RU2031842C1 - Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфатной руды - Google Patents

Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфатной руды Download PDF

Info

Publication number
RU2031842C1
RU2031842C1 SU5000078A RU2031842C1 RU 2031842 C1 RU2031842 C1 RU 2031842C1 SU 5000078 A SU5000078 A SU 5000078A RU 2031842 C1 RU2031842 C1 RU 2031842C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pulp
earth elements
separation
phosphoric acid
ore
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Георгиевич Горный
Original Assignee
Юрий Георгиевич Горный
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 Юрий Георгиевич Горный filed Critical Юрий Георгиевич Горный
Priority to SU5000078 priority Critical patent/RU2031842C1/ru
Priority to EP92102907A priority patent/EP0522234A1/en
Priority to PCT/RU1992/000245 priority patent/WO1994013845A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2031842C1 publication Critical patent/RU2031842C1/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
    • C01B25/18—Phosphoric acid
    • C01B25/22—Preparation by reacting phosphate-containing material with an acid, e.g. wet process
    • C01B25/222—Preparation by reacting phosphate-containing material with an acid, e.g. wet process with sulfuric acid, a mixture of acids mainly consisting of sulfuric acid or a mixture of compounds forming it in situ, e.g. a mixture of sulfur dioxide, water and oxygen
    • C01B25/223—Preparation by reacting phosphate-containing material with an acid, e.g. wet process with sulfuric acid, a mixture of acids mainly consisting of sulfuric acid or a mixture of compounds forming it in situ, e.g. a mixture of sulfur dioxide, water and oxygen only one form of calcium sulfate being formed
    • C01B25/225—Dihydrate process
    • 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
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/46—Sulfates
    • 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
    • C01F17/282—Sulfates
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • 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)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (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)
  • Fertilizers (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Abstract

Использование: переработка фосфатных руд при производстве фосфорной кислоты и/или фосфорных удобрений с извлечением концентрата редкоземельных элементов. Сущность способа: апатитовый концентрат обрабатывают избытком фосфорной кислоты. Образовавшуюся пульпу нагревают до 60 - 110°С. Разделяют твердую и жидкую фазы пульпы. Из твердой фазы пульпы выделяют мелкодисперсную фракцию. Мелкодисперсная фракция имеет размер частиц менее 0,1 - 50 мкм и состоит преимущественно из соединений редкоземельный элементов. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение касается переработки фосфатных руд при производстве преимущественно фосфатных удобрений и относится к способу извлечения редкоземельных элементов из фосфатной руды.
Предлагаемый способ извлечения редкоземельных элементов из фосфатной руды может быть с успехом использован в технологическом процессе получения фосфорной кислоты преимущественно для производства фосфорных удобрений путем сернокислотного или фосфорнокислотного разложения фосфатной руды: апатитов, фосфоритов различных месторождений с содержанием редкоземельных элементов не менее 0,1 мас.%. Этот способ может быть также использован и в технологическом процессе непосредственного получения фосфорных удобрений, например аммофосфата из фосфатных руд.
Известен способ извлечения редкоземельных элементов из фосфатной руды в процессе ее переработки, заключающийся в разложении фосфатной руды избытком фосфорной кислоты с получением твердого осадка, содержащего не менее 70% редкоземельных элементов, содержащихся в исходной руде [1].
Этот способ извлечения редкоземельных элементов из фосфатной руды в процессе ее переработки при производстве фосфорной кислоты и/или фосфорных удобрений заключается в том, что измельченную фосфатную руду смешивают с фосфорной кислотой, которую берут в избытке для образования монокальцийфосфата, и разлагают при нагревании до состояния жидкой фазы образовавшейся пульпы, близкого к равновесному по растворимости кальция, затем отделяют от жидкой фазы твердый осадок, содержащий соединения кальция и редкоземельных элементов.
Нерастворимый осадок, содержащий фосфаты кальция (Са) и редкоземельных элементов, отделяют от жидкой фазы пульпы путем седиментационного отстаивания. Сгущенный осадок пропускают через фильтр, промывают водой и высушивают.
В этом нерастворимом осадке содержатся также сульфаты кальция (СаSО4), так как для разложения руды используют оборотную экстракционную фосфорную кислоту, в которой присутствуют сульфат-ионы (SО3) в количестве более 5 мас. % по отношению к массе руды, снижающие концентрацию редкоземельных элементов в твердом осадке. При содержании сульфат-ионов (SО3) в пульпе около 20% по отношению к массе руды концентрация редкоземельных элементов в твердом осадке снижается примерно в 5 раз.
В полученном твердом осадке содержание редкоземельных элементов составляет от 0,3 до 4 мас.% в зависимости от их содержания в исходной фосфатной руде.
Такой твердый осадок редкоземельных элементов далее подвергают обогащению или концентрированию с помощью дополнительного технологического процесса, который принципиально отличается от технологического процесса получения фосфорной кислоты или фосфорных удобрений.
В процессе обогащения необходимо получить товарный концентрат редкоземельных элементов с их содержанием в концентрате не менее 6 мас.%, который представляет коммерческую ценность. Чем выше содержание редкоземельных элементов в концентрате, тем он имеет большую стоимость и меньшие затраты, связанные с его транспортировкой к потребителю.
Однако технологический процесс переработки твердого осадка для получения товарного концентрата редкоземельных элементов в известном способе извлечения редкоземельных элементов из фосфатной руды в процессе ее переработки достаточно трудоемкий. Он заключается в многостадийной обработке твердого осадка различными реагентами: азотной кислотой (HNО3), аммиаком (NH4ОН), органическими экстрактами, например раствором трибутилфосфата в керосине, с последующей кальцинацией, которая требует больших затрат энергии. Такой концентрат содержит оксиды редкоземельных элементов. Содержание оксидов редкоземельных элементов в концентрате может достигать 98 мас.%.
Затем концентрат подвергают дальнейшей обработке для разделения по элементам. Стадии технологической обработки твердого осадка, содержащего соединения редкоземельных элементов, для получения товарного концентрата редкоземельных элементов с содержанием в концентрате от 6 до 40 мас.% редкоземельных элементов, достаточно трудоемки, требуют дополнительных производственных площадей, дополнительного оборудования и дорогостоящих реагентов.
Целью изобретения является разработка способа извлечения редкоземельных элементов из фосфатной руды в процессе ее переработки при производстве в основном фосфорных удобрений, позволяющего существенно снизить затраты и, следовательно, себестоимость получения товарного концентрата, содержащего не менее 6 мас.% редкоземельных элементов.
Цель достигается тем, что в способе извлечения редкоземельных элементов из фосфатной руды в процессе ее переработки, производстве фосфорной кислоты и/или фосфорных удобрений, заключающемся в том, что измельченную фосфатную руду смешивают с фосфорной кислотой, которую берут в избытке для образования монокальцийфосфата, и разлагают при нагревании до состояния жидкой фазы образовавшейся пульпы, близкого к равновесному по растворимости кальция, отделяют от жидкой фазы пульпы твердый осадок, содержащий соединения кальция и редкоземельных элементов, отделение твердого осадка пульпы с жидкой фазы начинают с момента, при котором размеры частиц, образованных преимущественно фосфатными соединениями кальция, достигают величины, по меньшей мере в десять раз превышающей размеры частиц, содержащих преимущественно фосфатные соединения редкоземельных элементов, при этом твердый осадок разделяют на крупнодисперсную фракцию, образованную соединениями кальция, и мелкодисперсную фракцию, образованную соединениями редкоземельных элементов.
Граничный размер частиц, по которому твердый осадок разделяют на крупнодисперсную и мелкодисперсную фракции, выбирают в пределах от 50 до 0,1 мкм.
Целесообразно разделение твердого осадка на крупнодисперсную и мелкодисперсную фракции осуществлять одновременно с отделением твердого осадка от жидкой фазы пульпы, сначала отделяя крупнодисперсную фракцию, затем мелкодисперсную.
Также выгодно разделение твердого осадка на крупнодисперсную и мелкодисперсную фракции осуществлять после отделения твердого осадка от жидкой фазы пульпы.
Отделение частиц крупнодисперсной фракции можно осуществлять путем седиментационного отстаивания.
Разделение осадка на крупнодисперсную и мелкодисперсную фракции можно также осуществлять с помощью классификационных сит, размер ячеек которых соответствует граничному размеру частиц, по которому твердый осадок разделяют на крупнодисперсную и мелкодисперсную фракции.
При использовании оборотной фосфорной кислоты содержание сульфат-ионов (SО3) в пульпе, образующих с кальцием (Са) твердое соединение (СаSО4), размеры частиц которого соизмеримы с размерами частиц мелкодисперсной фракции, должно составлять не более 10 мас.% по отношению к массе фосфатной руды.
Предлагаемый способ по существу не изменяет соответствующий техпроцесс переработки фосфатной руды при производстве фосфорной кислоты и/или фосфорных удобрений, не требует увеличения производственных площадей.
На чертеже изображена схема осуществления способа извлечения редкоземельных элементов из фосфатной руды в процессе ее переработки.
Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфатной руды в процессе ее переработки при производстве фосфорной кислоты и/или фосфорных удобрений заключается в следующем.
Предварительно измельченную фосфатную руду обогащают, получая апатитовый или фосфоритовый концентрат. При этом в полученном концентрате крупные частицы с размером 160 мкм составляют не более 10 мас.%.
В первый реактор 1 по линии 2 подают концентрат фосфатной руды, а по линии 3 - фосфорную кислоту (Н3РО4). Используют фосфорную кислоту концентрацией от 18 до 45 мас.%. Концентрация фосфорной кислоты зависит от способа ее получения в данном технологическом процессе переработки фосфатной руды. В предлагаемом способе используется оборотная фосфорная кислота. Чем меньше концентрация фосфорной кислоты, тем меньше растворимость в ней редкоземельных элементов (Rт). Это повышает степень извлечения редкоземельных элементов из руды. Однако невысокая концентрация фосфорной кислоты отрицательно сказывается на степени разложения фосфатной руды, на интенсивности процесса ее разложения. При высоких концентрациях фосфорной кислоты (выше 45 мас.% Р2О5) растворимость редкоземельных элементов в растворе фосфорной кислоты увеличивается, что снижает общее количество редкоземельных элементов, извлекаемых из руды в виде концентрата редкоземельных элементов.
Фосфорную кислоту берут в избытке для образования монокальцийфосфата Са(Н2РО4)2. Количество фосфорной кислоты должно превышать стехиометрическое не менее, чем в три раза, и не более, чем в пять раз. Это зависит от растворимости кальция (Са) в системе: фосфорная кислота (Н3РО4) - фосфатная руда. Минимальное количество фосфорной кислоты выбирают по растворимости кальция (Са) в системе, а именно система должна находиться в состоянии, близком к насыщенному по кальцию (Са). При количестве фосфорной кислоты, превышающем стехиометрическое более, чем в три раза, степень извлечения редкоземельных элементов в концентрат уменьшается, так как увеличивается общее количество растворенных редкоземельных элементов, поэтому брать кислоту в количестве более, чем в пять раз превышающем стехиометрическое, нецелесообразно.
Пульпу в реакторе 1 непрерывно перемешивают и нагревают, поддерживая температуру от 60 до 110оС, для повышения интенсивности разложения фосфатной руды. Верхний предел температуры нагревания пульпы ограничен химической стойкостью материала реактора.
Процесс разложения фосфатной руды, образованной сложным фосфатом кальция Са5F(РО4)3 и содержащей соединения редкоземельных элементов в виде обощенной формулы: Rт10F3(РО4)9, идет по реакциям:
Figure 00000001
a
Figure 00000002

Разложение фосфатной руды в фосфорной кислоте осуществляют до получения насыщенного раствора жидкой фазы пульпы по кальцию. При этом сначала происходит насыщение раствора по редкоземельным элементам, когда растворяется от 30 до 40 мас.% редкоземельных элементов, входящих в состав фосфатной руды. После того, как жидкая фаза пульпы достигнет состояния насыщенного раствора по редкоземельным элементам, соединения кальция будут продолжать растворяться, поскольку их растворимость в фосфорной кислоте выше растворимости в ней соединений редкоземельных элементов, входящих в состав исходной руды, примерно в сто раз, а соединения редкоземельных элементов будут выпадать в раствор в виде мелких нерастворимых частиц, которые будут находиться в пульпе во взвешенном состоянии.
Растворение фосфатов кальция будет продолжаться до насыщения жидкой фазы пульпы по кальцию (Са), то есть до достижения в системе состояния, близкого к равновесному, которое должно удовлетворять условию:
Figure 00000003
= 2-0,5 %/ч,, где γ=
Figure 00000004
1 -
Figure 00000005
100% - доля растворившейся исходной руды;
М1 - масса твердого осадка, кг;
М2 - масса исходной руды, кг;
τ - время, ч.
При этом достижение в системе состояния, близкого к равновесному, будет зависеть от времени разложения исходного сырья в реакторе, которое определяется известным образом для данной системы, то есть для данного исходного сырья и режимов его разложения в реакторе: концентрации фосфорной кислоты, температуры, соотношения
Figure 00000006
(где М2 - масса фосфатной руды; М3 - масса фосфорной кислоты).
При определении времени разложения регистрируют кинетику растворения фосфатной руды для данного режима в виде зависимости: γ = f(τ) и выбирают время растворения руды, удовлетворяющее условию:
Figure 00000007
= 2-0,5 %/ч..
При
Figure 00000008
>2 %/ч. время растворения исходной руды составляет не более часа, что является временем, минимально необходимым для разложения руды.
При
Figure 00000009
<0,5 %/ч время разложения руды составляет около шести часов.
После разложения руды, когда жидкая фаза образовавшейся пульпы находится в состоянии, близком к насыщенному по кальцию (Са), мелкие частицы недоразложившейся исходной руды будут продолжать растворяться, а крупные будут центрами кристаллизации фосфатов кальция: дикальцийфосфата (СаНРО4) или монокальцийфосфата [Са(Н2РО4)2].
Таким образом твердые частицы в пульпе будут представлять собой полидисперсную массу, размеры частиц которой существенно отличаются. Мелкие частицы, от 1 мкм и менее, представляют собой нерастворившиеся соединения редкоземельных элементов, а более крупные, в десять и более раз превышающие размеры мелких частиц, представляют собой остатки недоразложившейся фосфатной руды с образованными на их поверхности кристаллами фосфатов кальция.
После разложения исходной руды в реакторе от жидкой фазы пульпы отделяют твердый осадок. Отделение твердого осадка пульпы от жидкой фазы начинают с момента, при котором размеры частиц, образованных преимущественно фосфатами кальция, достигают величины, по меньшей мере в десять раз превышающей размеры частиц, содержащих преимущественно соединения редкоземельных элементов. Этот момент совпадает с достижением в пульпе состояния, близкого к равновесному. Размеры частиц мелкой и крупной фракций при условии
Figure 00000010
=2-0,5 %/ч могут отличаться в сотни раз.
В предлагаемом способе извлечения редкоземельных элементов из фосфатной руды в процессе ее переработки при производстве фосфорной кислоты и/или фосфорных удобрений товарный концентрат редкоземельных элементов получают путем разделения твердого осадка на крупнодисперсную и мелкодисперсную фракции. Мелкодисперсная фракция, частицы которой образованы соединениями редкоземельных элементов, является товарным концентратом редкоземельных элементов.
Граничный размер частиц, по которому твердый осадок разделяют на крупнодисперсную и мелкодисперсную фракции, выбирают от 50 до 0,1 мкм. Этот граничный размер выбирают заранее в зависимости от требуемого содержания редкоземельных элементов в концентрате. Причем, чем меньше граничный размер частиц, по которому твердый осадок разделяют на фракции, тем выше содержание редкоземельных элементов в мелкодисперсной фракции. Если граничный размер частиц составляет 50 мкм, то содержание редкоземельных элементов в мелкодисперсной фракции может быть от 6 до 15 мас.% в пересчете на оксиды редкоземельных элементов в зависимости от их содержания в исходной руде. При меньшем граничном размере, например при 1 мкм, содержание редкоземельных элементов в мелкодисперсной фракции может достигать 40 мас.% независимо от их содержания в исходной руде. Однако это снижает количество редкоземельных элементов, извлеченных из единичной массы исходной руды.
При этом разделение твердого осадка на крупнодисперсную и мелкодисперсную фракции можно осуществлять как одновременно с отделением твердого осадка от жидкой фазы пульпы, так и после его отделения от жидкой фазы.
Разделять твердый осадок на крупнодисперсную и мелкодисперсную фракции можно любым известным способом, с применением любых известных устройств, использующихся для разделения твердых частиц на фракции, например классификаторов.
На чертеже показана схема способа извлечения редкоземельных элементов из фосфатных руд, в котором разделение твердого осадка на фракции осуществляют одновременно с отделением этого осадка от жидкой фазы пульпы. Отделение твердого осадка от жидкой фазы пульпы проводят в две стадии: сначала отделяют частицы крупнодисперсной фракции, образованные преимущественно фосфатными соединениями кальция, а затем частицы мелкодисперсной фракции, содержащие преимущественно соединения редкоземельных элементов. Из реактора 1 пульпу направляют по линии 4 в отстойник 5 для отделения частиц крупнодисперсной фракции. В описываемом примере в отстойнике 5 отделение крупнодисперсной фракции осуществляют путем седиментационного отстаивания. Однако отделение крупнодисперсной фракции может быть осуществлено любым известным способом, например с помощью классификационных сит, размеры ячеек которых соответствуют граничному размеру, по которому твердый осадок разделяют на фракции. При седиментационном отстаивании граничный размер частиц, по которому твердый осадок разделяют на фракции, зависит от времени пребывания пульпы в отстойнике 5. Предварительно выбирают этот граничный размер, а затем известным способом определяют требуемое время отстаивания пульпы, при котором все частицы крупнодисперсной фракции оседают на дно отстойника 5. Например, для частиц размерами около 50 мкм время отстаивания составляет пять минут. Для непрерывного способа переработки фосфатных руд время пребывания пульпы в остойнике 5 задается его объемом.
Из отстойника 5 крупнодисперсную фракцию твердого осадка направляют по линии 6 на фильтр 7, где его промывают водой. Крупнодисперсную фракцию твердого осадка, содержащую фосфаты кальция, выводят из фильтра 7 по линии 8. Эти фосфаты кальция являются отходами производства. Однако их можно использовать в качестве фосфорного удобрения пролонгированного действия.
После отделения от жидкой фазы пульпы крупнодисперсной фракции твердого осадка пульпу по линии 9 направляют в сгуститель 10. Промывные воды с фильтра 7 возвращают по линии 11 в линию 9. В сгустителе 10 от жидкой фазы пульпы отделяют мелкодисперсную фракцию твердого осадка, содержащую фосфатные соединения редкоземельных элементов. Отделение частиц мелкодисперсной фракции от жидкой фазы пульпы проводят с использованием флокулянта, предназначенного для ускорения процесса осаждения микрочастиц мелкодисперсной фракции. В качестве флокулянта может быть использован любой известный флокулянт, например полиакриламид. Процесс осаждения частиц мелкодисперсной фракции происходит до осветления пульпы. При непрерывном способе переработки фосфатной руды количество флокулянта и объем сгустителя 10 выбирают такими, чтобы время пребывания пульпы в сгустителе 10 не превышало времени разложения исходной руды в реакторе 1. Из сгустителя 10 частицы мелкодисперсной фракции твердого осадка направляют по линии 12 на фильтр 13, где осадок промывают водой и выводят по линии 14.
Эта мелкодисперсная фракция твердого осадка является товарным концентратом редкоземельных элементов, который представляет собой фосфатные соединения редкоземельных элементов с их содержанием в концентрате не менее 6 мас.% в пересчете на оксиды.
Таким образом предлагаемый способ извлечения редкоземельных элементов из фосфатной руды в процессе ее переработки при производстве фосфорной кислоты и/или фосфорных удобрений позволяет очень быстро и просто получить товарный концентрат редкоземельных элементов при незначительных затратах. которые существенно меньше затрат, связанных с получением товарного концентрата редкоземельных элементов известными способами.
Далее процесс переработки ведут в соответствии с заданной технологией до получения в предлагаемом способе фосфорной кислоты сернокислотным способом. Осветленную жидкую фазу пульпы, представляющую собой раствор монокальцийфосфата, по линии 15 направляют в реактор 16. Промывные воды из фильтра 13 возвращают в линию 15 по линии 17. В реактор 16 подводят серную кислоту (Н2SО4) концентрацией 98% в количестве, близком к стехиометрическому, для связывания кальция (Са) по линии 18.
В результате химической реакции:
Ca(H2PO4)2·H2O+H2SO4+nH2O __→ CaSO4·mH2O+H3PO4 образуется так называемый фосфогипс (CaSO4˙mН2О), выпадающий в осадок. Из реактора 16 пульпу направляют по линии 19 в отстойник 20. Из отстойника 20 пульпу по линии 21 подводят на фильтр 22, где отделяют фосфогипс от товарной экстракционной фосфорной кислоты. Фосфогипс отводят по линии 23, а экстракционную фосфорную кислоту - по линии 24. В этом способе из отстойника 20 в реактор 1 по линии 3 направляют оборотную экстракционную фосфорную кислоту для разложения следующих партий фосфатной руды. Промывные воды возвращают по линии 25 в линию 3.
Раствор оборотной фосфорной кислоты является насыщенным по редкоземельным элементам, поэтому при разложении последующих партий исходной руды меньшее количество соединений редкоземельных элементов растворяется в жидкой фазе пульпы.
Однако при использовании оборотной экстракционной фосфорной кислоты, содержащей сульфат-ионы, их количество в растворе экстракционной фосфорной кислоты не должно превышать 10% по отношению к массе исходной руды.
Это условие необходимо соблюдать, поскольку сульфат-ионы (SО3) при взаимодействии с кальцием (Са) образуют кристаллы сульфата кальция (СаSО4), размеры которых соизмеримы с размерами частиц мелкодисперсной фракции, образованной соединениями редкоземельных элементов.
Наличие в мелкодисперсной фракции частиц, образованных кристаллами сульфата кальция, снижает процентное содержание редкоземельных элементов в концентрате.
П р и м е р 1. В реактор 1 загружали 1000 кг апатитового концентрата Кольского месторождения следующего состава, мас.%:
Р2О5 39,4; СаО 50,8; Rт2О3 0,88 и 12250 кг фосфорной кислоты, концентрацией 30 мас. %, что в четыре раза превышало количество кислоты, необходимое в соответствии со стехиометрическим соотношением.
Нагревали смесь до 90оС и перемешивали в течение 2 ч.
В первом отстойнике 5 выдерживали 10 мин для отделения частиц крупнодисперсной фракции. Далее пульпу направляли в сгуститель 10 для отделения частиц мелкодисперсной фракции. Для этого вводили в сгуститель 10 флокулянт - 10%-ный водный раствор полиакриламида в количестве 10 кг.
Пульпу в сгустителе 10 выдерживали в течение 1 ч. Осветленную пульпу отводили в реактор 16 и далее процесс осуществляли, как в известном способе.
Проводили анализ твердого осадка частиц крупнодисперсной и мелкодисперсной фракций. Содержание редкоземельных элементов в твердом осадке определяли методом нейтронной активации и ICP-методом.
Состав частиц крупнодисперсной фракции, мас.%: CаО 57,4; Р2О5 38,6; Rт2О3 2,17.
Масса осадка крупнодисперсной фракции составляла 107 кг. Содержание частиц с размерами 15 мкм не более 5 мас.%.
Состав частиц мелкодисперсной фракции размерами < 15 мкм.мас.%: Rт2О3 15,04; Р2О5 20,2; СаО 9,8.
Масса твердого осадка мелкодисперсной фракции 14 кг, что составляло 23,9 мас.% от его содержания в исходной руде.
Примеры 2-18 приведены в таблице.
В каждом примере от 2 до 17 способ осуществляли в основном аналогично описанному в примере 1 за исключением того, что в примерах 2, 6-12, 14-17 использовали оборотную фосфорную кислоту, содержащую сульфат-ионы (SО3), а в примере 18 для разделения крупнодисперсной и мелкодисперсной фракции использовали классификационное сито с размером ячеек 50 мкм. Причем отделение твердого осадка от жидкой фазы пульпы проводили в сгустителе 10, и разделение осадка на фракции осуществляли после отделения твердого осадка от жидкой фазы пульпы.

Claims (5)

1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ФОСФАТНОЙ РУДЫ в процессе ее переработки при производстве фосфорной кислоты и/или фосфорных удобрений, включающий обработку руды избытком фосфорной кислоты, нагрев образовавшейся пульпы и последующее разделение твердой и жидкой фаз пульпы, отличающийся тем, что из твердой фазы пульпы выделяют содержащую редкоземельные элементы мелкодисперсную фракцию с размером частиц менее 0,1-50 мкм.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделение мелкодисперсной фракции осуществляют одновременно с разделением твердой и жидкой фаз пульпы.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделение мелкодисперсной фракции осуществляют после разделения твердой и жидкой фаз пульпы.
4. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что выделение мелкодисперсной фракции осуществляют методом седиментационного отстаивания.
5. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что выделение мелкодисперсной фракции осуществляют с помощью классификационных сит, размеры ячеек которых соответствуют максимальному размеру частиц мелкодисперсной фракции.
SU5000078 1991-07-01 1991-07-01 Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфатной руды RU2031842C1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5000078 RU2031842C1 (ru) 1991-07-01 1991-07-01 Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфатной руды
EP92102907A EP0522234A1 (en) 1991-07-01 1992-02-21 Method for extracting rare-earth elements from phosphate ore
PCT/RU1992/000245 WO1994013845A1 (en) 1991-07-01 1992-12-17 Process for extracting rare-earth elements from phosphate ore

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5000078 RU2031842C1 (ru) 1991-07-01 1991-07-01 Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфатной руды
PCT/RU1992/000245 WO1994013845A1 (en) 1991-07-01 1992-12-17 Process for extracting rare-earth elements from phosphate ore

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2031842C1 true RU2031842C1 (ru) 1995-03-27

Family

ID=26653621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5000078 RU2031842C1 (ru) 1991-07-01 1991-07-01 Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфатной руды

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0522234A1 (ru)
RU (1) RU2031842C1 (ru)
WO (1) WO1994013845A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465207C1 (ru) * 2011-07-11 2012-10-27 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 извлечения редкоземельных элементов из экстракционной фосфорной кислоты

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457267C2 (ru) * 2010-10-26 2012-07-27 Татьяна Викторовна Башлыкова Способ переработки фосфогипса с извлечением редкоземельных элементов и фосфора
RU2456358C1 (ru) * 2010-10-29 2012-07-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический универистет "МИСиС" Способ переработки фосфогипса
US8282703B2 (en) 2010-12-20 2012-10-09 General Electric Company Rare earth recovery from phosphor material and associated method
RU2462523C1 (ru) * 2010-12-29 2012-09-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Способ извлечения редкоземельных элементов из технологических и продуктивных растворов
RU2457266C1 (ru) * 2010-12-29 2012-07-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Способ извлечения суммы редкоземельных элементов из растворов
RU2484162C2 (ru) * 2010-12-29 2013-06-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Способ извлечения редкоземельных элементов из технологических и продуктивных растворов и пульп
RU2458999C1 (ru) * 2011-04-28 2012-08-20 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 фосфогипса для производства концентрата редкоземельных элементов (рзэ) и гипса
CN102220488B (zh) * 2011-05-31 2012-10-17 北京矿冶研究总院 一种从磷矿中分离稀土的方法
RU2473708C1 (ru) * 2011-08-09 2013-01-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса
RU2471011C1 (ru) * 2011-11-16 2012-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие Уралхим" Способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса
RU2487185C1 (ru) * 2011-11-24 2013-07-10 Открытое акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" Способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса
RU2484164C1 (ru) * 2011-12-27 2013-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "СКАНТЕХ" Способ получения скандийсодержащего концентрата из красных шламов
RU2492255C1 (ru) * 2012-06-14 2013-09-10 Общество с ограниченной ответственностью Минерал "Нано-Технология" Способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса
RU2491362C1 (ru) * 2012-07-03 2013-08-27 Общество с ограниченной ответственностью Минерал "Нано-Технология" Способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса
RU2519692C1 (ru) * 2012-11-12 2014-06-20 Закрытое Акционерное Общество "Твин Трейдинг Компани" Способ извлечения редкоземельных элементов из твердых материалов, содержащих редкоземельные элементы
RU2525877C2 (ru) * 2012-12-18 2014-08-20 Александр Васильевич Вальков Способ переработки фосфогипса
RU2520877C1 (ru) * 2013-01-28 2014-06-27 Общество с ограниченной ответственностью Минерал "Нано-Технология" Способ переработки фосфогипса для производства концентрата редкоземельных металлов и гипса
RU2528576C1 (ru) * 2013-03-05 2014-09-20 Открытое акционерное общество "Объединенная химическая компания "УРАЛХИМ" Способ извлечения редкоземельных металлов и получения строительного гипса из фосфогипса полугидрата
RU2528573C1 (ru) 2013-03-05 2014-09-20 Открытое акционерное общество "Объединенная химическая компания "УРАЛХИМ" Способ извлечения редкоземельных металлов и получения строительного гипса из фосфогипса полугидрата
RU2538863C2 (ru) 2013-03-05 2015-01-10 Открытое акционерное общество "Объединенная химическая компания "УРАЛХИМ" Способ реэкстракции редкоземельных металлов из органических растворов и получение концентрата редкоземельных металлов
RU2543160C2 (ru) * 2013-03-18 2015-02-27 Открытое акционерное общество "Объединенная химическая компания "УРАЛХИМ" Способ сернокислотного разложения рзм-содержащего фосфатного сырья
RU2526907C1 (ru) * 2013-03-20 2014-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "МИЦ-Геосистемы" Способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса
RU2509169C1 (ru) * 2013-04-05 2014-03-10 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) Способ извлечения редкоземельных элементов из экстракционной фосфорной кислоты
RU2522074C1 (ru) * 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) Способ переработки эвдиалитового концентрата
RU2525947C1 (ru) * 2013-07-03 2014-08-20 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 извлечения редкоземельных элементов из экстракционной фосфорной кислоты
RU2544731C2 (ru) * 2013-07-17 2015-03-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Ленина и Ордена Октябрьской революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) Способ извлечения редкоземельных элементов из экстракционной фосфорной кислоты
RU2532773C1 (ru) * 2013-07-25 2014-11-10 Открытое акционерное общество "Акрон" Способ переработки фосфатного редкоземельного концентрата
RU2551332C1 (ru) * 2013-12-02 2015-05-20 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Химии И Химической Технологии Сибирского Отделения Российской Академии Наук (Иххт Со Ран) Способ переработки железистых редкоземельных фосфатных руд
RU2560802C1 (ru) * 2014-03-03 2015-08-20 Андрей Вилорьевич Доронин Способ переработки природного фосфата для извлечения редкоземельных элементов
RU2567167C2 (ru) * 2014-03-07 2015-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ им. М.В. Ломоносова) Способ очистки скандия от тория
RU2552602C2 (ru) * 2014-05-23 2015-06-10 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) Способ переработки фосфогипса
CN105525092B (zh) * 2014-09-30 2017-10-27 北京矿冶研究总院 一种含稀土磷矿通过优先浸出脱除磷钙富集稀土的方法
AU2016279392B2 (en) * 2015-06-19 2019-01-31 Grirem Advanced Materials Co., Ltd. Method for recovering phosphorus and rare earth from rare earth-containing phosphate ore, and substance containing rare earth phosphate
RU2610186C1 (ru) * 2015-10-15 2017-02-08 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радий" Способ переработки фосфогипса
RU2612244C1 (ru) * 2015-11-11 2017-03-03 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 обработки фосфатного концентрата РЗЭ
RU2610205C1 (ru) * 2015-12-02 2017-02-08 Акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" Способ сорбционного извлечения редкоземельных элементов из растворов
RU2610203C1 (ru) * 2015-12-02 2017-02-08 Акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" Способ сорбционного извлечения редкоземельных элементов из пульп
RU2626121C2 (ru) * 2015-12-16 2017-07-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Способ повышения фильтруемости пульп при сернокислотной переработке эвдиалитового концентрата
RU2634820C2 (ru) * 2016-03-22 2017-11-03 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ВакЭТО" (ООО НПП ВакЭТО) Способ получения металлического неодима из его оксида
RU2624575C1 (ru) * 2016-10-17 2017-07-04 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 апатитового концентрата
RU2635206C1 (ru) * 2016-11-28 2017-11-09 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Способ извлечения редкоземельных элементов из технологических и продуктивных растворов
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
RU2663512C1 (ru) * 2017-11-29 2018-08-07 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Русредмет" (ООО "НПК "Русредмет") Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса
AU2019262097B2 (en) 2018-05-03 2023-12-14 Arafura Resources Limited Process for the recovery of rare earths
CN112074619A (zh) 2018-05-03 2020-12-11 阿拉弗拉资源有限公司 处理稀土硫酸盐溶液
RU2674527C1 (ru) * 2018-05-11 2018-12-11 Акционерное общество "Ведущий проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии" (АО "ВНИПИпромтехнологии") Способ извлечения редкоземельных металлов из продуктивных растворов при сернокислотном выщелачивании урановых руд
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
RU2706401C1 (ru) * 2019-05-06 2019-11-18 Общество с ограниченной ответственностью "НефтеХимКонсалт" Способ переработки отходов фосфогипса с получением концентрата редкоземельных элементов и гипса строительного
RU2770118C1 (ru) * 2021-06-25 2022-04-14 Общество с ограниченной ответственностью "Скайград-Инновации" (ООО "Скайград-Инновации") Способ извлечения редкоземельных металлов из полугидратного фосфогипса

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB378670A (en) * 1931-09-01 1932-08-18 Harold Wade Improvements in or relating to decomposing raw phosphates
GB1394734A (en) * 1972-04-26 1975-05-21 Unie Van Kunstmestfab Bv Process for the purification of waste product calcium sulphate
SU872454A1 (ru) * 1979-11-16 1981-10-15 Ленинградский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Им. Ленсовета Способ получени фосфорной кислоты
NL8006946A (nl) * 1980-12-20 1982-07-16 Stamicarbon Werkwijze voor het winnen van praktisch radiumvrij calciumsulfaat, yttrium en lanthaniden, alsmede calciumsulfaat, yttrium en lanthaniden verkregen volgens deze werkwijze.
SU1595793A1 (ru) * 1987-10-20 1990-09-30 Ленинградский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Основной Химической Промышленности Способ получени фосфорной кислоты
SU1641775A1 (ru) * 1988-10-03 1991-04-15 Ленинградский горный институт им.Г.В.Плеханова Способ выделени фосфатов редкоземельных элементов из фосфорной кислоты
SU1636337A1 (ru) * 1989-02-17 1991-03-23 Московский институт тонкой химической технологии им.М.В.Ломоносова Способ извлечени редкоземельных элементов из апатита
SU1736933A1 (ru) * 1990-04-27 1992-05-30 Московский институт тонкой химической технологии Способ извлечени редкоземельных элементов из апатита

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Заявка ЕР N 054993, кл. C 01F 11/46, 1982. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465207C1 (ru) * 2011-07-11 2012-10-27 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 извлечения редкоземельных элементов из экстракционной фосфорной кислоты

Also Published As

Publication number Publication date
WO1994013845A1 (en) 1994-06-23
EP0522234A1 (en) 1993-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2031842C1 (ru) Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфатной руды
US2769686A (en) Recovery of mineral values from leached zone material overlying florida pebble phosphate deposits
RU2225892C1 (ru) Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса
DE2304094A1 (de) Verfahren zur herstellung von hochreinem molybdaenoxid und ammoniummolybdat
WO2014074029A1 (ru) Способ извлечения редкоземельных элементов из твердых ископаемых и/или техногенных материалов
USRE20994E (en) Method of treating raw phosphate
RU2109686C1 (ru) Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса
US4393032A (en) Production of phosphoric acid and additional products from phosphate ore
US4828811A (en) Method for producing phosphoric acid from phosphate ore
Habashi et al. The recovery of uranium and the lanthanides from phosphate rock
DE1592061A1 (de) Verfahren zur Herstellung eisenfreier Aluminiumnitratloesungen
US4585636A (en) Process for the manufacture of purified phosphoric acid
US5093088A (en) Apparatus for producing phosphoric acid from phosphate ore
US3663168A (en) Method of producing concentrated phosphoric acid
RU2104938C1 (ru) Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса
WO2021140075A1 (de) Integriertes verfahren zur kommerziellen und industriellen verwertung von kalziumsulfat aus der phosphorsäureproduktion
US3582313A (en) Production of nitrophosphate fertilizer,ammonium nitrate,and calcium sulfate or calcium carbonate
US3425799A (en) Recovery of phosphate values from phosphatic slimes
US2873166A (en) Process for the recovery of metal values
US3515534A (en) Recycling ammonium sulfate in nitric phosphate processing
US4479923A (en) Production of phosphoric acid and additional products from phosphate ore
US2835552A (en) Solvent extraction process for the recovery of uranium values from aqueous solutions
RU2103387C1 (ru) Способ извлечения цинка из цинксодержащих отходов
SU823367A1 (ru) Способ получени кормового преципи-TATA
US4402919A (en) Process for the regeneration of mineral acids used to solubilize phosphate ores