Способ извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов переработки черносланцевых руд

Изобретение относится к области гидрометаллургии, а именно к способу извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов переработки черносланцевых руд. Способ включает сорбцию ценных компонентов из продуктивных растворов противотоком ионитами при регулируемом pH среды и окислительно-восстановительного потенциала Eh. Сорбцию проводят стадиально ионитами из продуктивных растворов, содержащих уран, молибден, ванадий и редкоземельные элементы. На первой стадии сорбцией на анионите извлекают уран и молибден. На второй стадии сорбцией на анионите извлекают ванадий в присутствии перекиси водорода при Eh 750-800 мВ, pH 1,8-2,0 и при температуре 60°C, причем сорбцию ванадия ведут до полного разрушения перекиси водорода и до понижения Eh ниже 400 мВ. Затем маточники сорбции отправляют на катионит при pH 2,0-2,5 и Eh 300-350 мВ для извлечения редкоземельных элементов. Техническим результатом изобретения является сорбционное концентрирование и селективное отделение урана и молибдена от ванадия, а ванадия от редкоземельных элементов и редкоземельных элементов от железа и алюминия, интенсификация сорбционного процесса, сокращение технологической схемы и возможность использования экологически чистых окислителей. 1 ил., 4 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области гидрометаллургии, а именно, к способам извлечения редких и радиоактивных элементов.

Известен способ концентрирования урана из разбавленных растворов, при котором осуществляют сорбцию урана анионитами, отмывку анионита от примесей, донасыщение анионита ураном путем контакта его с частью уранового десорбата, десорбцию урана кислотно-солевыми растворами и осаждение из товарного десорбата пероскида урана пероксидом водорода (патент RU №2404126, МПК C01G 43/00, опубл. 20.11.2010).

Недостатком способа является невозможность селективного отделения урана от анионных примесей, снижение интенсивности сорбционного процесса.

Известен способ селективного извлечения урана из руд, при котором руду подвергают после измельчения выщелачиванию с получением пульпы при pH 4.2-2.2 и далее при pH 4.6-2.0 процесс выщелачивания совмещают с противоточной сорбцией урана, поддерживая необходимое значение температуры и рН по ходу пульпы. В качестве окислителя используют соединения марганца, десорбцию урана с насыщенного ионита осуществляют сернокислыми растворами (патент RU №2094512 МПК6 С22В 60/02, опубл. 27.10.1997).

Недостатком способа является отсутствие селективного отделения урана от анионных примесей, а введение в качестве окислителя соединений марганца не позволяет удержать ванадий в степени окисления (+IV) и добиться селективного извлечения ценных компонентов (урана и молибдена).

Известен способ извлечения урана, молибдена и ванадия из руд, который включает измельчение и выщелачивание ценных компонентов минеральной кислотой и последующее сорбционное извлечение растворенных урана, молибдена и ванадия из пульпы. Перед выщелачиванием измельченную руду в виде водной пульпы окисляют путем обработки анионитом в OH-форме при pH 8.5-11.6, окислительно-восстановительном потенциале (ОВП) от -50 до +150 мВ при температуре 30-80°C, а выщелачивание и сорбционное извлечение ведут путем добавления в окисленную пульпу серной кислоты до pH 1.5-3.5 и анионита в сульфатной форме (патент RU №2211253, МПК С22В 60/02, опубл. 27.08.2003).

Однако данный способ не позволяет окислять соединения редких металлов в низших степенях из шпенелидов черных сланцев анионитом в OH-форме.

Техническим результатом изобретения является сорбционное концентрирование и селективное отделение урана и молибдена от ванадия, а ванадия от редкоземельных элементов и редкоземельных элементов от железа и алюминия, повышение интенсификации сорбционного процесса, сокращение технологической схемы и использование экологически чистых окислителей.

Технический результат достигается способом извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов переработки черносланцевых руд, включающий сорбцию ценных компонентов противотоком ионитами при регулируемом pH растворов и окислительно-восстановительного потенциала Eh, при этом сорбцию проводят стадиально ионитами из продуктивных растворов, содержащих уран, молибден, ванадий и редкоземельные элементы, на первой стадии сорбцией на анионите извлекают уран и молибден, на второй стадии сорбцией на анионите извлекают ванадий в присутствии перекиси водорода при Eh 750-800 мВ, pH 1,8-2,0 и при температуре 60°C и ведут сорбцию ванадия до полного разрушения перекиси водорода и до понижения Eh ниже 400 мВ, после чего маточники сорбции отправляют на катионит при pH 2,0-2,5 и Eh 300-350 мВ для извлечения редкоземельных элементов.

Предлагаемый способ включает взаимодействие в сорбционной колонне в противотоке с анионитом сложных по солевому составу растворов, причем взаимодействие осуществляется в переменном интервале значений окислительно-восстановительного потенциала (Eh) и величины pH среды, при которых извлекаемые металлы находятся в растворенном состоянии.

Исходный состав раствора, поступающий на сорбционный передел, приведен в табл.1

Таблица 1
pH 1,2 Eh мB 350-450 Солесодержание 220-280 г/л
Компоненты
H2SO4 VO2+ UO22+ MoO22+ РЗЭ3+ PO43- Fe3+ Al3+
Содержание, г/л 15 3,5 0,15 0,20 0,30 2,5 8-12 12-15

Приведенный состав ионных форм элементов в растворе не позволяет выбрать одно свойство и на его основе создать технологию комплексного извлечения и разделения. Для решения этого вопроса необходимо применить ряд комбинированных приемов химии. Известно, что поведение многовалентных ионов элементов в растворах зависит от ионного потенциала, определяемого отношением заряда к ионному радиусу. На рис. сгруппированы свойства редких металлов в зависимости от ионного потенциала. Металлы с ионным потенциалом меньше 3-катионы (с 8-электронной конфигурацией во внешней оболочке). Металлы же с очень высоким ионным потенциалом - более 10, образуют прочные комплексные анионы с ковалентными связями: (PO4)3-, (VO4)3-, UO22+, MoO22+. При ионном потенциале 3-10 располагаются ионы металлов с амфотерными свойствами. Кроме того, известно, что Eh и pH влияют на полиядерность ионных форм и кинетику их взаимного перехода.

Сущность способа извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов переработки черносланцеых руд с извлечением урана, молибдена, ванадия и редкоземельных элементов заключается в том, что на первой стадии сорбции окисление урана и молибдена проводят железом (+III) и ванадием (+IV), а на второй стадии сорбции окисление ванадия (+IV) проводят пероксидом водорода, а сорбцию редкоземельных элементов проводят после разрушения пероксида.

Концентрирование и селективное извлечение урана и молибдена на анионит, перемещаемый противотоком раствору, ведут в условиях, при которых Eh поддерживают вьюститным железом (Fe2+) в пределах 350-400 мB (Fe3+/Fe2+=20:1) и pH 1,0-1,5, ванадий с достаточной надежностью удерживается в растворе в виде пары V4+/V3+, которая предотвращает появление V5+.

Появление ванадия в высшей степени окисления вызываем два нежелательных процесса, с одной стороны, переход ванадия на анионит вместе с ураном и молибденом (нарушается селективность процесса), а с другой стороны, выпадение осадка труднорастворимых комплексных солей железа и ванадия. При снижении Eh менее 350 mB снижается интенсивность сорбционного извлечения, а повышение Eh более 400 mB и pH более 1,6 приводит к выпадению труднорастворимых солей.

Селективное отделение ванадия от редкоземельных элементов достигается за счет введения перекиси водорода (H2O2), играющую роль как окислителя, так и восстановителя. При концентрации H2O2 1,0-1,5 г/л или окислительно-восстановительном потенциале Eh 750-800 мB и pH 1,8-2,0 ванадий извлекается из раствора до содержания 0,008 г/л. В процессе сорбции ванадия при температуре 60°C происходит разрушение пероксида ванадия, перекись водорода удаляется и в растворе понижается Eh до значений менее 400 мB.

Пример осуществления способа.

Берут продуктивный раствор, состав которого приведен в таб.1., проводят противоточную сорбцию в колонке, заполненной анионитом АМ-п в количестве 10 мл при pH 1,2 и Eh 400 мB в динамических условиях и пропускают 1 л. раствора. Маточник сорбции контролируют на содержание урана (U) и молибдена (Mo). Процесс сорбции заканчивают при содержании в маточниках U не более 4 мг/л и Мо 8 мг/л. Смола содержит U 14,5 кг/т и Mo 17,5 кг/т.

Далее маточник сорбции, содержащий 3,5 г/л V2O5, обрабатывают раствором КОН до pH 1,9 и перекисью водорода (H2O2) из расчета 1,0 г/л до Eh 750 мB. Раствор пропускают через новую порцию анионита до остаточного содержания V2O5 в маточниках не более 0,01 г/л. Процесс сорбции проводят при температуре 60°C до полного разрушения H2O2 и понижения Eh менее 400 мB. Маточники сорбции пропускают через катионит Ку-2 при pH 2,0-2,2 и Eh 300-350 мB для извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ). Извлечение Σ РЗЭ составляет около 90%.

Результаты сорбционного извлечения металлов приведены в табл.2, 3, 4

Таблица 2
Результаты сорбционного извлечения и отделения урана и молибдена от ванадия.
Параметр Маточник сорбции Содержание на анионите
Eh, мB pH U Mo V2O5, г/л Fe Al, г/л РЗЭ, г/л CC*, г/л Отношение Fe3+/Fe2+, г/л U Мо
мг/л Изв-е, % мг/л Изв-е, % Fe3+, г/л Fe2+, г/л кг/т % кг/т %
350 1,2 15,0 90,0 26,0 89,6 3,5 5,2 0,5 9,2 0,31 141 10,4 13,5 90 17,4 87
400 1,2 4,0 97,4 24,0 90,4 3,5 5,3 0,28 9,1 0,25 150 18,9 14,6 97,3 17,6 88
450 1,2 2,0 98,7 21,0 91,6 3,5 5,3 0,25 9,0 0,26 140 21,0 14,8 98,6 17,9 89,5
400 1,0 12,0 92,0 25,0 90,6 3,5 5,2 0,20 9,1 0,25 143 26,0 13,8 92,0 17,5 87,5
400 1,25 3,0 98,0 21,0 91,6 3,5 5,2 0,22 9,0 0,24 155 23,6 14,7 98,0 17,9 89,5
400 1,5 1,0 99,3 18,0 92,8 3,5 5,2 0,23 9,2 0,23 150 22,6 14,9 99,3 18,2 91
*CC - солесодержание
Таблица 3
Результаты сорбционного извлечения и отделения ванадия от редкоземельных элементов (РЗЭ)
Исходный раствор Маточник сорбции Содержание на анионите
Параметр H2O2, г/л V РЗЭ, г/л Fe Al, г/л P, г/л CC*, г/л V2O5
Eh, мB pH мг/л Изв-е, % Fe3+, г/л Fe2+, г/л кг/т %
700 1,8 1,0 0,009 97,3 0,22 5,3 0,001 9,1 2,41 140 349,1 99,7
750 1,8 1,5 0,006 98,1 0,21 5,3 0,002 9,0 2,34 150 349,4 99,8
800 1,8 2,0 0,005 99,0 0,22 5,3 - 9,0 2,42 142 349,5 99,85
750 1,6 2,0 0,008 97,3 0,22 5,3 0,001 9,1 2,45 138 349,2 99,7
750 1,8 2,0 0,006 98,1 0,22 5,3 - 9,2 2,35 139 349,4 99,82
750 2,0 2,0 0,005 99,0 0,22 5,3 - 9,0 2,28 138 349,5 99,85
CC* - солесодержание
Таблица 4
Результаты сорбционного извлечения и отделения РЗЭ
Eh, мB pH Маточник сорбции Содержание на анионите
РЗЭ Fe H2O2, г/л РЗЭ
мг/л Изв-е, % Fe3+, г/л Fe2+, г/л кг/т %
300 2,0 18 92.0 5,1 0,21 - 20,2 92.0
350 2,0 22 90.0 5,0 0,18 - 19,8 90.0
400 2,0 26 88.0 5,0 0,20 - 19,4 88.0

Способ извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов переработки черносланцевых руд, включающий сорбцию ценных компонентов противотоком ионитами при регулируемом pH среды и окислительно-восстановительного потенциала Eh, при этом сорбцию проводят стадиально ионитами из продуктивных растворов, содержащих уран, молибден, ванадий и редкоземельные элементы, на первой стадии сорбцией на анионите извлекают уран и молибден, на второй стадии сорбцией на анионите извлекают ванадий в присутствии перекиси водорода при Eh 750-800 мВ, pH 1,8-2,0 и при температуре 60°C, причем сорбцию ванадия ведут до полного разрушения перекиси водорода и до понижения Eh ниже 400 мВ, после чего маточники сорбции отправляют на катионит при pH 2,0-2,5 и Eh 300-350 мВ для извлечения редкоземельных элементов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области извлечения ценных веществ - алюминия, ванадия, урана, молибдена и редкоземельных металлов из черносланцевых руд. Способ переработки черносланцевых руд включает измельчение, противоточное двухстадиальное выщелачивание раствором серной кислоты при нагревании, разделение образующихся после выщелачивания пульп на обеих стадиях фильтрованием.

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для извлечения редких металлов из бедных, упорных, ультрадисперсных руд. Способ переработки черносланцевых руд с извлечением редких металлов включает выщелачивание руды раствором серной кислоты с растворением редких металлов.
Изобретение относится к технологии переработки химических концентратов природного урана (ХКПУ), включающей выщелачивание (растворение) концентрата и экстракцию урана с использованием трибутилфосфата (ТБФ) в углеводородном разбавителе.

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для извлечения урана из продуктивных растворов и пульп, в частности, для получения концентратов природного урана при сернокислотном подземном выщелачивании с использованием нитратно-сернокислотной десорбции сорбента.

Изобретение относится к гидрометаллургии урана и может быть использовано для извлечения урана из руд. .

Изобретение относится к области переработки урансодержащего сырья и может быть использовано при гидрометаллургической переработке урановых руд. .
Изобретение относится к способам извлечения америция в виде диоксида америция из растворов. .

Изобретение относится к способу комплексной переработки углерод-кремнеземистых черносланцевых руд, содержащих ванадий, уран, молибден, редкоземельные элементы (РЗЭ).

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к способу извлечения урана из сернокислотных растворов и пульп. .
Изобретение относится к области химической технологии неорганических веществ и может быть использовано для получения тетрафторида урана. .

Изобретение относится к области извлечения ценных веществ - алюминия, ванадия, урана, молибдена и редкоземельных металлов из черносланцевых руд. Способ переработки черносланцевых руд включает измельчение, противоточное двухстадиальное выщелачивание раствором серной кислоты при нагревании, разделение образующихся после выщелачивания пульп на обеих стадиях фильтрованием.

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для извлечения редких металлов из бедных, упорных, ультрадисперсных руд. Способ переработки черносланцевых руд с извлечением редких металлов включает выщелачивание руды раствором серной кислоты с растворением редких металлов.

Изобретение относится к способу переработки фосфогипса. .

Изобретение относится к способу переработки фосфогипса. .
Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способу количественного определения церия в стали и сплавах. .
Изобретение относится к составу и способу получения твердого экстрагента для извлечения скандия из сернокислых растворов. .

Изобретение относится к гидрометаллургической переработке минерального сырья, в частности к скандийсодержащим «хвостам», полученным при обогащении титаномагнетитовых руд методом мокрой магнитной сепарации.
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к комплексной переработке красных шламов глиноземного производства. .

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано в технологии получения редкоземельных металлов из низкоконцентрированного или вторичного сырья на стадии извлечения и разделения суммы лантаноидов.

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для извлечения редких металлов из бедных, упорных, ультрадисперсных руд. Способ переработки черносланцевых руд с извлечением редких металлов включает выщелачивание руды раствором серной кислоты с растворением редких металлов.

Изобретение относится к области гидрометаллургии, а именно к способу извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов переработки черносланцевых руд. Способ включает сорбцию ценных компонентов из продуктивных растворов противотоком ионитами при регулируемом pH среды и окислительно-восстановительного потенциала Eh. Сорбцию проводят стадиально ионитами из продуктивных растворов, содержащих уран, молибден, ванадий и редкоземельные элементы. На первой стадии сорбцией на анионите извлекают уран и молибден. На второй стадии сорбцией на анионите извлекают ванадий в присутствии перекиси водорода при Eh 750-800 мВ, pH 1,8-2,0 и при температуре 60°C, причем сорбцию ванадия ведут до полного разрушения перекиси водорода и до понижения Eh ниже 400 мВ. Затем маточники сорбции отправляют на катионит при pH 2,0-2,5 и Eh 300-350 мВ для извлечения редкоземельных элементов. Техническим результатом изобретения является сорбционное концентрирование и селективное отделение урана и молибдена от ванадия, а ванадия от редкоземельных элементов и редкоземельных элементов от железа и алюминия, интенсификация сорбционного процесса, сокращение технологической схемы и возможность использования экологически чистых окислителей. 1 ил., 4 табл., 1 пр.

Наверх