Разработка способа извлечения редкоземельных элементов при сернокислотной переработке апатита

• Автор: Вершков, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 05.16.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Апатиты
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Оглавление

Введение

1.1. Обзор РЗЭ сырья
1.2. Обзор методов переработки апатита

1.2.2. Кислотные способы переработки апатита
1.3. Обзор методов извлечения РЗЭ при сернокислотной переработке
апатита
1.3.1. Выделение лантаноидов из ЭФК

1.4.1. Теоретические основы ионной флотации
1.4.2. Обзор способов использования ионной флотации
1.5. Заключение
2. Разработка способа извлечения лантаноидов из продуктов сернокислотной
переработки ХАК

2.2. Проверка применимости ИФ для переработки растворов 55
2.2.3. Выбор собирателя
2.2.4. Основные закономерности ионной флотации РЗЭ из серно-

2.2.4.1 Влияние расхода собирателя, кислотности и концентрации
конкурирующего иона на извлечение лантаноидов и
фактор разделения Ln/Ca
2.2.4.2 Влияние формы собирателя, соотношения моно- и дипроизводных и длины алкильного радикала на извлечение РЗЭ и фактор разделения Ln/Ca
2.2.4.3 Влияние растворителей, используемых для ввода ПАВ
2.2.4.4 Кинетические закономерности извлечения РЗЭ из сернофосфорнокислых и фосфорнокислых растворов
2.2.4.5 Проведение флотации РЗЭ без применения органических
растворителей ПАВ
2.2.5. Переработка сублатов РЗЭ и кальция
2.3. Заключение
3. Усовершенствование технологии выщелачивания РЗЭ из фосфогипса
3.1. Исследование фазового состава фосфогипса
3.1.1. Поведение редкоземельных элементов при вскрытии апатита и
кристаллизации фосфогипса
3.1.2. Поведение стронция при вскрытии апатита и кристаллизации
фосфогипса
3.1.3. Микрозондовое исследование фосфогипса
3.2. Исследование основных параметров выщелачивания
3.3. Заключение
4. Разработка технологических схем по извлечению РЗЭ из продуктов сернокислотной переработки апатита Технико-экономическая оценка предлагающихся схем
Выводы
Список литературы
Приложения

Введение
Актуальность проблемы. РЗЭ и соединения на их основе обладают уникальными свойствами, делающими их незаменимыми во многих отраслях техники, таких как металлургия и нефтепереработка, производство и обработка оптических материалов, радио- и квантовая электроника, ядерная техника, оптика, производство новых конструкционных материалов и другие. В связи с бурным развитием этих отраслей растет потребность промышленности в РЗЭ. Так мировое потребление лантаноидов (в пересчете на оксиды) с 1983 по 1988 выросло с 37 до 60 тысяч тонн [1]. Причем наибольший рост приходится на средние РЗЭ и иттрий. В 1988 году возрос спрос на индивидуальные РЗЭ и специальные смеси на их основе. Устойчивой тенденцией является индивидуализация и специализация редкоземельных элементов в сфере производства и потребления. Наиболее устойчивый спрос прогнозируется на индивидуальные РЗЭ средней группы (Бт, Ей, вб, ТЬ) и иттрий [2]. В последнее время определилось использование их в качестве микроудобрений в сельском хозяйстве.
В то же время, после распада Советского Союза, Россия осталась практически без собственных источников редкоземельного сырья. Сейчас в России имеется только один действующий источник сырья РЗЭ — лопаритовый концентрат, выпускаемый АО «Севредмет» (бывший Ловозерский ГОК), производство которого за последние годы снизилось в несколько раз. К тому же предприятия по переработке лопарита, за исключением Соликамского магниевого завода, производящего лишь пром-продукты РЗЭ, после образования СНГ находятся в Эстонии (Силламяэское ХМПО) и Казахстане (Иртышский ХМЗ). Номенклатура редкоземельной товарной продукции, получаемой из лопаритового концентрата, ограничена комплексными продуктами и индивидуальными лантаноидами цериевой (Ьа, Се, Рг, N6) и в меньшей степени промежуточной (Бт, Ей, Об, Бу) групп: тяжелых лантаноидов и иттрия в ней практически нет.

Флотация гидрофобных осадков была запатентована в Чехословакии в 1960 г. [63]. Она основана на способности органических веществ, имеющих полярно-аполярную структуру молекул (алкилксантогенаты, алкил- и арилдитиокарбаматы, алкилмеркаптаны, дитизон), осаждать катионы большинства цветных и редких металлов (меди, никеля, кобальта, ртути и др.) в виде труднорастворимых соединений, обладающих высокой гидрофобностью. По данным И. А. Каковского [64], подобный процесс (флотация а-нитрозо-Р-нафтолята кобальта) был реализован в промышленном масштабе на одном из отечественных цинковых заводов еще в сороковых годах. Однако эти факты остались, по-видимому, малоизвестными, и процесс вновь «открыли» в 1966 г. Е. Дж. Мане и Т. А. Пинфолд [65], которые предложили для него название «флотация осадков II рода» (англ. «precipitate flotation of second kind»). В качестве осадителей катионов (никеля, палладия, серебра, золота, меди, цинка и др.) они использовали оксимы (ниоксим, бензоиноксим, а-фурилдиоксим, фенид-а-пиридилкето-ксим) и другие органические реагенты, содержащие циклические группировки (а-нитрозо-р-нафтол, Р-нитрозо-а-нафтол, 8-гидроксихинолин, бензоилацетон).
В отличие от флотации гидрофобных осадков, где процесс основан на гидрофобности частиц осадка, обусловленной их природой, во флотации осадков (англ. «precipitate flotation») коллигенд сначала осаждают в виде труднорастворимого соединения, а затем поверхность частиц осадка гидрофобизируют с помощью подходящего собирателя. Чтобы отличать этот процесс от флотации гидрофобных осадков (флотация осадков II рода), было предложено называть его флотацией осадков I рода (англ. «precipitate flotation of firste kind»). Более рациональным является термин «флотация гидрофобизированных осадков».
Еще один вариант флотационного процесса, который используется для разделения компонентов растворов — флотация с носителем (в зарубежной литературе используются термины: «adsorbing colloid flotation» и «adsorbing particle flotation», которые носят частный характер, так как относятся к отдельным вариантам процесса). Процесс заключается в предварительном