Разработка и физико-химическое обоснование гидрометаллургического передела выделения редкоземельных металлов в схеме переработки кольских апатитов

• Автор: Черемисина, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 05.16.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 174 с. : ил

Оглавление
Введение

Глава 1. Редкоземельное сырье Кольского полуострова, проблемы

его комплексной переработки. Обзор литературпых источников

1. 1. Свойства, применение и сырьевые источники редкоземельных металлов. 1. 2. Нахождение в природе и кристаллическая структура апатита.
1. 3. Методы комплексной переработки апатитового концентрата и распределение редкоземельных металлов в продуктах переработки.

1. 3. 1. Сернокислотная переработка минерального сырья.

1. 4. Кристаллизация лантаноидов из растворов, экспериментальные и теоретические методы изучения роста кристаллов.

1. 4. 1. Методы выращивания кристаллов.

1. 5. Заключение. Глава 2. Объекты исследования. Методы анализов. Выбор затравочной

фазы кристаллизации лантаноидов.

2. 1. Объекты исследования.
2. 2. Выбор твердой фазы основы выделения РЗМ из растворов ЭФК.
2. 3. Области метастабильности исследуемых растворов.
2. 4. Способы получения затравочных кристаллов РЗМ.
2. 5. Формы кристаллизации лантаноидов из растворов экстракционных фосфорных кислот.
Глава 3. Гермодинамика кристаллизации соединений РЗМ из фосфорнокислых растворов.
3.1. Термодинамический расчет растворимости фосфата церия Ш
при различных температурах и концентрациях кислоты.
3. 2. Экспериментальное исследование растворимости фосфата церия III
при различных температурах и концентрациях фосфорной кислоты.
3. 3. Термодинамическое исследование растворимости фосфатов РЗМ в многокомпонентных фосфорнокислых растворах.
Глава 4. Кинетика кристаллизации соединений РЗМ из фосфорнокислых растворов.
4.1. Кинетика кристаллизации фосфатов и фторидов лантаноидов в промышленных растворах ЭФК.
4. 2. Температурная зависимость кристаллизации фосфата церия III в присутствии фосфата кальция из фосфорнокислых растворов на различных затравках.
4. 3. Исследование параметров кристаллизационного извлечения фосфатов и фторидов РЗМ из пересыщенных фосфорнокислых растворов. 4 Глава 5. Разработка опытнопромышленной установки по извлечению
РЗМ из производственных растворов.
5. Техникоэкономическая характеристика опытнопромышленной установки
для извлечения РЗМ из растворов ЭФК. Схема аппарата.
Выводы
Список цитируемой литературы


Обширная производственная база редкоземельной продукции позволяла СССР осуществлять экспорт РЗМ и удовлетворять внутренние потребности страны. КГМК, Киргизия, Прикаспийский ГОК Казахстан, Приднепровский химический комбинат Украина, Московский завод полиметаллов и ВерхнеПышминский опытный зовод Россия . В настоящее время часть хозяйственных связей прервалась, сокращены производство лопаритового концентрата и его первичная переработка на РЗМ, отсутствует производство таких важнейших продуктов, как групповые концентраты и соединения РЗМ для катализа, полириты, мишметапл, оксиды и редкоземельные металлы цсрисвой группы . Решение существующих проблем лежит на пути дальнейшего развития интеграционных процессов в рамках Содружества, расширения взаимодействия на уровне отдельных предприятий, межгосударственных организаций. РЗМ. Освоение малых месторождений РЗМ, а также переработка техногенных отходов могут быть целесообразны только в том случае, если РЗМконцснтраты будут получать попутно при производстве основных промышленных материалов. Однако серьезного вклада в производство РЗМ продукции эти источники в ближайшие годы, вероятно, внести не смогут . Основными источниками редкоземельного сырья России являются лопарит Ловозерского месторождения, иттросинхизит и концентрат, получаемый при разработке одного из осадочных месторождений фосфоритов . Попутное извлечение лантаноидов может быть налажено при переработке на удобрения руд Томторского месторождения, содержащего кроме РЗМ высокие концентрации пятиокиси ниобия, а также эвдиалитовмх руд месторождения Аллуайв бывший Ловозерский ГОК. Состав некоторых основных видов минерального сырья, используемого за рубежом и в России как источник производства РЗМ, приведен в табл. Из табл. РЗМ в концентратах России ниже, чем в зарубежных. Однако наличие попутных ценных компонентов повышает их потребительское значение, хотя комплексность состава обуславливает необходимость применения для их переработки сложных технологий с более высокими капитальными и эксплуатационными затратами. Кроме указанных в табл. России имеется значительное количество монацитового концентрата табл. Однако он содержит радиоактивный торий . Лопаритовый концентрат может удовлетворить потребности страны только в РЗМ цсрисвой группы. В качестве источника РЗМ, прежде всего иттриевой группы, возможно использование рул Томторского месторождения ,,,. Томтора путем предварительной углетермической отгонки фосфора. Эвдиалитовый концентрат, несмотря на сравнительно низкие содержания в нем полезных компонентов, представляет интерес как источник циркония и РЗМ итгриевой группы. По эвдиалитовым рудам разработана схема обогащения, позволяющая получать кроме эвдиалитового концентрата, эгириновый, нефелинполевошпатовый, а для отдельных блоков месторождения еще и лопаритовый концентраты ,. Обзор основных кислотных схем переработки эвдиалитового концентрата приведен в работе ,. Исследовали сернокислотный , азотнокислотный , солянокислотный методы переработки. Однако предложенным гидрометаллургическим схемам переработки эвдиалитового концентрата свойственны общие недостатки, определяющиеся тем, что эвдиалитовые концентраты являются сравнительно бедным многокомпонентным сырьем общее содержание оксидов циркония, гафния, ниобия, тантала и РЗЭ около , требующим для переработки сложные технологические схемы с большой затратой реагентов и энергии. Кроме того, при переработке получается большое количество отходов, использование которых пока не определено, а захоронение затруднено . Поэтому настоятельной необходимостью является поиск и подготовка новых видов минерального сырья, содержащего РЗМ, разработка и совершенствование технологических схем выделения и разделения лантаноидов. Перспективными, неограниченными и устойчивыми источниками сырья РЗМ как цериевой, гак и итгриевой групп можно рассматривать апатитовые концентраты, из которых РЗМ могут быть получены попутно при их переработке на удобрения. Общие запасы Хибинского месторождения составляют 3,5 млн тонн Р2О5, что в пересчете на запасы редких земель дает более млн тонн ЬпгОз, или одну треть их мировых запасов .