RU2549412C1 - Method of processing monazite concentrate - Google Patents
Method of processing monazite concentrate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2549412C1 RU2549412C1 RU2013145917/05A RU2013145917A RU2549412C1 RU 2549412 C1 RU2549412 C1 RU 2549412C1 RU 2013145917/05 A RU2013145917/05 A RU 2013145917/05A RU 2013145917 A RU2013145917 A RU 2013145917A RU 2549412 C1 RU2549412 C1 RU 2549412C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rare
- ree
- thorium
- product
- solution
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии редких и радиоактивных элементов и может быть использовано для получения концентратов редких и редкоземельных элементов из монацита.The invention relates to the technology of rare and radioactive elements and can be used to obtain concentrates of rare and rare earth elements from monazite.
Известен способ вскрытия монацитового концентрата [Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. Металургия редких металлов. - М.: Металургия, 1991., с. 353-354], основанный на разложении руды концентрированным раствором едкого натрия при температуре 110-140°C в течение 3 часов, при расходе 300% от стехиометрического количества, распульповкой, фильтрацией осажденных гидроксидов от раствора фосфатов с последующим растворением в соляной кислоте и селективным осаждением гидроксидов РЗЭ. Недостатком способа является высокий расход вскрывающего агента и энергоемкость процессов выпаривания и кристаллизации, используемых для выделения фосфатов и регенерации гидроксида натрия.A known method of opening monazite concentrate [Zelikman A.N., Korshunov B.G. Metallurgy of rare metals. - M.: Metallurgy, 1991., p. 353-354], based on the decomposition of ore by concentrated sodium hydroxide solution at a temperature of 110-140 ° C for 3 hours, at a flow rate of 300% of the stoichiometric amount, by pulping, filtering the precipitated hydroxides from a phosphate solution, followed by dissolution in hydrochloric acid and selective precipitation REE hydroxides. The disadvantage of this method is the high consumption of the opening agent and the energy intensity of the evaporation and crystallization processes used for the separation of phosphates and the regeneration of sodium hydroxide.
Известен способ переработки монацитового концентрата (прототип) [Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. Металургия редких металлов. - М.: Металургия, 1991, с. 352-353], включающий разложение концентрата 96% серной кислотой при 180-200°C, при расходе 250-300% от стехиометрически необходимого количества в течение 2-4 ч, извлечение сульфатов РЗЭ из реакционной массы водным выщелачиванием и обезвреживанием раствора хлоридом бария с последующей ступенчатой нейтрализацией и селективным осаждением фосфатов РЗЭ при pH 2,3. Недостатком способа является низкая степень извлечения РЗЭ и загрязнение редкоземельного продукта трудноотделимыми гидрофосфатами тория, железа, алюминия, титана и кремния.A known method of processing monazite concentrate (prototype) [Zelikman A.N., Korshunov B.G. Metallurgy of rare metals. - M.: Metallurgy, 1991, p. 352-353], including the decomposition of the concentrate with 96% sulfuric acid at 180-200 ° C, at a flow rate of 250-300% of the stoichiometrically required amount for 2-4 hours, the extraction of REE sulfates from the reaction mass by aqueous leaching and neutralization of the solution with barium chloride subsequent stepwise neutralization and selective precipitation of REE phosphates at a pH of 2.3. The disadvantage of this method is the low degree of REE extraction and contamination of the rare-earth product with inseparable hydrophosphates of thorium, iron, aluminum, titanium and silicon.
Задачей настоящего изобретения является разработка процесса комплексной переработки монацитового концентрата с высокой степенью извлечения и чистоты конечного редкоземельного продукта.The objective of the present invention is to develop a process for the integrated processing of monazite concentrate with a high degree of extraction and purity of the final rare earth product.
Задача достигается тем, что вскрытие концентрата осуществляется смесью серной кислоты и фторида аммония, взятых в соотношении 1:1,3 соответственно, при стехиометрическом соотношении моноцит: серная кислота 1:1,2. Механизм вскрытия может быть представлен в виде последовательного процесса гидрофторирования компонентов монацитового концентрата фторидом аммония с последующим переводом продуктов фторирования в сульфаты взаимодействием с присутствующей в системе серной кислотой. Процесс ведут в барабанной вращающейся печи при температуре от 200-230°C в течение 30-40 минутThe task is achieved in that the opening of the concentrate is carried out with a mixture of sulfuric acid and ammonium fluoride, taken in a ratio of 1: 1.3, respectively, with a stoichiometric ratio of monocyte: sulfuric acid 1: 1.2. The opening mechanism can be represented as a sequential process of hydrofluorination of components of a monazite concentrate with ammonium fluoride followed by the conversion of fluorination products to sulfates by reaction with sulfuric acid present in the system. The process is carried out in a rotary kiln at a temperature of 200-230 ° C for 30-40 minutes
После проведения сернокислотного гидрофторирования полученный спек нагревают до 300-350°C для перевода в газообразное состояние и удаления из системы летучих продуктов реакций. При повышении температуры в газовую фазу переходят: избыток вскрывающего агента (фторид аммония и серная кислота), гексафторосиликат и гексафторотитанат аммония, фториды фосфора, фосфаты аммония. Газовая фаза направляется на селективную десублимацию с последующей регенерацией вскрывающего агента и улавливанием соединений фосфора для получения фосфатных удобрений.After carrying out sulfuric acid hydrofluorination, the obtained cake is heated to 300-350 ° C to transfer to a gaseous state and remove volatile reaction products from the system. When the temperature rises, the gas phase passes: an excess of the opening agent (ammonium fluoride and sulfuric acid), hexafluorosilicate and ammonium hexafluorotitanate, phosphorus fluorides, ammonium phosphates. The gas phase is sent to selective desublimation, followed by regeneration of the opening agent and capture of phosphorus compounds to produce phosphate fertilizers.
В твердой фазе остаются сульфаты металлов, при этом исходная шихта имеет высокую удельную поверхность, пригодную для выщелачивания. Процесс выщелачивания проводится 20% водным раствором серной кислоты для исключения вероятности процесса гидролиза сульфатов.Metal sulfates remain in the solid phase, while the initial charge has a high specific surface area suitable for leaching. The leaching process is carried out with a 20% aqueous solution of sulfuric acid to exclude the likelihood of sulfate hydrolysis.
Обезвреживание и дезактивация раствора осуществляется введением в раствор хлорида бария, повышающего степень соосаждений радиоактивных бария, радия, кальция и свинца. Локализованные в твердом остатке радиоактивные нерастворимые сульфаты отделяются фильтрацией для дальнейшей цементации и захоронения. Маточник, содержащий сульфаты урана, тория, железа и РЗЭ, нагревают до 70-80°C и вносят в него кристаллический сульфат аммония в избытке 200% от стехеометрически необходимого количества для образования двойных сульфатных солей РЗЭ. Раствор выдерживают в течение часа, образовавшиеся двойные соли отделяют от маточника фильтрацией. Двойные сульфаты РЗЭ направляются на конверсию в нитраты РЗЭ и очистку от примеси тория.The solution is neutralized and deactivated by introducing barium chloride into the solution, which increases the degree of coprecipitation of radioactive barium, radium, calcium, and lead. Radioactive insoluble sulfates localized in the solid residue are separated by filtration for further cementation and burial. A mother liquor containing sulfates of uranium, thorium, iron and REE is heated to 70-80 ° C and crystalline ammonium sulfate is added to it in excess of 200% of the stoichiometrically necessary amount for the formation of REE double sulfate salts. The solution was incubated for an hour, the resulting double salts were separated from the mother liquor by filtration. REE double sulfates are sent for conversion to REE nitrates and purification of thorium impurities.
Маточник после осаждения двойной соли РЗЭ направляют на выделение железистого, ториевого и уранового кека. Процесс проводят обработкой маточника аммиачной водой с попутной регенерацией сульфата аммония. Осадок гидратированного тория, урана и железа отделяют фильтрацией от раствора для дальнейшего извлечения урана и тория или цементации и захоронения.The mother liquor after precipitation of the REE double salt is directed to the allocation of glandular, thorium and uranium cake. The process is carried out by treating the mother liquor with ammonia water with the associated regeneration of ammonium sulfate. The precipitate of hydrated thorium, uranium and iron is separated by filtration from the solution for further extraction of uranium and thorium or cementation and burial.
Отделенный раствор сульфата аммония упаривается и кристаллизуется, полученные кристаллы возвращают в цикл на стадию получения двойных сульфатных солей РЗЭ.The separated ammonium sulfate solution is evaporated and crystallized, the obtained crystals are returned to the cycle to the stage of obtaining REE double sulfate salts.
На стадии выделения тория и урана используется регенерированная аммиачная вода, которая образуется в результате взаимодействия монацитового концентрата с фторидом аммония.At the stage of separation of thorium and uranium, regenerated ammonia water is used, which is formed as a result of the interaction of monazite concentrate with ammonium fluoride.
Участок конверсии необходим для перевода сульфатов двойных солей в нитраты РЗЭ и отделения примеси тория. Удобным соединением для конверсии в нитраты являются оксиды РЗЭ, которые можно получить прокаливанием двойных солей в барабанной вращающейся печи при температуре 1350-1400°C. Оксиды РЗЭ и Th направляют на растворение азотной кислотой с последующим выделение тория из азотнокислого раствора экстракционными методами.The conversion section is necessary for the conversion of sulfates of double salts into REE nitrates and the separation of thorium impurities. A convenient compound for conversion to nitrates is REE oxides, which can be obtained by calcining double salts in a rotary kiln at a temperature of 1350-1400 ° C. REE and Th oxides are sent for dissolution with nitric acid followed by the separation of thorium from the nitric acid solution by extraction methods.
Очищенный раствор нитратов РЗЭ является конечной товарной продукцией и может использоваться для разделения смеси РЗЭ на индивидуальные компоненты.The purified REE nitrate solution is the final commercial product and can be used to separate the REE mixture into individual components.
Пример 1Example 1
Навеску монацитового концентрата состава: РЗЭ2О3 27%, P2O5 11,1%, ThO2 2,7%, UO2 0,1%, Fe2O3 1,8%, Al2O3 1,4%, SiO2 2%, TiO2 1,1%, CaO 0,7%, MgO 0,6%, ZrO2 1,5%, массой 50 г, согласно стехиометрическому соотношению монацит: серная кислота 1:1,2, смешивают со смесью 45,4 г серной кислоты и 59 г гидрофторида аммония (соотношение вскрывающих агентов 1:1,3) и выдерживают при 220°C в течение 40 минут. Полученный продукт нагревают до 340°C и выдерживают при этой температуре до прекращении выделения газообразных продуктов реакции. Спек в количестве 66,7 г промывают 200 мл 20% водного раствора серной кислоты и обрабатывают 20 мл 20% раствора хлорида бария, соосаждая радиоактивные Ra, Ba, Pb. Осадок отстаивают и отфильтровывают, масса утилизируемого радиоактивного остатка 8 г, с содержанием непрореагировавших в процессе вскрытия оксидов РЗЭ 8,7% (0,7 г). Очищенный раствор сульфатов нагревают до 80°C и вносят сульфат аммония массой 87,7 г. Раствор выдерживают в течение 1 часа, образовавшиеся кристаллы двойных солей отделяют от маточника фильтрацией. Маточник, содержащий сульфаты тория и железа, смешивают с 40 г 25% аммиачной воды. Твердые продукты реакции (гидратированный торий и железо) отфильтровывают и утилизируют. Двойные сульфаты РЗЭ в количестве 92,11 г нагревают при 1400°C до прекращения выделения газообразных продуктов реакции. Образующиеся оксиды массой 27,15 г растворяют в 100 мл 35% азотной кислоты, полученный раствор подвергают стандартной операции очистки нитратов РЗЭ от примеси тория экстракционными методами. Содержание нитратов РЗЭ в очищенном растворе 264,9 г/л, степень извлечения РЗЭ из исходного монацитового концентрата составляет 98,1%.A portion of monazite concentrate composition: REE 2 O 3 27%, P 2 O 5 11.1%, ThO 2 2.7%, UO 2 0.1%, Fe 2 O 3 1.8%, Al 2 O 3 1, 4%,
Пример 2Example 2
Навеску монацитового концентрата 50 г состава по примеру 1 смешивают со смесью 75 г серной кислоты и 112,5 г гидрофторида аммония (соотношение монацит вскрывающих агентов 1:1,5; соотношение вскрывающих агентов 1:1,5) и выдерживают при 200°C в течение 2 часов. Полученный продукт нагревают до 340°C и выдерживают при этой температуре до прекращения выделения газообразных продуктов реакции. Образуется спек в количестве 65,9 г. По примеру 1 спек промывают раствором серной кислоты и дезактивируют раствором хлорида бария, масса утилизируемого радиоактивного остатка 8 г, с содержанием РЗЭ 6,25% (0,5 г). По примеру 1 из очищенного сульфатного раствора осуществляют выделение раствора нитратов РЗЭ с концентрацией 266,8 г/л, степень извлечения РЗЭ из исходного монацитового концентрата составляет 98,8%.A portion of a monazite concentrate 50 g of the composition according to example 1 is mixed with a mixture of 75 g of sulfuric acid and 112.5 g of ammonium hydrofluoride (ratio of opening agents monazite; ratio of opening agents 1: 1.5) and kept at 200 ° C within 2 hours. The resulting product is heated to 340 ° C and maintained at this temperature until the evolution of gaseous reaction products ceases. A cake is formed in an amount of 65.9 g. In Example 1, cake is washed with a solution of sulfuric acid and deactivated with a solution of barium chloride, the mass of the utilized radioactive residue is 8 g, with a REE content of 6.25% (0.5 g). In Example 1, a solution of REE nitrates with a concentration of 266.8 g / L is extracted from the purified sulfate solution, the degree of REE extraction from the initial monazite concentrate is 98.8%.
Пример 3Example 3
Навеску монацитового концентрата 50 г состава по примеру 1, смешивают согласно стехиометрическому соотношению монацит: серная кислота 1:1 со смесью 37,8 г серной кислоты и 49 г гидрофторида аммония (соотношение вскрывающих агентов 1:1) и выдерживают при 260°C в течение 20 минут. Полученный продукт нагревают до 340°C и выдерживают при этой температуре до прекращении выделения газообразных продуктов реакции. Образуется спек в количестве 72,7 г. По примеру 1 спек промывают раствором серной кислоты и дезактивируют раствором хлорида бария, масса утилизируемого радиоактивного остатка 11 г, содержание непрореагировавших в процессе вскрытия оксидов РЗЭ в остатке составляет 3,75 г (34%). Из очищенного раствора по примеру 1 проводят: осаждение двойных сульфатных солей РЗЭ, фильтрацию и термическое разложение кристаллов, растворение оксидов РЗЭ в азотной кислоте, очистку нитратов РЗЭ от тория экстракционными методами. Содержание нитратов РЗЭ в очищенном растворе составляет 247,8 г/л, степень извлечения РЗЭ из исходного монацитового концентрата составляет 91,7%.A portion of a monazite concentrate of 50 g of the composition of Example 1 is mixed according to a stoichiometric ratio of monazite: sulfuric acid 1: 1 with a mixture of 37.8 g of sulfuric acid and 49 g of ammonium hydrofluoride (ratio of opening agents 1: 1) and kept at 260 ° C for 20 minutes. The resulting product is heated to 340 ° C and maintained at this temperature until the evolution of gaseous reaction products ceases. A cake is formed in an amount of 72.7 g. According to Example 1, cake is washed with a solution of sulfuric acid and deactivated with a solution of barium chloride, the mass of the utilized radioactive residue is 11 g, the content of unreacted REE oxides in the residue is 3.75 g (34%). From the purified solution of Example 1, the following is carried out: precipitation of REE double sulfate salts, filtration and thermal decomposition of crystals, dissolution of REE oxides in nitric acid, purification of REE nitrates from thorium by extraction methods. The content of REE nitrates in the purified solution is 247.8 g / l, the degree of REE extraction from the initial monazite concentrate is 91.7%.
Таким образом, из приведенных примеров следует, что предлагаемый способ позволяет повысить степень извлечения РЗЭ до 98%, снизить расход серной кислоты и сточных вод при обеспечении высокой степени очистки от тория, железа, алюминия, титана и кремния.Thus, from the above examples it follows that the proposed method allows to increase the degree of REE extraction to 98%, to reduce the consumption of sulfuric acid and wastewater while ensuring a high degree of purification from thorium, iron, aluminum, titanium and silicon.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013145917/05A RU2549412C1 (en) | 2013-10-14 | 2013-10-14 | Method of processing monazite concentrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013145917/05A RU2549412C1 (en) | 2013-10-14 | 2013-10-14 | Method of processing monazite concentrate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013145917A RU2013145917A (en) | 2015-04-20 |
RU2549412C1 true RU2549412C1 (en) | 2015-04-27 |
Family
ID=53282782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013145917/05A RU2549412C1 (en) | 2013-10-14 | 2013-10-14 | Method of processing monazite concentrate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2549412C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105969974A (en) * | 2016-05-20 | 2016-09-28 | 辽宁科技大学 | Method for selectively extracting rare-earth metals from rare-earth ores |
RU2667932C1 (en) * | 2017-08-29 | 2018-09-25 | Владимир Леонидович Софронов | Method of processing monazite raw materials |
CN111020242A (en) * | 2019-09-09 | 2020-04-17 | 湖南中核金原新材料有限责任公司 | Process method for smelting and separating uranium, thorium and rare earth from monazite concentrate |
RU2746867C1 (en) * | 2017-07-17 | 2021-04-21 | Чайна Энфи Инжиниринг Корпорейшн | Method and system for the treatment of concentrates of rare-earth elements |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2109686C1 (en) * | 1996-02-01 | 1998-04-27 | Акционерное общество закрытого типа "Техноген" | Method for recovering rare-earth elements from phosphogypsum |
RU2151206C1 (en) * | 1999-06-28 | 2000-06-20 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук | Monazite concentrate processing method |
-
2013
- 2013-10-14 RU RU2013145917/05A patent/RU2549412C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2109686C1 (en) * | 1996-02-01 | 1998-04-27 | Акционерное общество закрытого типа "Техноген" | Method for recovering rare-earth elements from phosphogypsum |
RU2151206C1 (en) * | 1999-06-28 | 2000-06-20 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук | Monazite concentrate processing method |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105969974A (en) * | 2016-05-20 | 2016-09-28 | 辽宁科技大学 | Method for selectively extracting rare-earth metals from rare-earth ores |
RU2746867C1 (en) * | 2017-07-17 | 2021-04-21 | Чайна Энфи Инжиниринг Корпорейшн | Method and system for the treatment of concentrates of rare-earth elements |
RU2667932C1 (en) * | 2017-08-29 | 2018-09-25 | Владимир Леонидович Софронов | Method of processing monazite raw materials |
CN111020242A (en) * | 2019-09-09 | 2020-04-17 | 湖南中核金原新材料有限责任公司 | Process method for smelting and separating uranium, thorium and rare earth from monazite concentrate |
CN111020242B (en) * | 2019-09-09 | 2021-07-20 | 湖南中核金原新材料有限责任公司 | Process method for smelting and separating uranium, thorium and rare earth from monazite concentrate |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013145917A (en) | 2015-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Gladyshev et al. | Recovery of vanadium and gallium from solid waste by-products of Bayer process | |
US9517944B2 (en) | Method for producing alumina | |
PL155815B1 (en) | Method of recovering lanthanides from phospogypsum wastes | |
RU2549412C1 (en) | Method of processing monazite concentrate | |
CN108707748B (en) | Method for purifying stone coal pickle liquor and recovering aluminum, potassium and iron | |
SU1165238A3 (en) | Method of hydrometallurgical processing of raw material containing non-ferrous metals and iron | |
JP2023510391A (en) | Process for producing alumina and lithium salts | |
RU2543160C2 (en) | Method of sulphuric acid decomposition of rem-containing phosphate raw material | |
JP6337708B2 (en) | Method for separating nickel from nickel sludge | |
RU2595672C1 (en) | Method of processing rare-earth elements concentrate | |
US2021988A (en) | Production of lithium compounds | |
RU2525877C2 (en) | Method of processing phosphogypsum | |
RU2667932C1 (en) | Method of processing monazite raw materials | |
RU2487185C1 (en) | Method of extracting rare-earth metals from phosphogypsum | |
RU2348716C1 (en) | Method of vanadium extraction | |
RU2477758C1 (en) | Method of extracting americium | |
SU1761671A1 (en) | Method for producing potassium sulfate and alumina from cynnyrite | |
RU2310003C2 (en) | Vanadium extraction method from vanadium-containing material | |
RU2560802C1 (en) | Method of treating natural phosphate for extraction of rare-earth elements | |
CN102659145B (en) | Method for preparing cesium nitrate by pollucite | |
US4804524A (en) | Process for the preparation of boric acid from colemanite and/or howlite minerals | |
RU2257348C1 (en) | Scandium oxide preparation process | |
RU2513652C2 (en) | Method of obtaining magnesium oxide | |
US9725785B2 (en) | Process for cold hydrochemical decomposition of sodium hydrogen aluminosilicate | |
RU2537626C2 (en) | Method of obtaining potassium alum |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151015 |