RU2626121C2 - Method of increasing filtrumeness of pulp in sulfuric acid processing of evdialite concentrate - Google Patents

Method of increasing filtrumeness of pulp in sulfuric acid processing of evdialite concentrate Download PDF

Info

Publication number
RU2626121C2
RU2626121C2 RU2015154227A RU2015154227A RU2626121C2 RU 2626121 C2 RU2626121 C2 RU 2626121C2 RU 2015154227 A RU2015154227 A RU 2015154227A RU 2015154227 A RU2015154227 A RU 2015154227A RU 2626121 C2 RU2626121 C2 RU 2626121C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concentrate
zirconium
sulfuric acid
pulp
solution
Prior art date
Application number
RU2015154227A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015154227A (en
Inventor
Денис Сергеевич Луцкий
Татьяна Евгеньевна Литвинова
Ольга Владимировна Черемисина
Вадим Насырович Сагдиев
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
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 бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Priority to RU2015154227A priority Critical patent/RU2626121C2/en
Publication of RU2015154227A publication Critical patent/RU2015154227A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2626121C2 publication Critical patent/RU2626121C2/en

Links

Images

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
    • 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
    • C22B3/08—Sulfuric acid, other sulfurated acids or salts thereof
    • 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)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention can be used to produce rare metals (R3M). The method of extracting rare-earth elements and zirconium during the processing of eudialyte concentrate includes treatment of the eudialyte concentrate with sulfuric acid supplemented with sodium fluoride. Next, the separation is carried out by filtering the insoluble precipitate, washing it, and feeding the solution after washing and acid opening to a separation of the extraction separation of REE and zirconium cations. When sodium fluoride is added to the molar ratio F: Zr=3, the amorphous structure of silica gel breaks down.
EFFECT: improved pulp filterability without loss of recovery of zirconium and rare metals.
1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к технологии переработки эвдиалитового концентрата и может быть использовано для получения редких металлов (РЗМ).The invention relates to a technology for processing eudialyte concentrate and can be used to produce rare metals (REM).

Известен способ переработки эвдиалитового концентрата (заявка на изобретение RU №93008059, опубл. 27.03.1996 г.), включающий обработку стехиометрическим количеством 6-8 моль/л НСl в течение 10-20 мин, сушку образовавшегося геля при 130-170°С в течение 1,0-1,5 ч и водное выщелачивание в течение 15-20 мин при комнатной температуре.A known method of processing eudialyte concentrate (patent application RU No. 93008059, publ. 03/27/1996), including processing a stoichiometric amount of 6-8 mol / l Hcl for 10-20 minutes, drying the gel formed at 130-170 ° C during 1.0-1.5 hours and aqueous leaching for 15-20 minutes at room temperature.

Недостатками способа являются неполное извлечение циркония и РЗМ в раствор, а также использование легколетучей соляной кислоты.The disadvantages of the method are the incomplete extraction of zirconium and rare-earth metals in solution, as well as the use of volatile hydrochloric acid.

Известен способ переработки эвдиалитового концентрата (патент RU №2522074, опубл. 10.07.2014 г.), включающий разложение концентрата минеральной кислотой с получением геля, термическую обработку геля, регенерацию кислоты, водное выщелачивание геля с переводом в раствор редкоземельных элементов (РЗЭ), а в нерастворимый остаток - соединения циркония. Затем ведут отделение раствора от остатка и выделение из остатка соединения циркония. При этом разложение концентрата ведут при расходе кислоты 90-110% от стехиометрического количества, а термическую обработку геля, водное выщелачивание геля и регенерацию кислоты производят одновременно в автоклавных условиях при температуре 175-250°С в течение 1-4 часов с получением раствора РЗЭ, содержащего свободную кислоту. Соединение циркония выделяют из нерастворимого остатка путем мокрого гравитационного сепарирования. В качестве минеральной кислоты используют соляную или азотную кислоты.A known method of processing eudialyte concentrate (patent RU No. 2522074, publ. 07/10/2014), including the decomposition of the concentrate with mineral acid to obtain a gel, heat treatment of the gel, acid regeneration, water leaching of the gel with the transfer of rare-earth elements (REE) into solution, and to the insoluble residue are zirconium compounds. Then, the solution is separated from the residue and the zirconium compound is isolated from the residue. In this case, the decomposition of the concentrate is carried out at an acid flow rate of 90-110% of the stoichiometric amount, and the thermal treatment of the gel, water leaching of the gel and acid regeneration are carried out simultaneously under autoclave conditions at a temperature of 175-250 ° C for 1-4 hours to obtain a REE solution, containing free acid. The zirconium compound is isolated from the insoluble residue by wet gravity separation. As a mineral acid, hydrochloric or nitric acid is used.

Недостатками способа являются неполное извлечение циркония и РЗМ в раствор, использование легколетучей соляной и корозионно-активной азотной кислот, сложность и многостадийность технологического процесса.The disadvantages of the method are the incomplete extraction of zirconium and rare-earth metals into the solution, the use of volatile hydrochloric and corrosive nitric acids, the complexity and multi-stage process.

Известен способ переработки эвдиалитового концентрата (авторское свидетельство SU №841375, опубл. 10.03.2000 г.), включающий выщелачивание раствором кислоты, отличающийся тем, что с целью комплексного использования сырья, выщелачивание ведут 1-3%-ным раствором щавелевой кислоты при температуре 70-100°С и перемешивании.A known method of processing eudialyte concentrate (copyright certificate SU No. 841375, publ. 10.03.2000), including leaching with an acid solution, characterized in that for the purpose of the integrated use of raw materials, leaching is carried out with a 1-3% solution of oxalic acid at a temperature of 70 -100 ° C and with stirring.

Недостатками способа являются неполное извлечение циркония и РЗМ в раствор вследствие образования малорастворимых оксалатов.The disadvantages of the method are the incomplete extraction of zirconium and rare-earth metals in solution due to the formation of sparingly soluble oxalates.

Известен способ комплексной технологии переработки эвдиалитового концентрата (патент RU №2183225, опубл. 10.06.2002 г.), принятый за прототип, обработку эвдиалитового концентрата ведут концентрированной серной кислотой, полученную пульпу разбавляют раствором сульфата натрия с переводом в раствор циркония, алюминия, железа, марганца и натрия, отделяют нерастворимый остаток, содержащий РЗЭ, и промывают его водой. Затем осуществляют выделение алюминия из раствора при температуре 10-20°С. Алюминий выделяют в виде аммонийных или калиевых квасцов путем введения сульфатов, карбонатов или гидроксидов аммония или калия, взятых с избытком. После выделения квасцов осуществляют нейтрализацию раствора карбонатом или гидроксидом натрия с выделением из него циркония. После выделения циркония раствор нейтрализуют гидроксидом натрия до рН 8,5-9,0 и отделяют гидроксиды железа и марганца, после чего раствор упаривают до 20-30%-ного содержания в нем сульфата натрия, охлаждают до 10-20°С и отделяют осадок сульфата натрия, а из нерастворимого остатка выделяют РЗЭ конверсией сульфатов РЗЭ в их нитраты или хлориды. После выделения сульфата натрия отработанный раствор используют для разбавления пульпы. Способ обеспечивает комплексность переработки эвдиалитового концентрата, позволяющую извлечь такие ценные компоненты концентрата, как цирконий, алюминий, марганец и РЗЭ.The known method of complex processing technology of eudialyte concentrate (patent RU No. 2183225, publ. 06/10/2002), adopted as a prototype, the processing of eudialyte concentrate is concentrated sulfuric acid, the resulting pulp is diluted with sodium sulfate solution into a solution of zirconium, aluminum, iron, manganese and sodium, the insoluble residue containing REE is separated and washed with water. Then carry out the selection of aluminum from the solution at a temperature of 10-20 ° C. Aluminum is isolated in the form of ammonium or potassium alum by the introduction of sulfates, carbonates or hydroxides of ammonium or potassium, taken in excess. After the alum is isolated, the solution is neutralized with sodium carbonate or sodium hydroxide with the release of zirconium from it. After the separation of zirconium, the solution is neutralized with sodium hydroxide to a pH of 8.5-9.0 and iron and manganese hydroxides are separated, after which the solution is evaporated to 20-30% sodium sulfate, cooled to 10-20 ° C and the precipitate is separated sodium sulfate, and from the insoluble residue is isolated REE by conversion of REE sulfates into their nitrates or chlorides. After the separation of sodium sulfate, the spent solution is used to dilute the pulp. The method provides the complexity of processing eudialyte concentrate, which allows to extract such valuable components of the concentrate as zirconium, aluminum, manganese and REE.

Недостатками способа являются неполное извлечение циркония и РЗМ в раствор и образование плохо фильтруемой пульпы, на стадии сернокислотного выщелачивания.The disadvantages of the method are the incomplete extraction of zirconium and rare-earth metals in solution and the formation of poorly filtered pulp, at the stage of sulfuric acid leaching.

Техническим результатом изобретения является повышение фильтруемости пульпы при сернокислотном вскрытии эвдиалитового концентрата до 1,8 м3/м2⋅ч.The technical result of the invention is to increase the filterability of the pulp during sulfuric acid opening of eudialyte concentrate to 1.8 m 3 / m 2 2 h.

Технический результат достигается тем, что при добавлении фторида натрия до мольного соотношения F:Zr=3 происходит разрушение аморфной структуры кремнегеля, приводящее к улучшению фильтруемости пульпы без потери извлечения циркония и РЗЭ.The technical result is achieved by the fact that when sodium fluoride is added to a molar ratio F: Zr = 3, the amorphous structure of silica gel is destroyed, which improves the filterability of the pulp without loss of extraction of zirconium and REE.

Способ поясняется фиг. 1, изображающей зависимость фильтруемости пульпы (м3/м2⋅ч) при выщелачивании эвдиалитового концентрата серной кислотой концентрацией 4,37 моль/кг при 95°С от мольного отношения F/Zr.The method is illustrated in FIG. 1, depicting the dependence of the filterability of the pulp (m 3 / m 2 ⋅ h) upon leaching of the eudialyte concentrate with sulfuric acid at a concentration of 4.37 mol / kg at 95 ° C on the molar ratio F / Zr.

Способ осуществляют следующим образом. В нагретую до 90°С серную кислоту (концентрацией 4,37 моль/кг), взятую в десятикратном по отношению к навеске концентрата объеме, при постоянном перемешивании добавляется эвдиалитовый концентрат. Фторид-ион в форме фторида натрия марки х.ч. вводится в реакционную смесь вместе с эвдиалитовым концентратом. Количество вводимого в систему фторида должно составлять по мольному отношению F/Zr=3. После внесения эвдиалитового концентрата и фторидной добавки в кислоту пульпа перемешивается при 90-100°С в течение 30 минут. По окончании выщелачивания пульпа в горячем виде фильтруется на воронке Бюхнера при разрежении, создаваемым водоструйным насосом. Осадок промывается горячей дистиллированной водой (при соотношении фаз жидкость-твердое 5:1), промывные воды присоединяют к фильтрату. Фильтрат и неразложившийся остаток анализируется на содержание редких, редкоземельных и примесных металлов, а также на содержание фторид-иона. Анализ концентрации катионов металлов выполняется методами рентгено-спектрального флуоресцентного, масспектрометрического и эмиссионного спектрального анализа. Содержание фторид-иона определяется методом прямой потенциометрии с ионоселективным электродом с фторидной функцией. Минеральный состав неразложившегося остатка установлевается методом рентгенофазового анализа.The method is as follows. Eudialyte concentrate is added to sulfuric acid heated to 90 ° С (concentration 4.37 mol / kg), taken in ten times the volume of the concentrate sample, with constant stirring. Fluoride ion in the form of chemical grade sodium fluoride introduced into the reaction mixture together with eudialyte concentrate. The amount of fluoride introduced into the system should be based on the molar ratio F / Zr = 3. After adding eudialyte concentrate and fluoride additive to the acid, the pulp is mixed at 90-100 ° C for 30 minutes. At the end of the leaching, the pulp is hot filtered through a Buchner funnel with a vacuum created by a water-jet pump. The precipitate is washed with hot distilled water (with a liquid-solid phase ratio of 5: 1), the washings are added to the filtrate. The filtrate and undecomposed residue are analyzed for the content of rare, rare earth and impurity metals, as well as for the content of fluoride ion. The analysis of the concentration of metal cations is performed by X-ray spectral fluorescence, mass spectrometric and emission spectral analysis. The fluoride ion content is determined by direct potentiometry with an ion-selective electrode with a fluoride function. The mineral composition of the undecomposed residue is determined by x-ray phase analysis.

Скорость фильтрации замеряется следующим образом. После перенесения пульпы на фильтр, фильтрации основного объема раствора и уплотнения осадка на фильтр подается определенное количество подогретой до 80°С воды и замеряется время прохождения данного объема через слой осадка, который во всех случаях должен быть одинаков и составлять толщину 2,5 см. Площадь фильтра - 6⋅10-3 м2.The filtration rate is measured as follows. After transferring the pulp to the filter, filtering the main volume of the solution and compacting the precipitate, a certain amount of water heated to 80 ° C is supplied to the filter and the transit time of this volume through the sediment layer is measured, which in all cases should be the same and be 2.5 cm thick. filter - 6⋅10 -3 m 2 .

При поддержании мольного отношения F/Zr=3 фильтруемость пульп повысилась с 0,05 до 1,8 м3/м2⋅ч без потери извлечения циркония и РЗМ.While maintaining the molar ratio F / Zr = 3, the filterability of the pulps increased from 0.05 to 1.8 m 3 / m 2 ⋅ h without loss of extraction of zirconium and rare-earth metals.

Пример: В 1 л нагретой до 90°C серной кислоты (концентрацией 4,37 моль/кг), при постоянном перемешивании добавляется 100 г смеси эвдиалитового концентрата и фторида натрия марки х.ч. Количество вводимого в систему фторида составляет по мольному отношению F/Zr=3. После внесения эвдиалитового концентрата и фторидной добавки в кислоту пульпа перемешивается при 90-100°С в течение 30 минут. Извлечение в раствор суммы РЗЭ составляет 89%, а циркония 98%.Example: In 1 liter of sulfuric acid heated to 90 ° C (concentration of 4.37 mol / kg), with constant stirring, 100 g of a mixture of eudialyte concentrate and sodium fluoride of the grade H. The amount of fluoride introduced into the system is based on the molar ratio F / Zr = 3. After adding eudialyte concentrate and fluoride additive to the acid, the pulp is mixed at 90-100 ° C for 30 minutes. The extraction in solution of the amount of REE is 89%, and zirconium 98%.

Скорость фильтрации при добавлении фторидной добавки по сравнению с чистым эвдиалитовым концентратом повысилась с 0,05 до 1,8 м3/м2⋅ч без потери извлечения циркония и РЗМ.The filtration rate when adding fluoride additives compared with pure eudialyte concentrate increased from 0.05 to 1.8 m 3 / m 2 ⋅ h without loss of extraction of zirconium and rare-earth metals.

Claims (1)

Способ переработки эвдиалитового концентрата с извлечением редкоземельных элементов (РЗЭ) и циркония, включающий обработку эвдиалитового концентрата серной кислотой с добавлением фторида натрия, отделение нерастворимого осадка фильтрованием пульпы, промывание осадка, подачу раствора после промывания осадка и кислотной обработки на экстракционное разделение катионов РЗЭ и циркония, отличающийся тем, что добавление фторида натрия c концентратом к серной кислоте ведут до мольного соотношения F:Zr=3 с разрушением аморфной структуры кремнегеля.A method of processing eudialyte concentrate with the extraction of rare-earth elements (REE) and zirconium, comprising treating eudialyte concentrate with sulfuric acid with the addition of sodium fluoride, separating the insoluble precipitate by filtering the pulp, washing the precipitate, feeding the solution after washing the precipitate and acid treatment for extraction separation of REE and zirconium cations, characterized in that the addition of sodium fluoride with a concentrate to sulfuric acid leads to a molar ratio F: Zr = 3 with the destruction of the amorphous structure of silicon Egel.
RU2015154227A 2015-12-16 2015-12-16 Method of increasing filtrumeness of pulp in sulfuric acid processing of evdialite concentrate RU2626121C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015154227A RU2626121C2 (en) 2015-12-16 2015-12-16 Method of increasing filtrumeness of pulp in sulfuric acid processing of evdialite concentrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015154227A RU2626121C2 (en) 2015-12-16 2015-12-16 Method of increasing filtrumeness of pulp in sulfuric acid processing of evdialite concentrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015154227A RU2015154227A (en) 2017-06-23
RU2626121C2 true RU2626121C2 (en) 2017-07-21

Family

ID=59240380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015154227A RU2626121C2 (en) 2015-12-16 2015-12-16 Method of increasing filtrumeness of pulp in sulfuric acid processing of evdialite concentrate

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2626121C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2783125A (en) * 1949-07-21 1957-02-26 Produits Chim Terres Rares Soc Treatment of monazite
EP0265547A1 (en) * 1986-10-30 1988-05-04 URAPHOS CHEMIE GmbH Method of recovering rare earths, and in a given case, uranium and thorium from heavy phosphate minerals
PL272533A2 (en) * 1988-05-16 1989-02-20 Politechnika Krakowska Method of recovering lanthanides from phospogypsum wastes
EP0522234A1 (en) * 1991-07-01 1993-01-13 Y.G. Gorny Method for extracting rare-earth elements from phosphate ore
RU2244035C1 (en) * 2003-04-22 2005-01-10 ГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" Method for acid decomposition of calcium silicate and recovery of zirconium
RU2522074C1 (en) * 2013-05-07 2014-07-10 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) Method of processing eudialyte concentrate

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2783125A (en) * 1949-07-21 1957-02-26 Produits Chim Terres Rares Soc Treatment of monazite
EP0265547A1 (en) * 1986-10-30 1988-05-04 URAPHOS CHEMIE GmbH Method of recovering rare earths, and in a given case, uranium and thorium from heavy phosphate minerals
PL272533A2 (en) * 1988-05-16 1989-02-20 Politechnika Krakowska Method of recovering lanthanides from phospogypsum wastes
EP0522234A1 (en) * 1991-07-01 1993-01-13 Y.G. Gorny Method for extracting rare-earth elements from phosphate ore
RU2244035C1 (en) * 2003-04-22 2005-01-10 ГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" Method for acid decomposition of calcium silicate and recovery of zirconium
RU2522074C1 (en) * 2013-05-07 2014-07-10 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) Method of processing eudialyte concentrate

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015154227A (en) 2017-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2538863C2 (en) Re-extraction method of rare-earth metals from organic solutions and obtainment of concentrate from rare-earth metals
JP5403115B2 (en) Scandium separation and purification method
EP3060690A1 (en) Deriving high value products from waste red mud
JP3950968B2 (en) Method for separating and recovering Y and Eu
KR20150114383A (en) System and method for rare earths extraction
JP2014012901A (en) Separation and purification method of scandium
RU2519692C1 (en) Extraction of rare-earth elements from hard materials containing rare-earth metals
RU2626121C2 (en) Method of increasing filtrumeness of pulp in sulfuric acid processing of evdialite concentrate
RU2478725C1 (en) Method of producing scandium oxide
WO2020181381A1 (en) Process and system for recovering rare earth elements
JP6756235B2 (en) How to collect bismuth
RU2678651C1 (en) Ytterbium-176 oxide obtaining method
RU2762074C2 (en) New extractant used for extraction of rear earth metals from aqueous solution of phosphoric acid and its application
RU2578869C1 (en) Method of processing monazite concentrate
RU2605741C1 (en) Method of processing tungsten concentrates
RU2742330C1 (en) Method for processing eudialyte concentrate
RU2571763C1 (en) Method of extracting beryllium by ion exchange
Krysenko et al. Extraction of rare-earth elements in hydrofluoride decomposition of loparite concentrate
RU2623978C1 (en) Method of extracting zirconium from acid water solutions
RU2431691C1 (en) Procedure for processing grinding wastes from manufacture of permanent magnets
RU2416571C1 (en) Method of producing bismuth citrate
RU2623570C1 (en) Method of processing of the tantalone-biobase concentrate
SU1712433A1 (en) Method of recovering zinc and copper oxides from aqueous ammonium solutions
RU2624575C1 (en) Method of processing apatite concentrate
RU2638719C1 (en) Method of processing hydroxide cake produced at alkaline dissection of monazite concentrate

Legal Events

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

Effective date: 20201217