Способ извлечения редкоземельных элементов из углей и золошлаковых отходов от их сжигания

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ минеральных части углей, т.е. золошлаковых отходов от их сжигания. Концентрация наиболее ценных компонентов весьма невысока, а извлечение их представляет собой длительный и трудоемкий многостадийный процесс. Предложен способ извлечения редкоземельных элементов, включающий измельчение исходного материала и его обработку выщелачивающим раствором при нагревании,в котором выщелачивание проводят раствором активированной путем электролиза воды с добавкой 50-ной серной кислоты в количестве 3-10 в соотношении ТЖ 11 и температуре 40-80 С. Использование активированной путем электролиза воды с добавлением 50-ной серной кислоты в количестве 3-10 позволяет повысить степень перехода РЗЭ в раствор и получить РЗЭ высокого качества. Использование предлагаемого способа извлечения редкоземельных элементов из углей и золошлаковых отходов от их сжигания позволит значительно удешевить процесс и повысить содержание РЗЭ в растворе до 99,9.(72) Батькаев Рашид Ибрагимович Протопопов Анатолий Всеволодович Батькаева Лия Рашидовна Батькаева Нелли Рашидовна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения ЮжноКазахстанский государственный университет имени М. Ауезова Министерства образования и науки Республики Казахстан азастан Республикасы Блм жне ылым министрлгн М. уезов атындаы Отстк азастан мемлекеттк университет шаруашылы жргзу ыындаы республикалы мемлекеттк кспорны(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ УГЛЕЙ И ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ ОТ ИХ СЖИГАНИЯ Изобретение относится к области гидрометаллургии, конкретно к извлечению ценных элементов,включая редкоземельные,из минеральной части углей, т.е. золошлаковых отходов. Концентрация наиболее ценных компонентов весьма невысока, а извлечение их представляет собой длительный и трудоемкий многостадийный процесс. Основным методом переработки углей и золошлаковых отходов является вскрытие их кислотными реагентами, в качестве которых могут использоваться как минеральные кислоты, так и органические. Известен способ сернокислотного выщелачивания редких и редкоземельных элементов обработкой золы раствором серной кислоты с добавкой в раствор хлорида натрия в количестве 0,5-25 г/л для интенсификации процесса. Процесс проводят при концентрации серной кислоты 50-300 г/л, соотношении ТЖ 1 (4-10) и температуре 18-90 С. Извлечение может быть осуществлено в реакторе с мешалкой за время 1-6 часов или в режиме кучного выщелачивания Патент России 213839. Способ подготовки золыуноса от сжигания углей для использования в качестве строительных материалов. Опуб. 05.25.2005 г. Недостатком данного способа является использование высокой концентрации серной кислоты, высокие соотношения ТЖ, что ведет к повышенному содержанию водной фазы, и высокая температура процесса, что ведет к увеличению себестоимости проводимого процесса. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения редкоземельных элементов из зольных остатков бурого угля, включающий измельчение и разложение серной кислотой с концентрацией 150500 г/л при температуре 85-110 С и перемешивании с последующим разделением фаз и получением фильтрата Патент России 2094374. Опубл. 27.10.1997 г Недостатком данного способа является высокое соотношение твердой фазы к жидкой ТЖ 1 (4-7) и продолжительность процесса не менее 6 часов. Дополнительно для промывки осадка после фильтрации используют разбавленный раствор соляной кислоты. Задачей настоящего изобретения является разработка способа извлечения редкоземельных элементов из углей и золошлаковых отходов от их сжигания, обеспечивающего снижение расхода неорганических кислот, сокращение времени процесса и повышение степени извлечения РЗЭ в раствор. Технический результат, который может быть достигнут при использовании предлагаемого изобретения, заключается в извлечении РЗЭ из углей и золошлаковых отходов от их сжигания с получением более обогащенного раствора при минимальных энергозатратах. Поставленная задача решается тем, что в способе извлечения РЗЭ из углей и золошлаковых отходов 2 от их сжигания, включающем измельчение исходного материала и его обработку выщелачивающим раствором, содержащим серную кислоту, согласно изобретению, выщелачивание проводят раствором активированной путем электролиза, воды с добавлением 50-ной серной кислоты в количестве 3-10 при соотношении ТЖ 11. Использование активированной путем электролиза воды с добавлением 50-ной серной кислоты в количестве 3-10 позволяет повысить степень перехода РЗЭ в раствор и получить РЗЭ высокого качества в растворе. Новизной предлагаемого способа является использование для извлечения редкоземельных элементов из углей растворов на основе активированной воды с добавлением серной кислоты. Активированная вода - это обыкновенная вода,обработанная пульсирующим электрическим током постоянного направления. В активированной воде структурная сетка водородных связей разрыхляется,молекулы воды обретают дополнительные степени свободы, что позволяет использовать е как активный реагент в различных производствах. При активации воды происходит разрушение кластерных структур, что способствует насыщению воды мономолекулами. Суть активации воды заключается в разрушении кластерных структур,что способствует насыщению воды мономолекулами. Кластер активированной воды содержит 5-6 молекул (обычная вода 13-16 молекул). Такая вода считается более активной по биофизическим и биологическим показателям. Указанная совокупность признаков является новой, неизвестной из уровня техники и решает поставленную задачу. Сущность заявляемого способа может быть пояснена следующими примерами. Пример 1. 100 г бурого угля загружают в обогреваемый реактор. В реактор заливают 100 мл активированной путем электролиза воды с добавкой 50-ной серной кислоты в количестве 3. Температура в реакторе поддерживалась не более 40 С. Процесс выщелачивания РЗЭ происходит при соотношении ТЖ 11 в течение 2,0 часа при постоянном перемешивании. Образовавшуюся пульпу профильтровывают, а в растворе определяют общее количество РЗЭ. В раствор перешло РЗЭ 97,9. Пример 2. 100 г бурого угля загружают в обогреваемый реактор,заливают 100 мл активированной путем электролиза воды с добавкой 50-ной серной кислоты в количестве 6. Температура в реакторе поддерживалась не более 60 С при постоянном перемешивании. Процесс выщелачивания РЗЭ происходит при соотношении ТЖ 11 в течение 2,0 часа при постоянном перемешивании. Образовавшуюся пульпу профильтровывают, а в растворе определяют общее количество РЗЭ. В раствор перешло РЗЭ 98,9. Пример 3. Осуществляют аналогично примерам 1 и 2 при использовании в качестве выщелачивающего раствора 100 мл активированной путем электролиза воды с добавкой 50-ной серной кислоты в количестве 10. Процесс выщелачивания РЗЭ происходит при соотношении ТЖ 11 в течение 2,0 часа при постоянном перемешивании и температуре в реакторе 80 С. Образовавшуюся пульпу профильтровывают, а в растворе определяют общее количество РЗЭ. В раствор перешло РЗЭ 99,9. Таким образом, использование данного способа извлечения редкоземельных элементов из углей и золошлаковых отходов от их сжигания позволит значительно удешевить процесс и повысить содержание РЗЭ в растворе до 99,9. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ извлечения редкоземельных элементов из углей и золошлаковых отходов от их сжигания,включающий измельчение исходного материала и его обработку при нагревании выщелачивающим раствором,содержащим серную кислоту,отличающийся тем, что обработку исходного материала проводят раствором на основе активированной путем электролиза воды с добавкой 50-ной серной кислоты в количестве 3-10,причем процесс осуществляют при соотношении ТЖ 11 и температуре 40-80 С.