Способ извлечения редкоземельных элементов из отходов обогащения свинцово-цинковых руд

(51) 22 3/08 (2010.01) 01 17/00 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ использовано при комплексной переработке хвостов обогащения свинцово-цинковых руд. Способ извлечения редкоземельных элементов из отходов обогащения свинцово-цинковых руд включает кислотное выщелачивание, выделение редкоземельных элементов из раствора с дальнейшим получением концентрата, при этом выделение редкоземельных элементов проводят осаждением, первоначально гидроксидом аммония концентрацией 15-25 с последующим растворением полученного осадка в слабоконцентрированной азотной кислоте, затем проводят осаждение редкоземельных элементов щавелевой кислотой. Техническим результатом изобретения является упрощение и удешевление процесса при переработке бедных по содержанию редкоземельных отходов обогащения свинцовоцинковых руд.(72) Танекеева Майра Шаймардановна Тусупбаев Несипбай Куандыкович Сулейменова Улдана Яхыметовна Кшибеков Булат Досмухамедович Ешпанова Гульбану Тондыбаевна(73) Акционерное общество Центр наук о Земле,металлургии и обогащения Акционерное общество Фонд науки(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ СВИНЦОВОЦИНКОВЫХ РУД(57) Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к технологии извлечения редкоземельных металлов, и может быть Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к технологии извлечения редкоземельных металлов (РЗМ), и может быть использовано при комплексной переработке отходов обогащения свинцовоцинковых руд. Известен способ переработки монацитового концентрата, включающий обработку концентрата серной кислотой при нагревании, водную обработку получаемого спека, выделение редкоземельных элементов щавелевой кислотой в виде оксалатного осадка, отделение полученного осадка и перевод оксалатов в гидроксиды обработкой щелочью (2151206, кл. С 22 В 3/08, 01 17/00, 20.06.2000). Недостатком данного способа является применение его для концентратов редкоземельных металлов. Известен также способ получения фторидов редкоземельных металлов, включающий обработку исходного азотнокислого раствора редкоземельных металлов фторсодержащим реагентом, фильтрацию и сушку полученного осадка (2028275, кл. 01 17/00, С 01 В 9/08, 09.02.1995). Азотнокислый раствор редкоземельных металлов имеет состав сумма РЗМ 300-350 г/л, азотная кислота не более 40 г/л. Его обрабатывают сточными водами редкометального производства, содержащими 60120 г/дм 3 фтор-иона и не более 2,0 об.свободного аммиака. Осадок фильтруют и сушат. Недостатком данного способа является то, что осадки фторидов имеют гелеобразную структуру, плохо фильтруются и не полностью отмываются от примесей. Кроме того, данный способ применим в основном к богатым по целевым металлам растворам. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ,согласно которому редкоземельные металлы и иттрий извлекают из углей и золошлаковых отходов от их сжигания кислотным выщелачиванием и экстракцией трибутил фосфатом. (2293134,кл. С 22 В 59/00, С 22 В 3/06, С 22 В 3/26, 10.02.2007). Выщелачивание проводят азотной кислотой,которую регенерируют за счет утилизации попутного тепла от сжигания углей путем термического разложения нитратов рафината,полученного после экстракции и абсорбции водой отходящих газов. Недостатком данного способа является использование дорогостоящего и сложного в аппаратурном оформлении процесса экстракции для выделения РЗМ из раствора выщелачивания. Кроме того, способ предусматривает большой расход кислот на нейтрализацию оксидов макроэлементов (кальций, магний, стронций,алюминий, железо) золошлаковых отходов. Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение и удешевление процесса при получении концентрата редкоземельных металлов при переработке бедных по содержанию РЗМ отходов обогащения свинцовоцинковых руд. Указанный результат достигается в способе извлечения редкоземельных элементов из отходов обогащения свинцово-цинковых руд, включающем кислотное выщелачивание,выделение 2 редкоземельных элементов из раствора с дальнейшим получением концентрата, в котором выделение редкоземельных элементов проводят осаждением, первоначально гидроксидом аммония концентрацией 15-25 с последующим растворением полученного осадка в слабоконцентрированной азотной кислоте, затем проводят осаждение редкоземельных элементов щавелевой кислотой. Предпочтительно кислотное выщелачивание проводят в присутствии пероксида водорода. Основное отличие заявляемого способа заключается в том, что РЗМ из раствора после выщелачивания не экстрагируют, а проводят двухстадийное осаждение редкоземельных металлов, первоначально гидроксидом аммония,затем щавелевой кислотой. При этом по сравнению с известным способом отпадает необходимость в приобретении дорогостоящего оборудования для проведения операций экстракции и реэкстракции,тем самым упрощается процесс выделения РЗМ и сокращаются расходы на реагенты. В предлагаемом способе первоначально для осаждения РЗМ из раствора выщелачивания в виде гидроксидов используется 15-25 раствор гидроксида аммония. Указанный интервал концентраций является оптимальным, так как при концентрации гидроксида аммония менее 15 наблюдается сильное разбавление раствора и неполное осаждение гидроксидов РЗМ,а концентрация гидроксида аммония более 25 нецелесообразна. Полученный осадок гидроксидов РЗМ в дальнейшем перерастворяется в слабоконцентрированной азотной кислоте для получения более насыщенного по содержанию РЗМ раствора не менее 100 г/дм 3, который затем направляется на осаждение щавелевой кислотой. Более низкое содержание суммы РЗМ в растворе не позволяет проводить процесс осаждения оксалатов с достаточной полнотой. Осадок оксалатов подвергают прокаливанию при 700 С в течение 2 часов с получением концентрата,содержащего 14,9-15,2 оксидов РЗМ. Пример 1. Хвосты обогащения руды месторождения Шалкия, содержащие, г/т 12,9 Р 2 О 3 1,11 2 О 3 7,90 2 О 3 118,91 2 О 3,выщелачивают раствором 100 г/дм 3 24 при ТЖ 14, температуре 182 С в течение 6 часов. Раствор после выщелачивания содержит 18,54 мг/дм 3 суммы редкоземельных металлов. Из раствора осаждают гидроксиды РЗМ добавлением 25 раствора Н 4. Полученный осадок перерастворяют в растворе 50 г/дм 3 3 и затем из раствора осаждают оксалаты РЗМ при рН 1,5 и температуре 80 С щавелевой кислотой. Степень осаждения оксалатов составляет 98 . Осадок оксалатов РЗМ прокаливают при температуре 700 С в течение 2 часов с получением концентрата оксидов РЗМ. Полученный концентрат содержит 14,9 суммы редкоземельных металлов. Пример 2. При переработке выщелачивают хвосты обогащения руды месторождения Шалкия,содержащие, г/т 14,3 РО 3 1,08 2 О 3 8,23 23 119,17 2 О 3, раствором 100 г/дм 3 2 О 420 г/дм 3 О 3 при ТЖ 14, температуре 182 С в течение 6 часов. В растворе после выщелачивания содержится 21,8 мг/дм 3 суммы РЗМ. Осаждение гидроксидов РЗМ проводят введением 25 раствора 4, в дальнейшем осадок гидроксидов РЗМ растворяется в растворе 50 г/дм 3 3. Из полученного раствора осаждают щавелевой кислотой оксалаты РЗМ при рН 1,5 и температуре 80 С. Степень осаждения оксалатов - 98,4 . В прокаленном осадке содержится 15 суммы оксидов РЗМ. Пример 3. Хвосты обогащения руды месторождения Шалкия, содержащие, г/т 13,7 Р 2 О 3 1,29 2 О 3 7,80 2 О 3 118,49 2 О 3 выщелачивают раствором 100 г/дм 3 24 с добавлением пероксида водорода Н 2 О 2,концентрация которого составляет 9 г/дм 3. Процесс выщелачивания проводят при ТЖ 16, температуре 182 С в течение 6 часов, полученный раствор после выщелачивания содержит 22,59 мг/дм 3 суммы РЗМ. Проводят осаждение с получением осадка гидроксидов РЗМ при аналогичных технологических параметрах, как в примере 1, при этом степень осаждения щавелевой кислотой составила 98,5 . Прокаленный осадок содержит 15,2 суммы оксидов РЗМ. Таким образом, предлагаемый способ позволяет извлечь редкоземельные металлы из отходов обогащения свинцово-цинковой руды с получением концентрата оксидов РЗМ, исключая процессы экстракции и реэкстракции, требующие затрат на дорогостоящий экстрагент и оборудование. Перерабатывая отходы обогащения по предлагаемому способу, себестоимость полученного концентрата существенно ниже, чем по прототипу за счет упрощения процесса. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ извлечения редкоземельных элементов из отходов обогащения свинцово-цинковых руд включающий кислотное выщелачивание, выделение редкоземельных элементов из раствора с дальнейшим получением концентрата,отличающийся тем,что выделение редкоземельных элементов проводят осаждением,первоначально гидроксидом аммония концентрацией 15-25 с последующим растворением полученного осадка в слабоконцентрированной азотной кислоте, затем проводят осаждение редкоземельных элементов щавелевой кислотой. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что кислотное выщелачивание проводят в присутствии пероксида водорода.