способ извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов переработки черносланцевых руд

Классы МПК:C22B34/22 получение ванадия
C22B34/34 получение молибдена
C22B60/02 получение тория, урана или других актиноидов
C22B59/00 Получение редкоземельных металлов
C22B3/24 адсорбцией на твердых веществах, например экстракцией твердыми смолами
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Товарищество с ограниченной ответственностью "Фирма "Балауса" (KZ),
Козлов Владиллен Александрович (KZ)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-11-24
публикация патента:

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.

способ извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов   переработки черносланцевых руд, патент № 2493279

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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 1,2Eh мB 350-450 Солесодержание 220-280 г/л
Компоненты
способ извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов   переработки черносланцевых руд, патент № 2493279 H2SO4 VO2+UO 2способ извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов   переработки черносланцевых руд, патент № 2493279 2+MoO2способ извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов   переработки черносланцевых руд, патент № 2493279 2+РЗЭ3+ PO4способ извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов   переработки черносланцевых руд, патент № 2493279 3-Fe3+ Al3+
Содержание, г/л15 3,50,150,20 0,302,5 8-1212-15

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-, UO2способ извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов   переработки черносланцевых руд, патент № 2493279 2+, MoO2способ извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов   переработки черносланцевых руд, патент № 2493279 2+. 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+/Fe 2+=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 (H2 O2), 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 (H2O 2) из расчета 1,0 г/л до Eh 750 мB. Раствор пропускают через новую порцию анионита до остаточного содержания V2 O5 в маточниках не более 0,01 г/л. Процесс сорбции проводят при температуре 60°C до полного разрушения H 2O2 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 способ извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов   переработки черносланцевых руд, патент № 2493279 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, мBpH UMo V2O5, г/л FeAl, г/л РЗЭ, г/лCC*, г/л Отношение Fe3+/Fe 2+, г/лU Мо
мг/л Изв-е, %мг/лИзв-е, %Fe3+, г/л Fe2+, г/лкг/т %кг/т%
3501,2 15,090,026,0 89,63,5 5,20,59,2 0,31141 10,413,590 17,487
4001,2 4,097,424,0 90,43,5 5,30,289,1 0,25150 18,914,697,3 17,688
4501,2 2,098,721,0 91,63,5 5,30,259,0 0,26140 21,014,898,6 17,989,5
4001,0 12,092,025,0 90,63,5 5,20,209,1 0,25143 26,013,892,0 17,587,5
4001,25 3,098,021,0 91,63,5 5,20,229,0 0,24155 23,614,798,0 17,989,5
4001,5 1,099,318,0 92,83,5 5,20,239,2 0,23150 22,614,999,3 18,291
*CC - солесодержание

Таблица 3
Результаты сорбционного извлечения и отделения ванадия от редкоземельных элементов (РЗЭ)
Исходный растворМаточник сорбции Содержание на анионите
Параметр H2O2, г/л VРЗЭ, г/л FeAl, г/л P, г/лCC*, г/л V2O5
Eh, мBpH мг/лИзв-е, % Fe3+, г/лFe2+, г/лкг/т%
7001,8 1,00,009 97,30,225,3 0,0019,1 2,41140349,1 99,7
750 1,81,5 0,00698,10,21 5,30,002 9,02,34150 349,499,8
8001,8 2,00,00599,0 0,225,3 -9,02,42 142349,5 99,85
750 1,62,00,008 97,30,22 5,30,0019,1 2,45138 349,299,7
7501,82,0 0,00698,1 0,225,3- 9,22,35 139349,499,82
7502,0 2,00,005 99,00,225,3 -9,0 2,28138349,5 99,85
CC* - солесодержание

Таблица 4
Результаты сорбционного извлечения и отделения РЗЭ
Eh, мB pHМаточник сорбции Содержание на анионите
РЗЭFe H2O2, г/л РЗЭ
мг/л Изв-е, %Fe3+, г/л Fe2+, г/лкг/т %
300 2,01892.0 5,10,21 -20,292.0
3502,0 2290.0 5,00,18- 19,890.0
4002,0 2688.05,0 0,20- 19,488.0

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2493279

patent-2493279.pdf

Класс C22B34/22 получение ванадия

способ извлечения металлов из потока, обогащенного углеводородами и углеродистыми остатками -  патент 2528290 (10.09.2014)
способ получения пентаоксида ванадия из ванадийсодержащего шлака. -  патент 2515154 (10.05.2014)
способ получения пентаоксида ванадия -  патент 2497964 (10.11.2013)
способ переработки черносланцевых руд -  патент 2493273 (20.09.2013)
способ переработки черносланцевых руд с извлечением редких металлов -  патент 2493272 (20.09.2013)
способ извлечения ванадия из кислых растворов -  патент 2492254 (10.09.2013)
способ комплексной переработки углерод-кремнеземистых черносланцевых руд -  патент 2477327 (10.03.2013)
способ регенерации металлов из тяжелых продуктов гидропереработки -  патент 2469113 (10.12.2012)
способ получения оксида ванадия -  патент 2454369 (27.06.2012)
способ выщелачивания металлов, преимущественно ванадия, из шлака -  патент 2453619 (20.06.2012)

Класс C22B34/34 получение молибдена

способ извлечения молибдена из техногенных минеральных образований -  патент 2529142 (27.09.2014)
устройство для производства мо-99 -  патент 2516111 (20.05.2014)
способ комплексной переработки хвостов флотационного обогащения молибденовольфрамовых руд -  патент 2509168 (10.03.2014)
способ извлечения молибдена из вольфрамсодержащих растворов -  патент 2505612 (27.01.2014)
способ извлечения молибдена и церия из отработанных железооксидных катализаторов дегидрирования олефиновых и алкилароматических углеводородов -  патент 2504594 (20.01.2014)
способ рекуперации молибдата или вольфрамата из водных растворов путем адсорбции -  патент 2501872 (20.12.2013)
способ переработки молибденитовых концентратов -  патент 2493280 (20.09.2013)
способ переработки черносланцевых руд с извлечением редких металлов -  патент 2493272 (20.09.2013)
способ извлечения молибдена из кислых разбавленных растворов сложного состава -  патент 2477329 (10.03.2013)
способ переработки низкосортных молибденитовых концентратов -  патент 2477328 (10.03.2013)

Класс C22B60/02 получение тория, урана или других актиноидов

способ переработки кремнийсодержащего химического концентрата природного урана -  патент 2517633 (27.05.2014)
способ извлечения урана из маточных растворов -  патент 2516025 (20.05.2014)
способ подготовки урансодержащего сырья к экстракционной переработке -  патент 2514557 (27.04.2014)
способ извлечения америция из отходов -  патент 2508413 (27.02.2014)
способ получения металлического урана -  патент 2497979 (10.11.2013)
способ переработки черносланцевых руд -  патент 2493273 (20.09.2013)
способ переработки черносланцевых руд с извлечением редких металлов -  патент 2493272 (20.09.2013)
способ переработки химического концентрата природного урана -  патент 2490348 (20.08.2013)
способ извлечения концентрата природного урана из сернокислых растворов подземного выщелачивания и установка для его осуществления -  патент 2489510 (10.08.2013)
способ извлечения урана из руд -  патент 2485193 (20.06.2013)

Класс C22B59/00 Получение редкоземельных металлов

способ извлечения редкоземельных элементов из экстракционной фосфорной кислоты при переработке хибинских апатитовых концентратов -  патент 2528692 (20.09.2014)
способ извлечения редкоземельных металлов и получения строительного гипса из фосфогипса полугидрата -  патент 2528576 (20.09.2014)
способ извлечения редкоземельных металлов и получения строительного гипса из фосфогипса полугидрата -  патент 2528573 (20.09.2014)
способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса -  патент 2526907 (27.08.2014)
способ переработки лопаритового концентрата -  патент 2525951 (20.08.2014)
способ извлечения редкоземельных элементов из экстракционной фосфорной кислоты -  патент 2525947 (20.08.2014)
способ переработки фосфогипса -  патент 2525877 (20.08.2014)
способ вскрытия перовскитовых концентратов -  патент 2525025 (10.08.2014)
способ извлечения редкоземельных элементов из гидратно-фосфатных осадков переработки апатита -  патент 2524966 (10.08.2014)
способ очистки фосфатно-фторидного концентрата рзэ -  патент 2523319 (20.07.2014)

Класс C22B3/24 адсорбцией на твердых веществах, например экстракцией твердыми смолами

способ разделения платины (ii, iv), родия (iii) и никеля (ii) в хлоридных растворах -  патент 2527830 (10.09.2014)
способ извлечения редкоземельных элементов из экстракционной фосфорной кислоты -  патент 2525947 (20.08.2014)
способ извлечения тонкодисперсного золота из глинистых отложений -  патент 2525193 (10.08.2014)
способ извлечения ионов серебра из низкоконцентрированных растворов азотнокислого серебра -  патент 2524038 (27.07.2014)
способ извлечения рения из урансодержащих растворов -  патент 2523892 (27.07.2014)
способ переработки фосфогипса для производства концентрата редкоземельных металлов и гипса -  патент 2520877 (27.06.2014)
способ извлечения урана из маточных растворов -  патент 2516025 (20.05.2014)
способ получения пентаоксида ванадия из ванадийсодержащего шлака. -  патент 2515154 (10.05.2014)
сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов -  патент 2514244 (27.04.2014)
сорбционное извлечение ионов кобальта из кислых хлоридных растворов -  патент 2514242 (27.04.2014)
Наверх