et al. | High efficiency iron removal from quartz sand using phosphoric acid | |
Qiu et al. | Leaching behaviors of iron and aluminum elements of ion-absorbed-rare-earth ore with a new impurity depressant | |
Rodriguez et al. | Extraction of niobium and tantalum from ferrocolumbite by hydrofluoric acid pressure leaching | |
Safarzadeh et al. | Reductive leaching of cobalt from zinc plant purification residues | |
Tian et al. | Extraction of valuable metals from manganese–silver ore | |
Zhang et al. | Extraction of metals from saprolitic laterite ore through pressure hydrochloric-acid selective leaching | |
Hurşit et al. | Dissolution kinetics of smithsonite ore as an alternative zinc source with an organic leach reagent | |
RU2525025C1 (ru) | Способ вскрытия перовскитовых концентратов | |
de Fátima da Silva et al. | Iron precipitation strategies from nickel laterite ore sulfuric acid leach liquor | |
Li et al. | Sustainable and efficient recovery of tungsten from wolframite in a sulfuric acid and phosphoric acid mixed system | |
Rychkov et al. | Intensification of carbonate scandium leaching from red mud (bauxite residue) | |
Luo et al. | Green recovery of potassium and aluminum elements from alunite tailings using gradient leaching process | |
CN109336236A (zh) | 一种赤泥制备铝铁絮凝剂的方法 | |
Zeineb et al. | Kinetic study of the catalytic decomposition of H2O2 in phosphoric acid medium | |
US1679857A (en) | Recovery of precious minerals | |
Tanrıverdi et al. | Leaching of Ovacık gold ore with cyanide, thiourea and thiosulphate | |
CN104071954A (zh) | 一种碱法处理高铁赤泥深度脱碱与铁富集的方法 | |
He et al. | Synergistic effect between ultrasound and fierce mechanical activation towards mineral extraction: a case study of ZnO ore |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20190506 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200621 |