Способ извлечения редкоземельных элементов из урансодержащих растворов

(51) 22 59/00 (2010.01) 01 17/00 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при комплексной переработке урансодержащих руд. Предложен способ извлечения редкоземельных элементов из урансодержащих растворов,включающий восстановление железа до двухвалентного состояния сульфитом натрия,сорбцию редкоземельных элементов из раствора с последующей десорбцией, экстракцию ди-2 этилгексилфосфорной кислотой, твердофазную реэкстракцию с получением осадка, последующий обжиг осадка с получением концентрата редкоземельных элементов. Технический результат изобретения - снижение расхода экстрагента при получении концентрата редкоземельных элементов.(72) Бектурганов Нуралы Султанович Суркова Татьяна Юрьевна Юлусов Султан Балтабаевич Дуленин Алексей Петрович Гущин Анатолий Петрович(73) Акционерное общество Центр наук о земле,металлургии и обогащения Акционерное общество Фонд науки(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ УРАНСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при комплексной переработке урансодержащих руд. Известен способ извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) из сернокислых растворов от выщелачивания моноцитового концентрата,который включает его разбавление (110) и осаждение двойных солей РЗЭ аммиаком при рН-6. Недостатком данного способа является применение его только для концентрированных по РЗЭ растворов (Химия и технология редких и рассеянных элементов. Часть/ Под ред. Большакова К.А, - М. Высшая школа. 1976. с.9596). Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ извлечения скандия из сернокислотных растворов после выделения из них урана. Извлечение ведут экстракцией раствором ди-2-этилгексилфосфорной кислоты (Д 2 ЭГФК) в керосине с добавлением 4 нонилового спирта. Предварительно 3 2 восстанавливают дометаллической стружкой для исключения его перехода в органическую фазу вместе со скандием. Экстракцию проводят в три ступени, что обеспечивает практически полный переход скандия в органическую фазу. Твердофазную реэкстракцию скандия из органической фазы проводят 2,5 М раствором. Полученный в процессе твердофазной реэкстракции осадок, отделяют и прокаливают с получением концентрата скандия (Химия и технология редких и рассеянных элементов. Часть/ Под ред. Большакова К.А, - М Высшая школа. 1976. с. 34). Недостатком данного способа при извлечении редкоземельных элементов из растворов с низким их содержанием является большой суммарный расход экстрагента. Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение расхода экстрагента при получении концентрата редкоземельных элементов. Это достигается в способе извлечения редкоземельных элементов из урансодержащих растворов,включающем восстановление железа до двухвалентного состояния, экстракцию ди-2-этилгексилфосфорной кислотой,твердофазную реэкстракцию с получением осадка, последующий обжиг осадка с получением концентрата редкоземельных элементов, в котором восстановление железа до двухвалентного состояния осуществляют сульфитом натрия а перед экстракцией проводят сорбцию редкоземельных элементов из раствора с последующей десорбцией. Предлагаемый способ получения концентрата РЗЭ предусматривает восстановление 3 до 2 сульфитом натрия и последовательное использование процессов сорбции и экстракции. В известном способе при восстановлении железа металлической стружкой последняя окисляется,восстанавливая ионы трехвалентного железа,находящиеся в растворе, до двухвалентного состояния. Совместно с металлическим железом(железная стружка) окисляются и переходят в раствор в виде ионов примеси - медь, никель и др.,которые сорбируются вместе с редкоземельными элементами, снижая емкость сорбентов по РЗЭ. В предлагаемом способе в качестве восстановителя используют сульфит натрия,который,являясь химическим реагентом,практически не содержит примесей,что способствует использованию емкости сорбента исключительно для сорбции редкоземельных элементов, и , как следствие, повышается степень извлечения редкоземельных элементов в процессе сорбции. Кроме того, цена сульфита натрия сопоставима с ценой металлической стружки. Применение первоначально сорбции для извлечения РЗЭ способствует их концентрации в растворе и последующая экстракция из более концентрированных по РЗЭ растворов может проводиться в одну ступень в отличие от прототипа,что позволяет значительно снизить расход экстрагента. Учитывая, что стоимость ионитов,используемых для сорбции РЗЭ, значительно ниже стоимости экстрагентов, себестоимость концентрата РЗЭ, полученного по предлагаемому способу,значительно ниже, чем по прототипу. Примеры осуществления способа Пример 1. Перерабатывали 10 л промышленного раствора кучного выщелачивания урановых руд после сорбционного выделения урана следующего состава, мг/дм 3 -4,89 Се - 8,76 - 2,29 - 1,67-2,89 3-3,8 г/дм. Восстановление железа проводили сульфитом натрия, после чего раствор подвергли сорбции в динамическом режиме на смоле КУ- 2-8 н в колонке объемом 0,5 л. Степень сорбции редкоземельных элементов составила 93(при восстановлении железной стружкой 89). Десорбцию вели азотной кислотой концентрации 120 г/дм 3. Полученный десорбат в количестве 3 л отправляли на экстракцию. Экстракцию вели в одну ступень раствором ди-2-этилгексилфосфорной кислоты в керосине при отношении ОВ, равном 110, а твердофазную реэкстракцию - раствором гидроксида натрия при ОВ, равном 31. Степень экстракции составила 97. Полученный после твердофазной реэкстракции осадок представляет собой сумму гидроксидов редкоземельных элементов, из которого после обжига получают концентрат в виде оксидов редкоземельных элементов. Пример 2 (по прототипу). 10 л промышленного раствора кучного выщелачивания урановых руд после сорбционного выделения урана следующего состава, мг/дм 3-4,459 Се - 8,41 - 2,001 1,552 - 2,4653-3,8 г/дм 3 восстановили до 2 железной стружкой и подвергли трехстадийной экстракции раствором ди-2-этилгексилфосфорной кислоты в керосине. В качестве реэкстрагента использовали гидроксид натрия. На первой стадии экстракции степень извлечения суммы РЗЭ составила 15, на второй 25, на третьей - 60. Процесс вели при отношении 0 В на первой стадии 110, на второй и третьей - 18. 2 Последующий обжиг полученного осадка - суммы гидроксидов редкоземельных элементов - позволил получить их концентрат в виде оксидов. Из приведенных примеров видно, что расход экстрагента (Ди-2-ЭГФК) в заявляемом способе значительно ниже, чем в прототипе, так как в первом примере используется один объем экстрагента, а во втором - три. Учитывая, что стоимость ионита КУ- 2-8 н, используемого при сорбции в первом примере, ниже по сравнению с экстрагентом ди-2-этилгексилфосфорной кислотой,себестоимость полученного концентрата РЗЭ в первом примере ниже по сравнению со вторым. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ извлечения редкоземельных элементов из урансодержащих растворов, включающий восстановление железа до двухвалентного состояния, экстракцию ди-2-этилгексилфосфорной кислотой,твердофазную реэкстракцию с получением осадка, последующий обжиг осадка с получением концентрата редкоземельных элементов, отличающийся тем, что восстановление железа ведут сульфитом натрия, а перед экстракцией проводят сорбцию редкоземельных элементов из раствора с последующей десорбцией.