ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Переработка монацита из "Химия и технология редких и рассеянных элементов. Ч.2" Сернокислотному методу разложения монацита посвящено много работ. Есть несколько вариантов, отличающихся один от другого количеством применяемой кислоты и температурным режимом. Промышленное применение нашли два варианта 1) при 230—250° и расходе концентрированной кислоты 1,5—2,5 на 1 т концентрата, 2) при 140—160° и расходе кислоты 1,2—1,4 т на 1 т концентрата. В первом случае при последующем водном выщелачивании в раствор переходят одновременно и РЗЭ и торий, по второму варианту РЗЭ остаются в осадке. [c.96] Более широко в промышленности распространен первый вариант [35]. По этому варианту измельченный до 100—200 меш концентрат вносят в концентрированную серную кислоту, взятую из расчета 1,5— 2,5 т на 1 т концентрата (250—300% по отношению к теоретически необходимому количеству) и нагретую до 230—250°. Соблюдение температурного режима оказывает в дальнейшем существенное влияние на полноту перехода в раствор РЗЭ и ТЬ. При повышении температуры в спеке образуется практически нерастворимый в сернокислых растворах безводный пирофосфат тория ТИР О , остающийся при дальнейшей обработке в кеке вместе с отвальными продуктами. С понижением температуры уменьшается степень извлечения РЗЭ [36, 37]. [c.96] Сульфатизация длится 2—4 ч в стальных или чугунных аппаратах периодического действия, снабженных мешалками, или во вращающихся трубчатых аппаратах с автоматической подачей кислоты и концентрата и непрерывной выгрузкой продукта. Пары ЗОз улавливаются скрубберами или электрофильтрами. Для удаления выделяющегося радиоактивного газа торона необходима хорошая вентиляционная система. Все операции с материалами, содержащими торий, проводят в герметичной аппаратуре. Тщательно контролируют состав воздуха. Продукты, содержащие торий, перевозят и хранят в металлических контейнерах [38]. [c.96] Полученные гидроокиси переводят прокаливая, в окислы. Из раствора, содержащего торий (до 50%от исходного содержания в концентрате) и большую часть иттриевых элементов, выделяют оксалаты, вводя щавелевую кислоту при 80°. Осадок оксалатов — 90%-ный ториевый концентрат (в расчете на ТЬОг), содержащий 10% Ьп20з- Существенный недостаток метода — размазывание тория по фракциям. Более четко РЗЭ от тория отделяют с помощью двойных сульфатов состава ЫН4[Ьп(504)21, нейтрализуя аммиаком разбавленные (1 10) растворы сульфатов до pH 0,6. Полученный таким путем осадок содержит 60— 70% РЗЭ и 3—5% ТЬ. Из раствора, обогащенного торием, при дальнейшей нейтрализации до pH 1,8 выделяют концентрат, в котором ТЬ РЗЭ = 2 3 [40]. [c.97] Раствор Naa 204 возвращают в процесс, сокращая до 15% потерю дорогостоящей щавелевой кислоты. Прокаливая гидроокиси, получают смесь окислов РЗЭ и тория. После растворения в 8 н. HNO3 отделяют торий, экстрагируя трибутилфосфатом. Основной недостаток метода — большой расход дорогостоящей щавелевой кислоты [41]. На рис. 24 представлено несколько вариантов сернокислотной переработки монацита [35]. [c.99] Щелочные методы. Щелочные методы разложения монацита, в частности сплавление и обработка растворами NaOH, предложены давно. Но из-за большого расхода дорогостоящих реагентов они долгое время не находили промышленного применения. [c.99] В настоящее время щелочное разложение монацита, основанное на обработке раствором NaOH, осуществляется в промышленных масштабах в США, Англии, Бразилии, Индии. [c.99] По технологической схеме, принятой в США, тонкоизмельченный (до 300 меш) монацитовый концентрат обрабатывают при непрерывном перемешивании 45%-ным раствором NaOH (300% по отношению к теоретически необходимому количеству) при 140—150° 3—4 ч. Процесс проводят в реакторах из нержавеющей стали или в автоклавах с никелевой футеровкой, снабженных мешалками и внешним обогревом. Вскрытие монацита достигает 96,5%. [c.99] Исследования, проведенные в Советском Союзе, показали, что можно сократить расход дорогостоящей NaOH вдвое при увеличении вскрытия до 99,9%, если разлагать в две стадии в обогреваемых шаровых мельницах [42]. В предложенном варианте измельчение и разложение совмещают, и тонкое измельчение исходного концентрата становится излишним. На первой стадии разложения расходуется 75% NaOH по отношению к массе концентрата. Образующиеся гидроокиси обрабатывают соляной кислотой. Неразложившиеся после кислотной обработки остатки от 10 партий вторично обрабатывают щелочью. [c.99] Продукт разложения монацита разбавляют водой. Чтобы перевести в раствор образовавшийся NaaP04, пульпу нагревают час при 100—110°. При 80° С отфильтровывают гидроокиси на непрерывных вакуум-фильтрах или чугунных фильтр-прессах. [c.99] Перерабатывать гидроокиси можно несколькими способами (рис. 25). По одному из вариантов, смесь гидроокисей обрабатывают при 70—80° соляной кислотой до pH 3,5—4, чтобы перевести в раствор РЗЭ. Нерастворившуюся гидроокись тория отфильтровывают на фильтр-прессах. В фильтрате содержатся РЗЭ (практически без тория), которые можно в дальнейшем выделить либо в виде смеси хлоридов, упаривая раствор, либо осадить в виде гидроокисей или карбонатов [35]. По другому варианту, осуществляемому на одном из заводов США, осадок гидроокисей растворяют в небольшом избытке (25%) концентрированной соляной кислоты. Доводят pH раствора до 5,8, в результате 99,7% ТЬ выпадает в виде гидроокиси ТЬ(0Н)4 гидроокиси РЗЭ при таком pH не выпадают. С торием соосаждаются уран (99,3%), железо, титан, остатки фосфора и 3% РЗЭ. Осадок растворяют в НЫОз. С помощью ТБФ экстрагируют уран и торий РЗЭ извлекают из рафината [35]. РЗЭ выделяют из раствора дальнейшей нейтрализацией. Получается концентрат, содержащий 73% ЬпзОз и 0,05% ТЬО . [c.101] Предложено выделять из смеси гидроокисей сначала церий и торий. С этой целью окисляют церий, высушивая гидроокиси на воздухе или действуя хлором, пропускаемым во взмученную в воде смесь. Соляной кислотой при определенном pH переводят в раствор РЗЭ без церия и тория. Разделять торий и церий рекомендуется, восстанавливая церий метанолом и глюкозой, после перевода в раствор обоих элементов торий при этом выпадает в осадок, в растворе остается церий [35]. [c.101] елочной метод дороже сернокислотного им можно перерабатывать только высокосортные монацитовые концентраты. Тем не менее метод прочно вошел в практику благодаря возможности относительно простым путем получать более чистые концентраты РЗЭ с хорошим извлечением. [c.101] При соблюдении рекомендуемых условий обжига получается пористая масса, легко растворимая в разбавленных серной и азотной кислотах. Из кислого раствора РЗЭ предложено выделять в виде фторидов, оксалатов или двойных сульфатов с натрием [44]. [c.103] Вернуться к основной статье