RU2729573C1 - Method of producing carbonates of rare-earth elements - Google Patents
Method of producing carbonates of rare-earth elements Download PDFInfo
- Publication number
- RU2729573C1 RU2729573C1 RU2019144971A RU2019144971A RU2729573C1 RU 2729573 C1 RU2729573 C1 RU 2729573C1 RU 2019144971 A RU2019144971 A RU 2019144971A RU 2019144971 A RU2019144971 A RU 2019144971A RU 2729573 C1 RU2729573 C1 RU 2729573C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- neodymium
- carbonate
- solution
- fed
- production
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/60—Preparation of carbonates or bicarbonates in general
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F17/00—Compounds of rare earth metals
- C01F17/20—Compounds containing only rare earth metals as the metal element
- C01F17/247—Carbonates
-
- 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
- C22B59/00—Obtaining rare earth metals
-
- 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)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидрометаллургии редкоземельных элементов (РЗЭ), в частности к способам получения карбонатов индивидуальных редкоземельных элементов - карбоната неодима, используемого в производстве металлического неодима и оксида неодима для различных областей: производства катализаторов, электронной керамики, пигмента в производстве стекла и др.The invention relates to the hydrometallurgy of rare earth elements (REE), in particular to methods for producing carbonates of individual rare earth elements - neodymium carbonate used in the production of neodymium metal and neodymium oxide for various fields: production of catalysts, electronic ceramics, pigment in glass production, etc.
Режимы осаждения карбонатов РЗЭ значительно влияют на характеристики и технологические свойства осадков, в том числе удельную скорость последующего процесса фильтрования. Однако опубликованные данные довольно противоречивы. Кроме того, в основном рассматривается осаждение карбонатов РЗМ из хлоридных растворов (Комиссарова Л.Н., Шацкий В.М., Пушкина Г.Я. и др. Соединения редкоземельных элементов. Карбонаты, оксалаты, нитраты, титанаты. - М.: Наука, 1984. - 235 с.).The modes of precipitation of REE carbonates significantly affect the characteristics and technological properties of sediments, including the specific rate of the subsequent filtration process. However, the published data are rather contradictory. In addition, the deposition of rare earth carbonates from chloride solutions is mainly considered (Komissarova L.N., Shatskiy V.M., Pushkina G.Ya. and others. Compounds of rare earth elements. Carbonates, oxalates, nitrates, titanates. - M .: Nauka , 1984 .-- 235 p.).
Известен способ осаждения карбонатов РЗЭ цериевой группы (Штуца М.Г., Кардаполов А.В., Филиппов В.Б., Сысина Н.А. Исследование процесса осаждения карбонатов РЗЭ // Изв. Томского политехнического университета, 2003. Т.306. №5. Технические науки. С.71-74), обеспечивающий скорость фильтрования осадка на уровне 1,1-2,3 м3/(м2 ч), включающий осаждение карбонатов одновременным вводом растворов хлоридов РЗЭ с концентрацией 70 г/л РЗЭ2О3, рН=1,00…1,26 и карбоната натрия с концентрацией 70 г/л в буферный раствор хлорида натрия (50 г/л NaCl) со скоростью 150-300 мл/мин, температуре 45°С и последующей агитацией пульпы в течение 1,5-4 часов и выдержкой под слоем маточного раствора в течение 22 часов.A known method of precipitation of carbonates of REE cerium group (Shtutsa MG, Kardapolov AV, Filippov VB, Sysina NA Study of the process of precipitation of carbonates of REE // Izvestiya Tomsk Polytechnic University, 2003. T.306. No. 5. Technical sciences. P.71-74), providing a filtration rate of the precipitate at the level of 1.1-2.3 m 3 / (m 2 h), including the precipitation of carbonates by the simultaneous introduction of solutions of rare-earth chlorides with a concentration of 70 g / l of REE 2 О 3 , pH = 1.00 ... 1.26 and sodium carbonate with a concentration of 70 g / l into a buffer solution of sodium chloride (50 g / l NaCl) at a rate of 150-300 ml / min, a temperature of 45 ° C and subsequent agitation pulp for 1.5-4 hours and exposure under a layer of mother liquor for 22 hours.
Недостатком способа являются: высокая продолжительность процесса, образование значительного количества солевых стоков, необходимость дополнительной отмывки осадка от ионов натрия, применимость к растворам с концентрацией РЗЭ2О3 70 г/л.The disadvantages of this method are: the long duration of the process, the formation of a significant amount of salt waste, the need for additional washing of the sediment from sodium ions, applicability to solutions with a concentration of REE 2 O 3 70 g / l.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения карбонатов РЗЭ, в частности церия и лантана (Патент РФ 2693176) обеспечивающий скорость фильтрования осадков карбонатов церия и лантана на уровне 1,05-1,20 и 1,20-1,45 м3/(м2.ч), соответственно, включающий осаждение карбонатов из растворов нитрата лантана и церия с концентрацией 60-70 г/л РЗЭ2О3 и 10-45 г/л HNO3, при температуре 20-45°С раствором соли угольной кислоты (180-200 г/л) в три стадии. На первой стадии раствор соли угольной кислоты подают до установления рН пульпы карбонатов РЗЭ в интервале 4,1-5,5; на второй стадии подачей раствора соли лантана или церия рН пульпы устанавливают в интервале 3,7-4,5; на третьей стадии подачей раствора соли угольной кислоты рН пульпы устанавливают в интервале 6,5-7,0. Продолжительность каждой стадии 20-30 мин. Скорость перемешивания 800-900 об/мин. По окончании осаждения пульпа карбонатов выдерживается без перемешивания под слоем маточного раствора в течение 20-30 мин для созревания (перекристаллизации) осадка. Данный способ по совокупности исходных признаков: применения азотнокислых растворов; интенсивности перемешивания при смешивании реагентов; скорости фильтрования осадков принят за прототип.Closest to the claimed method is a method for producing rare earth carbonates, in particular cerium and lanthanum (RF Patent 2693176) providing a filtration rate of precipitates of cerium and lanthanum carbonates at the level of 1.05-1.20 and 1.20-1.45 m 3 / ( m 2. h), respectively, comprising the precipitation of carbonates from solutions of lanthanum nitrate and cerium at a concentration of 60-70 g / l REM 2 O 3 and 10-45 g / l of HNO 3 at a temperature of 20-45 ° C a solution of carbonic acid salt (180-200 g / l) in three stages. At the first stage, a solution of a salt of carbonic acid is fed until the pH of the pulp of carbonates of rare earths is in the range 4.1-5.5; in the second stage, the pulp pH is adjusted in the range of 3.7-4.5 by feeding a solution of a lanthanum or cerium salt; at the third stage, the pulp pH is set in the range of 6.5-7.0 by feeding a solution of a carbonic acid salt. The duration of each stage is 20-30 minutes. Mixing speed 800-900 rpm. At the end of the precipitation, the carbonate pulp is kept without stirring under a layer of mother liquor for 20-30 minutes to ripen (recrystallize) the sediment. This method is based on a set of initial features: the use of nitric acid solutions; stirring intensity when mixing reagents; filtration rate of precipitation is taken as a prototype.
Недостатки способа: продолжительность процесса - около 2 часов; необходимость контроля и тонкой корректировки рН пульпы в течение всего процесса; применимость к разбавленным до 60-70 г/л по РЗЭ2О3 растворам, что увеличивает объем сточных вод.Disadvantages of the method: the duration of the process is about 2 hours; the need to control and fine-tune the pH of the pulp during the entire process; applicability to solutions diluted up to 60-70 g / l in REE 2 O 3 , which increases the volume of waste water.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является достижение приемлемой для производства удельной скорости фильтрования пульпы карбоната неодима - не менее 1 м3/(м2.ч) без предварительной корректировки кислотности и концентрации Nd2O3 исходного раствора нитрата неодима.The technical result of the proposed invention is to achieve an acceptable for production specific filtration rate of neodymium carbonate pulp - not less than 1 m 3 / (m 2 h) without preliminary adjustment of the acidity and concentration of Nd 2 O 3 of the initial neodymium nitrate solution.
Технический результат предлагаемого способа достигается за счет того, что способ получения карбоната неодима включает осаждение карбоната неодима из раствора нитрата неодима, фильтрование осадка и сушку, отличающийся тем, что при осаждении исходный раствор неодима с концентрацией 40-263 г/л Nd2O3 и 4-30 г/л HNO3 подают в 20%-ный раствор соли угольной кислоты со скоростью не более 1,3 кг Nd2O3/(кг (NH4)2CO3 ⋅ч) и не более 0,8 кг Nd2O3/(кг NH4HCO3 .ч) в изотермических условиях 39-44°С при скорости перемешивания пульпы 200-1100 об/мин, избыток соли угольной кислоты не менее 35% от стехиометрически необходимого количества (СНК).The technical result of the proposed method is achieved due to the fact that the method for producing neodymium carbonate includes precipitation of neodymium carbonate from a neodymium nitrate solution, filtering the precipitate and drying, characterized in that during precipitation, the initial neodymium solution with a concentration of 40-263 g / l Nd 2 O 3 and 4-30 g / l HNO 3 is fed into a 20% carbonic acid salt solution at a rate of no more than 1.3 kg Nd 2 O 3 / (kg (NH 4 ) 2 CO 3 ⋅ h) and no more than 0.8 kg Nd 2 O 3 / (kg NH 4 HCO 3. h) under isothermal conditions at 39-44 ° C stirring speed pulp 200-1100 r / min, an excess of a carbonate salt at least 35% of the stoichiometrically necessary amount (RNC).
Расчет избытка (Q) осадителя - соли угольной кислоты (в % от СНК) проводят по формуле (1):The calculation of the excess (Q) of the precipitant - carbonic acid salt (in% of CHK) is carried out according to the formula (1):
где Voc - объем раствора осадителя, л;where V oc is the volume of the precipitant solution, l;
ρ - плотность раствора осадителя, г/см3;ρ is the density of the precipitant solution, g / cm 3 ;
- концентрация соли угольной кислоты в растворе осадителе, %; - concentration of carbonic acid salt in precipitator solution,%;
Ai и Bi - стехиометрически необходимое количество соли угольной кислоты для осаждения карбоната неодима и нейтрализации азотной кислоты, соответственно, кг.A i and B i is the stoichiometrically required amount of carbonic acid salt for precipitation of neodymium carbonate and neutralization of nitric acid, respectively, kg.
Для осаждения карбоната неодима карбонатом аммония ((NH4)2CO3) из раствора нитрата неодима Ai и Bi составляют:To precipitate neodymium carbonate with ammonium carbonate ((NH 4 ) 2 CO 3 ) from neodymium nitrate solution A i and B i are:
а для осаждения бикарбонатом аммония NH4HCO3 and for precipitation with ammonium bicarbonate NH 4 HCO 3
где , - концентрации Nd2O3 и HNO3 в растворе нитрата неодима, г/л;Where , - concentration of Nd 2 O 3 and HNO 3 in neodymium nitrate solution, g / l;
- объем раствора нитрата неодима, л; - volume of neodymium nitrate solution, l;
96; 336; 63; 79 - молекулярные массы (NH4)2CO3, Nd2O3, HNO3 и NH4HCO3, соответственно, г/моль;96; 336; 63; 79 - molecular weights (NH 4 ) 2 CO 3 , Nd 2 O 3 , HNO 3 and NH 4 HCO 3 , respectively, g / mol;
3 и 2 - стехиометрический расход (NH4)2СО3 на 1 моль Nd2O3 при осаждении карбоната неодима и HNO3 на 1 моль (NH4)2СО3 реакции нейтрализации кислоты, соответственно, моль;3 and 2 - stoichiometric consumption of (NH 4 ) 2 CO 3 per 1 mol of Nd 2 O 3 during the precipitation of neodymium carbonate and HNO 3 per 1 mol of (NH 4 ) 2 CO 3 of the acid neutralization reaction, respectively, mol;
6 - стехиометрический расход NH4HCO3 на 1 моль Nd2O3 при осаждении карбоната неодима, моль;6 - stoichiometric consumption of NH 4 HCO 3 per 1 mol of Nd 2 O 3 during the precipitation of neodymium carbonate, mol;
1000 - коэффициент.1000 - coefficient.
Скорость подачи компонента в системе раствор Nd(NO3)3 - раствор осадителя (в кг Nd2O3/(кг осадителя.ч)) проводят по формуле (2):The feed rate of the component in the system Nd (NO 3 ) 3 solution - precipitant solution (in kg Nd 2 O 3 / (kg of precipitant , h)) is carried out according to the formula (2):
1/24 - эмпирический коэффициент, л-1;1/24 - empirical coefficient, l -1 ;
- масса Nd2O3 в растворе нитрата неодима объемом , кг; - the mass of Nd 2 O 3 in a solution of neodymium nitrate with a volume , kg;
Moc=Ai(1+Q/100+Bi - масса осадителя - соли угольной кислоты, кг;M oc = A i (1 + Q / 100 + B i is the mass of the precipitant - carbonic acid salt, kg;
τ - продолжительность осаждения, ч.τ is the duration of deposition, h.
Данные приведены в таблице.The data are shown in the table.
Предлагаемое решение позволяет проводить фильтрование с удельной скоростью на порядок выше по сравнению с прототипом. При использовании раствора соли угольной кислоты - карбоната аммония по прототипу достигается удельная скорость фильтрования 0,37-0,73 м3/(м2.ч), а по предлагаемому - 1,57-4,43 м3/(м2.ч). При использовании раствора бикарбоната аммония по прототипу достигается удельная скорость фильтрования 0,47-0,65 м3/(м2.ч), а по предлагаемому - 1,18-3,93 м3/(м2.ч).The proposed solution allows filtering with a specific rate that is an order of magnitude higher compared to the prototype. When using carbonic acid salt solution - Ammonium carbonate prototype achieved a specific filtration rate 0,37-0,73 m 3 / (m 2 h) and the proposed - 1,57-4,43 m 3 / (m 2. h). When using a solution of ammonium bicarbonate according to the prototype, the specific filtration rate is 0.47-0.65 m 3 / (m 2. h), and according to the proposed one - 1.18-3.93 m 3 / (m 2. h).
Объем сточных вод в заявленном способе снижается в 1,5-2 раза, а производительность по карбонату неодима повышается в 2-5 раз вследствие применения более концентрированных исходных растворов по Nd2O3 100-263 г/л.The volume of wastewater in the claimed method is reduced by 1.5-2 times, and the productivity of neodymium carbonate increases by 2-5 times due to the use of more concentrated initial solutions for Nd 2 O 3 100-263 g / l.
Хотя настоящее изобретение описано в деталях выше, для специалиста в указанной области техники очевидно, что могут быть сделаны изменения и произведены эквивалентные замены, и такие изменения и замены не выходят за рамки настоящего изобретения, определяемые приложенной формулой изобретения.While the present invention has been described in detail above, it will be apparent to those skilled in the art that changes and equivalent substitutions can be made, and such changes and substitutions are within the scope of the present invention as defined by the appended claims.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019144971A RU2729573C1 (en) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | Method of producing carbonates of rare-earth elements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019144971A RU2729573C1 (en) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | Method of producing carbonates of rare-earth elements |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2729573C1 true RU2729573C1 (en) | 2020-08-07 |
Family
ID=72085992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019144971A RU2729573C1 (en) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | Method of producing carbonates of rare-earth elements |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2729573C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4497785A (en) * | 1983-11-18 | 1985-02-05 | Union Oil Company Of California | Production of rare earth compounds |
RU2245845C2 (en) * | 2003-04-21 | 2005-02-10 | Абдухамидов Фарух Шухратович | Method of preparing high-dispersity and granulometrically uniform rare-earth element carbonates with plate or dendritic form |
CN102757080A (en) * | 2012-07-19 | 2012-10-31 | 山东齐鲁华信高科有限公司 | Rare earth recovery method of sodium bicarbonate in production of rare-earth Y-type molecular sieve |
RU2693176C1 (en) * | 2018-12-28 | 2019-07-01 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Лаборатория Инновационных Технологий" | Method of producing carbonates of rare-earth elements |
-
2019
- 2019-12-30 RU RU2019144971A patent/RU2729573C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4497785A (en) * | 1983-11-18 | 1985-02-05 | Union Oil Company Of California | Production of rare earth compounds |
RU2245845C2 (en) * | 2003-04-21 | 2005-02-10 | Абдухамидов Фарух Шухратович | Method of preparing high-dispersity and granulometrically uniform rare-earth element carbonates with plate or dendritic form |
CN102757080A (en) * | 2012-07-19 | 2012-10-31 | 山东齐鲁华信高科有限公司 | Rare earth recovery method of sodium bicarbonate in production of rare-earth Y-type molecular sieve |
RU2693176C1 (en) * | 2018-12-28 | 2019-07-01 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Лаборатория Инновационных Технологий" | Method of producing carbonates of rare-earth elements |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ШТУЦА М.Г. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОСАЖДЕНИЯ КАРБОНАТОВ РЗЭ. ИЗВЕСТИЯ ТОМСКОГО ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА., 2003, Т.306, N5, С.71-74. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2701564C1 (en) | Method of producing ammonium polyvanadate from a high-concentration vanadium-containing solution | |
KR950003421B1 (en) | Method for the production of mixed ammonium rare earth oxalates and their application to the production of rare earth oxides | |
RU2503754C1 (en) | Method of producing yttrium aluminium garnet alloyed with rare earth elements | |
TW201408373A (en) | Treatment method and treatment device for waste water containing radioactive strontium | |
RU2729573C1 (en) | Method of producing carbonates of rare-earth elements | |
CN108754189A (en) | A kind of rare-earth original ore dissolving method | |
US8545784B2 (en) | Method for the production of rare earth containing phosphates | |
CN103754923B (en) | The preparation method of fine cerium oxide | |
RU2335554C2 (en) | Method of americium extraction in americium dioxide form from solutions | |
RU2678007C1 (en) | Method of obtaining layered hydroxide of magnesium and aluminum | |
RU2693176C1 (en) | Method of producing carbonates of rare-earth elements | |
CN1040745C (en) | Process for preparing rare earth ammonium double oxalate and use in preparing rare earth oxidate and obtained rare earth oxidate | |
CN106635007B (en) | A kind of preparation method of extra small scale rare earth doped yttrium oxide base nano-phosphor | |
JP6415363B2 (en) | IGZO manufacturing method | |
RU2314259C1 (en) | Method of processing tungsten-containing material | |
JP7126922B2 (en) | Method for producing gallium oxide powder | |
JP4645826B2 (en) | Cerium ion-containing solution and corrosion inhibitor | |
RU2268859C1 (en) | Method of production of polycrystalline tungstate of bivalent metal | |
CN110172577A (en) | A method of utilizing sodium oxalate precipitating rare earth | |
CN105236485B (en) | A kind of preparation method of ammonium poly-vanadate | |
RU2781920C1 (en) | Method for processing bismuth metal to obtain basic bismuth oxalate | |
US3486843A (en) | Process for separating europium from other rare earths | |
JP2993983B2 (en) | Separation method of barium from water-soluble strontium salt | |
CN110451598B (en) | Method for removing trivalent arsenic in acidic wastewater by enhancing humic acid | |
SU340262A1 (en) | Method of extracting rare-earth elements from phosphogypsum |