RU2596245C1 - Method for extraction separation of rare-earth elements - Google Patents

Method for extraction separation of rare-earth elements Download PDF

Info

Publication number
RU2596245C1
RU2596245C1 RU2015109364/05A RU2015109364A RU2596245C1 RU 2596245 C1 RU2596245 C1 RU 2596245C1 RU 2015109364/05 A RU2015109364/05 A RU 2015109364/05A RU 2015109364 A RU2015109364 A RU 2015109364A RU 2596245 C1 RU2596245 C1 RU 2596245C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
extraction
earth elements
rare
flow
initial solution
Prior art date
Application number
RU2015109364/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Вальков
Александр Сергеевич Буйновский
Игорь Юрьевич Русаков
Виктор Иванович Сачков
Александра Валерьевна Ануфриева
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ)
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ)
Priority to RU2015109364/05A priority Critical patent/RU2596245C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2596245C1 publication Critical patent/RU2596245C1/en

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to extraction separation of rare-earth elements from nitrate solutions. Method involves extraction of initial solution containing nitrates of rare-earth elements and salting-out agent with tributyl phosphate, washing and re-extraction with acidified water. At that, re-extraction agent relative to initial solution is divided into two flows at ratio of initial solution:first flow:second flow is equal to 1 : (0.3-0.4) : (0.5-1.0), after which first flow is evaporated to concentration of 280-320 g/l and delivered for washing out organic phase, and second flow is treated with ammonium hydroxide or ammonium carbonate and hydroxide is separated by filtration of rare-earth elements, and filtrate is delivered for preparation of initial solution.
EFFECT: invention provides efficient extraction of rare-earth elements and reduced power consumption.
1 cl, 1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к технологии экстракционного разделения редкоземельных элементов (РЗЭ) из азотнокислых растворов с использованием трибутилфосфата (ТБФ).The invention relates to a technology for the extraction separation of rare earth elements (REE) from nitric acid solutions using tributyl phosphate (TBP).

В промышленной практике разделение РЗЭ экстракцией ТБФ большей частью осуществляют из азотнокислых растворов. Известны методы разделения РЗЭ экстракцией ТБФ из азотнокислых растворов, содержащих 8 моль/л азотной кислоты [Корпусов Г.В., Ескевич И.В., Жиров Е.П. Групповое разделение редкоземельных элементов методом противоточной экстракции // Сб. Экстракция. Теория, применение, аппаратура. - М.: Госатомиздат, 1962, вып. 1. С. 126]. Также РЗЭ хорошо экстрагируются ТБФ из слабокислых нитратных растворов в присутствии высаливателей - нитратов алюминия, натрия, кальция, лития, например, из растворов нитратов РЗЭ, содержащих 0,2-0,3 моль/л азотной кислоты и нитрат алюминия [Корпусов Г.В., Ескевич И.В., Жиров Е.П. Закономерности экстракционного распределения редкоземельных элементов в нейтральных растворах // Сб. Экстракция. Теория, применение, аппаратура. - М.: Госатомиздат, 1962, вып. 2]. Недостатками этих процессов является наличие большого количества промывных растворов, которые требуют утилизацию.In industrial practice, the separation of REE by extraction of TBP is mainly carried out from nitric acid solutions. Known methods for the separation of REE by extraction of TBP from nitric acid solutions containing 8 mol / l of nitric acid [Korpusov GV, Eskevich IV, Zhirov EP Group separation of rare earth elements by countercurrent extraction // Sat. Extraction. Theory, application, equipment. - M.: Gosatomizdat, 1962, issue. 1. S. 126]. Also, REEs are well extracted by TBP from weakly acid nitrate solutions in the presence of salting out agents - aluminum, sodium, calcium, lithium nitrates, for example, from REE nitrate solutions containing 0.2-0.3 mol / L nitric acid and aluminum nitrate [G. Korpusov ., Eskevich I.V., Zhirov E.P. Patterns of the extraction distribution of rare-earth elements in neutral solutions // Sat. Extraction. Theory, application, equipment. - M.: Gosatomizdat, 1962, issue. 2]. The disadvantages of these processes is the presence of a large number of washing solutions that require disposal.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому способу является способ экстракционного разделения редкоземельных элементов [RU №2058938, C01F 17/00. Опуб. 27.04.1996], принятый за прототип. Разделение РЗЭ ведут из нейтральных или слабокислых растворов с помощью нейтральных фосфорорганических экстрагентов, преимущественно ТБФ, в противоточном каскаде, состоящем из экстракционной, промывной и реэкстракционной частей. Способ включает реэкстракцию 6-8,5 М азотной кислотой, при этом в экстракционную часть каскада на 16-ю ступень со стороны входа экстракта подают раствор высаливателя в количестве, обеспечивающем их концентрацию в водной фазе до насыщения и отбор рафината осуществляют со ступени, следующей за ступенью ввода высаливателя. К экстракционной части со стороны выхода рафината или со стороны выхода экстракта поочередно подключают заполненные исходным раствором емкости, из которых поочередно осуществляют отбор продуктов. В предлагаемом способе в качестве промывного раствора используют упаренный реэкстракт.Closest to the technical solution to the proposed method is a method of extraction separation of rare earth elements [RU No. 2058938, C01F 17/00. Otub. 04/27/1996], adopted as a prototype. REE separation is carried out from neutral or slightly acidic solutions using neutral organophosphorus extractants, mainly TBP, in a countercurrent cascade consisting of extraction, washing and re-extraction parts. The method involves re-extraction with 6-8.5 M nitric acid, while the extraction part of the cascade to the 16th stage is supplied with a salting out solution in an amount ensuring their concentration in the aqueous phase until saturation and the raffinate is selected from the stage following salting out stage. To the extraction part from the outlet side of the raffinate or from the outlet side of the extract, the containers filled with the initial solution are alternately connected, from which the products are alternately selected. In the proposed method, one stripped re-extract is used as a washing solution.

Недостатком способа является необходимость упаривать весь реэкстракт, что приводит к большим энергозатратам и, соответственно, увеличивает себестоимость конечного продукта.The disadvantage of this method is the need to evaporate the entire re-extract, which leads to high energy consumption and, accordingly, increases the cost of the final product.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на упаривание промывного раствора для промывки за счет уменьшения объема упариваемого раствора.The aim of the invention is to reduce the energy consumption for evaporation of the washing solution for washing by reducing the volume of the evaporated solution.

Поставленная задача достигается тем, что способ разделения редкоземельных элементов экстракцией трибутилфосфатом исходного раствора, содержащего нитраты редкоземельных элементов (РЗЭ) и высаливатель, включает экстракцию, промывку и реэкстракцию подкисленной водой, причем, получаемый реэкстракт по отношению к исходному раствору делят на два потока в соотношении исходный раствор : 1-й поток : 2-й поток=1:(0,3-0,4):(0,5-1,0), после чего 1-й поток упаривают до концентрации 280-320 г/л и направляют на промывку органической фазы, а 2-й поток обрабатывают гидроксидом аммония или карбонатом аммония, фильтрацией отделяют гидроксиды РЗЭ как готовую продукцию, а фильтрат направляют на приготовление исходного раствора.This object is achieved in that the method of separation of rare-earth elements by extraction with tributyl phosphate stock solution containing nitrates of rare-earth elements (REE) and a salting out agent includes extraction, washing and re-extraction with acidified water, and the resulting re-extract with respect to the initial solution is divided into two streams in the ratio of the original solution: 1st stream: 2nd stream = 1: (0.3-0.4) :( 0.5-1.0), after which the 1st stream is evaporated to a concentration of 280-320 g / l and sent to the washing of the organic phase, and the 2nd stream is treated with hydra ammonium oxide or ammonium carbonate, REE hydroxides are separated by filtration as a finished product, and the filtrate is sent to prepare the initial solution.

Пример 1 (прототип).Example 1 (prototype).

Разделение РЗЭ, выделенных из апатита, проводили по линии неодим-самарий. Экстрагент - 100% ТБФ. Исходный раствор содержал 300 г/л РЗЭ (в расчете на оксиды) и 350 г/л нитрата аммония. Органическую фазу промывали раствором, содержащим 300 г/л нитратов РЗЭ. После промывки концентрация РЗЭ в органической фазе находилась в пределах 145-155 г/л. С полученной органической фазой проводили эксперименты по моделированию режима реэкстракции. Противоточный процесс реэкстракции моделировали на 12 ступенях. Реэкстрагирующий раствор - раствор азотной кислоты с концентрацией 0,3 моль/л. В первую ступень подавали органическую фазу, содержащую 150 г/л РЗЭ (в расчете на оксиды). В 12 ступень подавали реэкстрагирующий раствор. Органическую фазу вводили в объеме 20 мл, реэкстрагирующий раствор - 14 мл. Концентрация РЗЭ в реэкстракте составила 212 г/л. Реэкстракт в количестве 50 мл упаривали до 302-305 г/л. Объем конденсата из отгоняемого пара составил 4,2 мл. The separation of REEs isolated from apatite was carried out along the neodymium-samarium line. Extractant - 100% TBP. The initial solution contained 300 g / l REE (calculated as oxides) and 350 g / l ammonium nitrate. The organic phase was washed with a solution containing 300 g / l REE nitrates. After washing, the concentration of REE in the organic phase was in the range of 145-155 g / l. With the obtained organic phase, experiments were carried out to simulate the back extraction mode. The countercurrent process of stripping was modeled at 12 steps. Reextracting solution - a solution of nitric acid with a concentration of 0.3 mol / L. An organic phase containing 150 g / l REE (calculated as oxides) was fed into the first stage. In step 12, a stripping solution was applied. The organic phase was introduced in a volume of 20 ml, the stripping solution was 14 ml. The concentration of REE in the reextract was 212 g / L. A 50 ml re-extract was evaporated to 302-305 g / l. The volume of condensate from the distilled off steam was 4.2 ml.

Пример 2 (предлагаемый способ).Example 2 (the proposed method).

Противоточный процесс реэкстракции моделировали на 12 ступенях. Экстрагент - 100% ТБФ. Реэкстрагирующий раствор - раствор азотной кислоты с концентрацией 0,3 моль/л. В первую ступень подавали органическую фазу, содержащую 150 г/л РЗЭ (в расчете на оксиды), в 6 ступень подавали первый реэкстрагирующий раствор, в 12 ступень подавали второй реэкстрагирующий раствор. Органическую фазу вводили в объеме 20 мл, первый поток реэкстракта 7 мл, второй поток реэкстракта 12 мл. Концентрация РЗЭ в первом потоке реэкстракта была 251 г/л, во втором потоке реэкстракта 104 г/л. Первый поток реэкстракта упаривали до 300 г/л. Объем конденсата из отгоняемого пара составил 1,2 мл. Наработали 40 мл второго потока реэкстракта и ввели 7 мл концентрированного гидроксида аммония до pH 7-8, отфильтровали и промыли осадок. Объединили фильтрат с промывкой и получили 62 мл раствора нитрата аммония, который направили на приготовление исходного раствора для репульпации карбонатов РЗЭ или на упаривание.The countercurrent process of stripping was modeled at 12 steps. Extractant - 100% TBP. Reextracting solution - a solution of nitric acid with a concentration of 0.3 mol / L. An organic phase containing 150 g / L REE (calculated as oxides) was supplied to the first stage, the first stripping solution was fed to the 6th step, and the second stripping solution was fed to the 12th step. The organic phase was introduced in a volume of 20 ml, the first stream of stripping 7 ml, the second stream of stripping 12 ml. The concentration of REE in the first stream of reextract was 251 g / l, in the second stream of reextract 104 g / l. The first stream of stripping was evaporated to 300 g / l. The volume of condensate from the distilled off steam was 1.2 ml. 40 ml of a second stream of stripping was added and 7 ml of concentrated ammonium hydroxide was added to a pH of 7-8, the precipitate was filtered off and washed. The filtrate was combined with washing to obtain 62 ml of a solution of ammonium nitrate, which was sent to prepare the initial solution for the repulpation of REE carbonates or for evaporation.

Пример 3 (выбор оптимальных соотношений потоков).Example 3 (selection of optimal flow ratios).

Эксперименты проводили как в примере 1 и 2, но изменяли соотношение фаз на стадии реэкстракции. Результаты экспериментов приведены в табл. 1.The experiments were carried out as in examples 1 and 2, but the phase ratio was changed at the stage of stripping. The experimental results are given in table. one.

Figure 00000001
Figure 00000001

Количество отбираемых, т.е. выводимых из процесса, РЗЭ на первой реэкстракции зависит от заданной величины отбора, который в свою очередь определяется коэффициентами разделения. Для рассматриваемых процессов коэффициент разделения колеблется в пределах 1,9-2,5, величина отбора в готовую продукцию 0,35-0,5, а количество РЗЭ, возвращаемое на стадию промывки 0,5-0,65. Этим обстоятельством определяется соотношение фаз на 1-й реэкстракции. Вторая реэкстракция не так фиксирована и для нее главная задача - извлечь все РЗЭ, не оставляя в органической фазе даже их следов.The number of selected, i.e. Derived from the process, REE at the first reextraction depends on a given sampling value, which in turn is determined by the separation coefficients. For the processes under consideration, the separation coefficient ranges from 1.9-2.5, the amount of selection in the finished product is 0.35-0.5, and the amount of REE returned to the washing stage is 0.5-0.65. This circumstance determines the phase ratio on the 1st reextraction. The second reextraction is not so fixed and the main task for it is to extract all REEs without leaving even their traces in the organic phase.

Положительный эффект предложенного способа разделения редкоземельных элементов экстракцией заключается в уменьшении объема упариваемого реэкстракта и, соответственно, уменьшения энергозатрат при получении редкоземельных элементов, что позволяет снизить себестоимость конечного продукта.The positive effect of the proposed method for the separation of rare earth elements by extraction is to reduce the amount of evaporated reextract and, accordingly, reduce energy consumption when obtaining rare earth elements, which allows to reduce the cost of the final product.

Claims (1)

Способ разделения редкоземельных элементов экстракцией трибутилфосфатом исходного раствора, содержащего нитраты редкоземельных элементов (РЗЭ) и высаливатель, включающий экстракцию, промывку и реэкстракцию подкисленной водой, отличающийся тем, что реэкстракт по отношению к исходному раствору делят на два потока в соотношении исходный раствор : 1-й поток : 2-й поток = 1:(0,3-0,4):(0,5-1,0), после чего 1-й поток упаривают до концентрации 280-320 г/л и направляют на промывку органической фазы, а 2-й поток обрабатывают гидроксидом аммония или карбонатом аммония, фильтрацией отделяют гидроксиды РЗЭ, а фильтрат направляют на приготовление исходного раствора. The method of separation of rare earth elements by extraction with tributyl phosphate stock solution containing nitrates of rare earth elements (REE) and a salting out agent, including extraction, washing and re-extraction with acidified water, characterized in that the re-extract with respect to the initial solution is divided into two streams in the ratio of the initial solution: 1st flow: 2nd flow = 1: (0.3-0.4) :( 0.5-1.0), after which the 1st flow is evaporated to a concentration of 280-320 g / l and sent to the washing of the organic phase and the 2nd stream is treated with ammonium hydroxide or ammonium carbonate Nia, rare earth hydroxides is separated by filtration, and the filtrate is directed to the preparation of the starting solution.
RU2015109364/05A 2015-03-17 2015-03-17 Method for extraction separation of rare-earth elements RU2596245C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015109364/05A RU2596245C1 (en) 2015-03-17 2015-03-17 Method for extraction separation of rare-earth elements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015109364/05A RU2596245C1 (en) 2015-03-17 2015-03-17 Method for extraction separation of rare-earth elements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2596245C1 true RU2596245C1 (en) 2016-09-10

Family

ID=56892307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015109364/05A RU2596245C1 (en) 2015-03-17 2015-03-17 Method for extraction separation of rare-earth elements

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2596245C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2693714C1 (en) * 2018-12-25 2019-07-04 Общество С Ограниченной Ответственностью "Лаборатория Инновационных Технологий" Method of extraction separation of rare-earth elements

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3387944A (en) * 1961-09-12 1968-06-11 Thorium Ltd Batch separation of components of a mixture by total solute reflux
RU2058938C1 (en) * 1987-01-26 1996-04-27 Институт физической химии РАН Method for separation of rare-earth elements by extraction
RU2517651C1 (en) * 2013-05-07 2014-05-27 Александра Валерьевна Ануфриева Method for solvent refining of nitrate solutions containing rare-earth metals

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3387944A (en) * 1961-09-12 1968-06-11 Thorium Ltd Batch separation of components of a mixture by total solute reflux
RU2058938C1 (en) * 1987-01-26 1996-04-27 Институт физической химии РАН Method for separation of rare-earth elements by extraction
RU2517651C1 (en) * 2013-05-07 2014-05-27 Александра Валерьевна Ануфриева Method for solvent refining of nitrate solutions containing rare-earth metals

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2693714C1 (en) * 2018-12-25 2019-07-04 Общество С Ограниченной Ответственностью "Лаборатория Инновационных Технологий" Method of extraction separation of rare-earth elements

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2964794B1 (en) A method for re-extraction of rare-earth metals from organic solutions and preparing concentrate of rare-earth metals
RU2416654C1 (en) Procedure for extraction of rare earth elements from phospho-gypsum
RU2360988C2 (en) Treatment method of concentrates of natural uranium
RU2517651C1 (en) Method for solvent refining of nitrate solutions containing rare-earth metals
CN106350671B (en) A kind of method of purification enrichment vanadium in pickle liquor from bone coal
RU2669737C1 (en) Method for preparation of scandium oxide from scandium-containing concentrates
EP2989222B1 (en) A method for concentrating rare-earth metals in phosphogypsum
CN104531995A (en) Method for extracting zinc from low-grade zinc-containing material leaching liquid
EA024078B1 (en) Industrial extraction of uranium using ammonium carbonate and membrane separation
EP2984042B1 (en) A method for purification of circulating leaching solutions from phosphates and fluorides
US4207294A (en) Process for recovering uranium from wet-process phosphoric acid
RU2596245C1 (en) Method for extraction separation of rare-earth elements
RU2471011C1 (en) Extraction method of rare-earth metals from phosphogypsum
CN104480304A (en) Method for reducing usage amount of ammonia gas during process of tantalum-niobium hydrometallurgical extraction
RU2595672C1 (en) Method of processing rare-earth elements concentrate
RU2524966C2 (en) Method of extracting rare-earth elements from hydrate-phosphate residues from apatite processing
RU2614962C1 (en) Method for apatite ore and concentrate processing
RU2578869C1 (en) Method of processing monazite concentrate
RU2525877C2 (en) Method of processing phosphogypsum
RU2563015C2 (en) Method of extraction of cerium from nitrate solutions containing sum of rare-earth elements
CN104045071B (en) The efficient impurity elimination production method of industrial monoammonium phosphate is extracted from phosphorus ammonium is produced
CN106629809A (en) Method for purifying coarse scandium oxide
RU2693714C1 (en) Method of extraction separation of rare-earth elements
RU2611001C1 (en) Extraction separation of scandium and thorium
CA1043535A (en) Process for the preparation of purified phosphoric solutions from phosphoric acid in a wet way

Legal Events

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

Effective date: 20170318