RU2574055C1 - Способ дезактивации цирконийсодержащего концентрата - Google Patents
Способ дезактивации цирконийсодержащего концентрата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574055C1 RU2574055C1 RU2014148297/05A RU2014148297A RU2574055C1 RU 2574055 C1 RU2574055 C1 RU 2574055C1 RU 2014148297/05 A RU2014148297/05 A RU 2014148297/05A RU 2014148297 A RU2014148297 A RU 2014148297A RU 2574055 C1 RU2574055 C1 RU 2574055C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concentrate
- zirconium
- zircon
- acid
- deactivation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для дезактивации сложнообогащаемого цирконового концентрата Зашихинского месторождения, содержащего примесь кремния в виде кварца и полевых шпатов. Способ дезактивации цирконийсодержащего концентрата включает его обработку кислотой при нагревании, обработку продукта водой с образованием пульпы, выделение очищенного концентрата и его сушку. В качестве цирконийсодержащего концентрата берут цирконовый концентрат. Указанный концентрат измельчают до крупности 75-95 мас.% класса минус 0,040 мм и подвергают обработке соляной или азотной кислотой с концентрацией 5-15% при температуре 70-90°C в течение 2-3 часов. Изобретение позволяет повысить степень дезактивации концентрата, уменьшить расход реагентов и смягчить температурный режим. 2 пр.
Description
Изобретение относится к гидрометаллургии редких и редкоземельных элементов и предназначено для дезактивации упорного сложнообогащаемого цирконового концентрата Зашихинского месторождения, содержащего примесь кремния в виде кварца и полевых шпатов.
Циркон ZrSiO4 является основной с точки зрения мирового производства и потребления химической (и минералогической) формой циркония. Основная область использования циркона - керамика, где он находит применение для производства трех групп изделий: керамических и фарфоровых изразцов, неглазурованной фарфоровой плитки, сантехники и посуды.
Циркон служит также исходным сырьем для получения других цирконийсодержащих химических соединений, в первую очередь, диоксида циркония - одного из самых тугоплавких веществ природы (температура плавления - около 2700°C), обладающего химической стойкостью в агрессивной среде и высокой шлакоустойчивостью. Его широко применяют в процессе изготовления высокоогнеупорных изделий, жаростойких эмалей, тугоплавких стекол и различных видов керамики. Металлический цирконий применяется в атомной промышленности для производства ТВЭЛов, а также в металлургии и химическом оборудовании. Из сплавов с цирконием изготовляют медицинское оборудование, а также имплантанты и нити для нейрохирургии.
Порядка 95% мировых запасов циркония учитывается в титан-циркониевых россыпях. База этих запасов в недрах оценивалась Геологической службой США на начало 2009 года в 77 млн т в пересчете на ZrO2, в том числе извлекаемые запасы - в 51 млн т ZrO2. Суммарное мировое производство циркового концентрата составило 1.1 млн т в 2012 году и 1.19 млн т в 2013 года.
Главным производителем циркона и титановых минералов в мире является австралийская компания Iluka Resources Ltd, на долю которой приходится более 40% мирового производства цирконового концентрата. Основной производитель цирконийсодержащих концентратов в России - Ковдорский ГОК: в 2013 году он произвел 8,85 тыс. тонн бадделеитового концентрата.
Повышающийся с каждым годом спрос на цирконийсодержащую продукцию способствует разработке новых месторождений циркония, к числу которых, в частности, относится и разрабатываемое в настоящее время Зашихинское редкометалльное месторождение в Иркутской области.
Важной проблемой, осложняющей процесс производства и переработки цирконийсодержащих концентратов, является относительно высокое содержание в них природных радионуклидов, прежде всего, атомов урана и тория. Известно немало способов удаления радионуклидов из цирконийсодержащего концентрата.
Известен способ дезактивации цирконового концентрата (патент США № US 5478538, МПК C01G 43/00, 1991), включающий термическую обработку циркона при 800-1800°C в присутствии 5-20 мас.% добавок типа CaO, MgO, SiO2, кислотное выщелачивание радионуклидов из термически обработанного циркона, выделение очищенного циркона из пульпы фильтрованием. Термическую обработку циркона в присутствии добавок CaO, MgO, SiO2 проводят с целью частичного разрушения кристаллической решетки циркона и облегчения выщелачивания радионуклидов из дефектного циркона в раствор. По этому способу радиоактивность концентрата может быть уменьшена от 130 до 30 кБк/кг.
Недостатком способа является невозможность разрушения решетки цирконовых концентратов, содержащих примеси кварца и полевых шпатов, из-за связывания последними добавок CaO, MgO, SiO2.
Известен способ очистки циркониевого (бадделеитового) концентрата (патент РФ №2258038, МПК C01G 25/00, 2003), основанный на обработке концентрата щелочным агентом - едким кали при температуре 150-250°C. Продукт обработки промывают водой и обрабатывают 5-15%-ной соляной или серной кислотой при 50-100°C. Очищенный продукт отделяют гравитацией и сушат. Обработка концентрата едким кали при нагревании необходима для разложения радиоактивных минералов. По этому способу радиоактивность концентрата может быть уменьшена от 1808 до 39 Бк/г (содержание Thэкв уменьшено от 4,1 до 0,4 мас.%).
Недостатком способа является необходимость использования дорогостоящего агрессивного едкого кали, снижение эффекта дезактивации циркониевых концентратов, содержащих примеси кварца и полевых шпатов, из-за взаимодействия последних с едким кали.
Известен способ дезактивации циркониевого (бадделеитового) концентрата (патент РФ №2139250, МПК C01G 25/02, 1999), включающий обработку концентрата 60-96%-ной серной кислотой при температуре 130-250°C с получением твердого продукта сульфатизации, обработку твердого продукта сульфатизации водой или водным раствором нейтрализующего реагента с образованием пульпы, гравитационное выделение очищенного концентрата и его сушку. Обработка концентрата серной кислотой необходима для перевода радиоактивных минералов в водорастворимую форму. По данному способу содержание радиоактивности может быть уменьшено от 4,6 мас.% Thэкв до 0,137 мас.% Thэкв.
Недостатком способа является проведение процесса при высокой температуре, использование высококонцентрированной серной кислоты, резкое снижение эффекта дезактивации циркониевых концентратов, содержащих примеси полевых шпатов из-за взаимодействия последних с концентрированной серной кислотой и образования осадков с высокой сорбционной способностью по отношению к торию и урану. Данный способ принят за прототип.
Техническим результатом предложенного способа является повышение степени дезактивации цирконийсодержащего концентрата, снижение расхода кислоты, смягчение температурных режимов.
Технический результат достигается тем, что в способе дезактивации цирконийсодержащего концентрата, включающем обработку концентрата кислотой при нагревании, обработку продукта водой с образованием пульпы, выделение очищенного концентрата и его сушку, согласно изобретению обработке кислотой подвергают цирконийсодержащий концентрат, предварительно измельченный до крупности 75-95 мас.% класса минус 0,040 мм. Технический результат достигается также тем, что кислотную обработку проводят соляной или азотной кислотой. Достижению технического результата способствует то, что обработку концентрата ведут кислотой с концентрацией 5-15% при температуре 70-90°C в течение 2-3 часов.
Сущность способа заключается в совокупности отличительных признаков и в параметрах проведения процессов измельчения и кислотной обработки.
Первым существенным отличием является тонкое измельчение цирконийсодержащего концентрата на шаровой мельнице до крупности 75-95 мас.% класса минус 0,040 мм. Такое измельчение достаточно, чтобы раскрыть зерна радиоактивных минералов и обеспечить растворение урана и тория в кислотах на 90-95%. Измельчение концентрата до крупности менее 75 мас.% класса минус 0,040 мм приводит к неполноте раскрытия минералов и снижению степени выщелачивания урана и тория в кислый раствор до величины менее 90%. Измельчение концентрата до крупности более 95 мас.% класса минус 0,040 мм приводит к неоправданным затратам энергии и снижению скорости фильтрования кислых пульп, что не компенсируется незначительным увеличением степени извлечения урана и тория до 96-97%.
Вторым существенным отличием является обработка измельченного цирконийсодержащего концентрата соляной или азотной кислотой. Данные кислоты способствуют глубокому выщелачиванию урана и тория в раствор на 90-95% благодаря переводу урана и тория, а также других примесных компонентов (кальций, алюминий и пр.) в легко растворимые формы. Использование для обработки серной кислоты приводит к образованию нерастворимых осадков, например гипса, который блокирует поверхность частиц концентрата и резко снижает степень выщелачивания урана и тория до 10-20%.
Третьим существенным отличием является проведение кислотной обработки при температуре 70-90°C в течение 2-3 часов. Данных температуры и времени достаточно для выщелачивания урана и тория на 90-95%. Снижение температуры менее 70°C и времени выщелачивания менее 2 часов приводит к снижению степени выщелачивания урана и тория до величины менее 90%. Увеличение температуры более 90°C и времени более 3 часов приводит к неоправданным затратам энергии, что не компенсируется достигаемым результатом.
В общем случае способ дезактивации цирконийсодержащего концентрата согласно изобретению осуществляется следующим образом. Исходный цирконийсодержащий концентрат подвергают измельчению в мельнице тонкого помола. Измельченный концентрат просеивают через сито с ячейками размером 0,040 мм. Навеску концентрата, прошедшего через сито, засыпают при перемешивании в раствор соляной или азотной кислоты, имеющей концентрацию 5-15 мас.% и нагретой до 70-90°C. Пульпу агитируют в изотермических условиях в течение 2-3 часов и фильтруют. Выделенный осадок цирконийсодержащего концентрата промывают водой от маточного раствора, сушат и анализируют на содержание тория и урана.
Заявленное изобретение иллюстрируется примерами.
Пример 1. Исходный цирконовый концентрат Зашихинского месторождения крупностью 100% класса минус 0,30 мм, содержащий кварц, микроклин и альбит в количестве 10,5% мас.%, Th 1,17 мас.%, U 0,16 мас.%, измельчают в шаровой мельнице АИР-0,015М при 37,8 g в течение 4 мин. Получают продукт крупностью 93% класса минус 0,040 мм. Измельченный концентрат в количестве 150 г загружают в 600 мл 5 мас.%-ной соляной кислоты, нагретой до 90°C. Пульпу выдерживают в изотермических условиях при перемешивании в течение 2 часов. Затем пульпу фильтруют. Осадок промывают водой и сушат. Получают 139 г сухого концентрата, содержащего Th 0,074 мас.% и U 0,010 мас.%.
Пример 2. Цирконовый концентрат Зашихинского месторождения крупностью 100% класса минус 0,32 мм, содержащий кварц, микроклин и альбит в количестве 8,8% мас.%, Th 0,60 мас.%, U 0,047 мас.% измельчают в шаровой мельнице АИР-0,015М при 37,8 g в течение 2,5 мин. Получают продукт крупностью 78% класса минус 0,040 мм. Измельченный концентрат в количестве 150 г загружают в 600 мл 15 мас.%-ной азотной кислоты, нагретой до 70°C. Пульпу выдерживают в изотермических условиях при перемешивании в течение 3 часов. Затем пульпу фильтруют. Осадок промывают водой и сушат. Получают 138 г сухого концентрата, содержащего Th 0,062 мас.% и U 0,005 мас.%.
Анализируя данные примеры, можно видеть, что по отношению к прототипу предложенный способ (а) позволяет проводить дезактивацию цирконийсодержащего концентрата разбавленными растворами кислот при невысокой температуре (до 90°C), в то время как по методике прототипа для подобной дезактивации требуется использование высококонцентрированной кислоты, нагретой до 250°C; (б) позволяет получать очищенные концентраты с сопоставимым содержанием радионуклидов в них; (в) дает возможность дезактивации цирконийсодержащего концентрата, содержащего примесь кварца и полевых шпатов, так как данные минералы не взаимодействуют с разбавленными кислотами в заявленных температурных режимах.
Claims (1)
- Способ дезактивации цирконийсодержащего концентрата, включающий обработку концентрата кислотой при нагревании, обработку продукта водой с образованием пульпы, выделение очищенного концентрата и его сушку, отличающийся тем, что в качестве цирконийсодержащего концентрата берут цирконовый концентрат, который измельчают до крупности 75-95 мас. % класса минус 0,040 мм и подвергают обработке соляной или азотной кислотой с концентрацией 5-15% при температуре 70-90°C в течение 2-3 часов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014148297/05A RU2574055C1 (ru) | 2014-12-02 | 2014-12-02 | Способ дезактивации цирконийсодержащего концентрата |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014148297/05A RU2574055C1 (ru) | 2014-12-02 | 2014-12-02 | Способ дезактивации цирконийсодержащего концентрата |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2574055C1 true RU2574055C1 (ru) | 2016-01-27 |
Family
ID=55237060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014148297/05A RU2574055C1 (ru) | 2014-12-02 | 2014-12-02 | Способ дезактивации цирконийсодержащего концентрата |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2574055C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4067953A (en) * | 1972-02-15 | 1978-01-10 | Etienne Roux | Process for upgrading ores containing baddeleyite |
RU2081833C1 (ru) * | 1995-03-29 | 1997-06-20 | Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева | Способ обогащения бадделеитового концентрата |
RU2139250C1 (ru) * | 1998-06-24 | 1999-10-10 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им.И.В.Тананаева Кольского научного центра РАН | Способ очистки бадделеитового концентрата |
RU2434956C2 (ru) * | 2009-10-26 | 2011-11-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ переработки циркона с получением диоксида циркония |
RU2450974C1 (ru) * | 2010-12-06 | 2012-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" (ОАО "РИТМ") | Способ переработки цирконового концентрата |
-
2014
- 2014-12-02 RU RU2014148297/05A patent/RU2574055C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4067953A (en) * | 1972-02-15 | 1978-01-10 | Etienne Roux | Process for upgrading ores containing baddeleyite |
RU2081833C1 (ru) * | 1995-03-29 | 1997-06-20 | Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева | Способ обогащения бадделеитового концентрата |
RU2139250C1 (ru) * | 1998-06-24 | 1999-10-10 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им.И.В.Тананаева Кольского научного центра РАН | Способ очистки бадделеитового концентрата |
RU2434956C2 (ru) * | 2009-10-26 | 2011-11-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ переработки циркона с получением диоксида циркония |
RU2450974C1 (ru) * | 2010-12-06 | 2012-05-20 | Открытое Акционерное Общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" (ОАО "РИТМ") | Способ переработки цирконового концентрата |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЗЕЛИКМАН А.Н., КОРШУНОВ Б.Г., Металлургия редких металлов, Москва, Металлургия, 1991, сс. 191-193. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Panda et al. | Leaching of rare earth metals (REMs) from Korean monazite concentrate | |
Al-Zahrani | Extraction of alumina from local clays by hydrochloric acid process | |
Kumari et al. | Thermal treatment for the separation of phosphate and recovery of rare earth metals (REMs) from Korean monazite | |
CA2925921C (en) | Deriving high value products from waste red mud | |
JP6964084B2 (ja) | リン酸塩鉱物からのリチウム回収 | |
CA3008040C (en) | Rare earth ore processing methods by acid mixing, sulphating and decomposing | |
EP3663421B1 (en) | Method for processing fluorine-containing rare earth mineral particles | |
CA2959876A1 (en) | Acid leaching of rare earth elements | |
KR20150114383A (ko) | 희토류 추출을 위한 시스템 및 방법 | |
RU2484018C2 (ru) | Способ переработки фосфатного редкоземельного концентрата, выделенного из апатита | |
RU2201988C2 (ru) | Способ извлечения скандия при переработке бокситов на глинозем | |
RU2574055C1 (ru) | Способ дезактивации цирконийсодержащего концентрата | |
RU2490342C1 (ru) | Способ переработки дезактивированных катализаторов на носителях из оксида алюминия, содержащих металлы платиновой группы и рений | |
RU2578869C1 (ru) | Способ переработки монацитового концентрата | |
AU2010225450B2 (en) | Impurity removal from hydrated minerals | |
CN105271377A (zh) | 一种含钛富集物的回收方法 | |
CN103011284B (zh) | 一种粗氧化铋除杂方法 | |
CN103011286B (zh) | 一种用粗氧化铋生产次碳酸铋的工艺 | |
RU2477758C1 (ru) | Способ извлечения америция | |
Naumov et al. | Complex Rare Earth Minerals Sulfate Decomposition Techniques Investigation | |
Al-Zahrani | Production of liquid alum coagulant from local Saudi clays | |
RU2576978C1 (ru) | Способ переработки железосодержащих монацитовых концентратов | |
JP6484782B2 (ja) | 廃水の処理方法 | |
RU2344080C2 (ru) | Способ извлечения бадделеитового концентрата | |
RU2145980C1 (ru) | Способ переработки лопаритового концентрата |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171203 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190805 |