Разработка сернокислотной технологии извлечения редкоземельных металлов из фосфополугидрата

• Автор: Тареева, Ольга Альбертовна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Апатиты
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Фосфатное сырь как источник РЗМ

1.2 Поведение РЗМ и радионуклидов при различных методах

гидрохимической переработки хибинского апатитового концентрата

1.3 Методы извлечения РЗМ из продуктов переработки фосфатного сырья

1.3.1 Выделение РЗМ из экстракционной фосфорной кислоты

1.3.2 Выделение РЗМ из фосфогипса

1.4 Выбор направления исследований

2 Объекты исследования. Методы анализа

3 Исследование растворимости соединений РЗМ в сернофосфорно
кислых растворах
3.1 Исследование растворимости гидратированных ортофосфатов РЗМ.
3.2 Исследование растворимости фторидов РЗМ.
3.3 Исследование растворимости двойных сульфатов РЗМ с натрием и калием
3.4 Заключение
4 Исследование сернокислотного выщелачивания РЗМ из фосфопо
л у гидрата.
4.1 Выщелачивание РЗМ из ФПГ сернокислыми растворами
средней концентрации.
4.2 Исследование кинетики выщелачивания РЗМ сернокислыми
растворами из фосфодигидрата, образовавшегося при хранении фосфополу гидрата
4.3 Исследования по выделению РЗМ из фосфополугидрата АО
Воскресенские минеральные удобрения и ОАО Аммо
4.4 Выщелачивание РЗМ низко концентрированными растворами.
4.5 Заключение
5 Выделение РЗМ из сернофосфорнокислых растворов выщелачивания
5.1 Кристаллизация сульфатных концентратов РЗМ повышением
концентрации серной кислоты в растворе
5.2 Исследование кристаллизации концентратов РЗМ в форме
двойных сульфатов РЗМ и натрия
5.3 Сорбционное извлечение РЗМ из сернокислых растворов 1 Ю
5.4 Десульфатация сульфатных концентратов РЗМ.
Заключение
6 Принципиальные технологические схемы комплексной переработки фосфополугидрата
6.1 Очистка маточных сернокислых растворов от фосфора и
фтора.
6.2 Технологическая схема комплексной переработки фосфопо
лугидрата агитационным выщелачиванием растворами серной кислоты повышенной концентрации.
6.3 Технологическая схема комплексной переработки фосфопо
лугидрата с использованием низко концентрированных растворов серной кислоты.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Основные положения и результаты докладывались на научной конференции: «Сбалансированное природопользование на примере освоения минеральных ресурсов» (Апатиты, ), ХУПМенделеевском съезде по общей и прикладной химии (Казань, ), научной конференции «Комплексная переработка нетрадиционного титано-редкометалльного и ашомосиликатного сырья: современное состояние и перспективы» (Апатиты, 4-8 апреля ), научной конференции «Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья и синтеза на его основе функциональных материалов» (Апатиты, 8- апреля ), XIX Менделеевском съезде (Волгоград, - сентября ), международной научно-практической конференции «Фосфатное сырьё: производство и переработка» (Москва, мая ). Материалы диссертации отражены в публикациях, в том числе в рецензируемых журналах и в 2 патентах РФ на изобретение. Структура диссертации. Диссертация изложена на 7 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, заключения, списка цитируемой литературы и 1 приложения. Работа содержит таблиц и рисунков. Список литературы включает 8 ссылок. Фосфорное сырье используется как в России, так и за рубежом для производства простых и сложных минеральных удобрений. Мировая добыча фосфатов составляет 5 млн тонн ежегодно, в том числе в России около млн. Основным источником фосфорного сырья в России являются апа-тит-нефелиновые руды месторождений Кольского полуострова. Апатитовые месторождения могут быть как магматического, так и осадочного происхождения. Апатитовые минералы представлены фторапатитом Са5(Р)зБ, гид-роксиапатитом Са5(Р)з(0Н), хлорапатитом Са5(Р)зС1, франколитом (разновидность карбонатапатита) (Са,Н)1о(Р,ОН)2(Р,СОз)б, вилькеитом, Са1о(ОН)2(Р,,4)б, пироморфитом РЬюСЬСРС^АэС^б Часть кальция в апатитах может быть замещена стронцием, барием, магнием, а также редкоземельными элементами в сочетании со щелочными металлами. При этом фосфаты магматического происхождения, как правило, содержат более высокие концентрации РЗМ и фтора. Крупные месторождения магматического апатита находятся в России, странах Южной Африки (щелочной комплекс Палабора), Уганде и Бразилии. Одно из магматических месторождений апатита - Хибинский массив нефелиновых сиенитов - залегает на Кольском полуострове близ города Кировска. Он был открыт в г. А.Е. Ферсмана. В пределах Хибинского массива разведано месторождений, суммарные запасы которых составляют 3. Кольском полуострове - около млрд тонн. В соответствии с разработанной программой развития, основным документом которой является «ТЭД по проблемам стратегии развития ОАО «Апатит» до », высокий уровень производства хибинского апатитового концентрата будет сохраняться длительное время [5]. Кировского рудника на мощность 8. Расвумчоррского рудника, найдены инженерные решения о продлении жизни Центрального рудника ещё на лет. Началось строительство нового горно-обогатительного комбината компании ЗАО «Северо-Западная Фосфорная Компания» (месторождения апатит-нефелиновых руд Олений ручей), который будет ежегодно приносить отечественной промышленности 2 млн тонн апатитового концентрата. Таким образом, общие запасы Хибинского апатита достаточно велики и в течение длительного времени будет обеспечиваться его стабильное производство. Комплексная оценка запасов апатит-нефелиновых руд, проведенная в годах по разведанным месторождениям Хибин, обеспечила постановку на Государственный баланс целого ряда попутных компонентов, в том числе РЗМ, извлечение которых при переработке апатитового концентрата не осуществляется. Всего за период с по гг. Хибинского месторождения добыто свыше 1. На предприятиях СССР и позднее России большая часть его (около % всего объёма) перерабатывалась по сернокислотной технологии, при этом в качестве техногенного отхода накоплены огромные запасы фосфогипса. Поскольку, как будет показано ниже, значительная часть РЗМ концентрируется в фосфогипсе, эти отходы могут стать дополнительным важным источником РЗМ [6]. Впервые на высокое содержание РЗМ в апатите обратила внимание в -х годах И. Д. Борнеман-Старынкевич [7]. В среднем хибинский апатитовый концентрат содержит 0. РЗМ. Содержание РЗМ в хибинском апатитовом концентрате по сравнению с традиционными редкоземельными концентратами не очень высоко (таблица 1 [3]).