Способ получения редких металлов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН. 0328 С 22 В 34/3 В 3 ЕТЕНИЯ САНИЕ К АВТОРСКОМ ЕЛЬСТВ ПОЛУЧЕНИЯ РЕДКИХ ов, включающий перевод его в карорбцию карбонатнос получением то(54)(57) 1. СПОСОБ МЕТАЛЛОВ из раство сорбцию анионитом, бонатную форму, де солевыми растворами АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ДСЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Гусаков Э.Г Варганов Л.Г. идр. Аппаратурное оформление схем припереработке растворов подземного выщелачивания. - Горно-металлургическаяпромышленность, У 1, 1976, с, 23-27,Рейнгольд В.И., Хлебникова Г.А,Сорбция молибдена из содовых растворов анионитом АВ.-Цветные металлы,В 7, 1968, с. 61-63. варного регенерата и отрегенерированного анионита, подкисление регенерата с выделением металла в осадок, разделение осадка и раствора, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени извлечения, сокра-. щения расхода химреагентов и защиты окружающей среды, перед выделением металла в осадок отрегенерированный анионит промывают раствором, полученным.после отделения осадка, с корректировкой его солями натрия и аммония до соотношения ионов натрия и аммОния 1:0,2-2,0 при их суммарном содержании 2,0-4,5 г-зкв/л.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что промывку осуществляют раствором, полученным после отделения осадка,при контактированиис исходным анионитом в течение 1-2 ч с доукреплением его нейтральной солью натрия до концентрации 0,1-0,2 моль/лИзобретение относится к области металлургии редких металлов, а именно к способам получения редких металлов.В настоящее время известен способ получения редких металлов из раство ров и пульп сорбцией с последующей дедесорбцией металлов карбонатными .растворами.К недостаткам способа относит.я значительный расход химреагентов, 10 снижение механической прочности анионита в цикле сорбция-десорбция, высокая остаточная емкость по редкому Металлу из-за ухудшения массообмена в связи с газовыделением при переводе 15 анионита из одной иоУной формы в другую и большой объем оборотных растворов.Известен также способ получения 1 редких металлов из растворов, включа ющий сорбцию анионитом, перевод его в карбонатную форму, десорбцию карбонатио-солевымн растворами с получени-. ем товарного регенерата и отрегенерированного анионита, подкнсление реге нерата с выделением металла в осадок, разделение осадка и раствора.Этот способ является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату.Недостатками способа являются невысокая степень извлечения, большой расход химреагентов и загрязнение окружающей среды.Целью изобретения является повыше ние степени извлечения, сокращение расхода химреагентов и защита окружающей среды. Поставленная цель достигается тем,40 что в способе получения редких металлов из растворов, включающем сорбцию анионитом, перевод его в карбонатную Форму, десорбцию карбонатно-солевыми растворами с получением товарного регенерата и отрегенерированного анио 45 нита, подкисление регенерата с выделением металла в осадок, разделение осадка и раствора, согласно изобретению перед выделением металла в осадок отрегенерированный анионит промывают раствором, полученным после отделения осадкй, с корректировкой его солями натрия и аммония до отношения ионов натрия и аммония 1:0,2- -2,0 при их суммарном содержании 2,0- 55 -4,5 г-зкв/л.Кроме того, промывку осуществляют раствором, полученным после отделения осадка, при контактировании с исходным анионитом в течение 1-2 ч с доукреплением его нейтральной солью натрия до концентрации О,1 0,2 моль/л.. Сущность изобретения заключается в следующем.Насыщенный анионит промывают водой от содержащихся в пбровой влаге солей железа и алюминия и переводят в карбонатную форму. Десорбцию редкого металла с насыщенного анионита ведут карбонатно-солевыми растворами. Полученный товарный регеиерат подкисляют кислотой и выделяют редкий металл в осадок. Раствор после отделения осадка направляют на контактирование с анионитом для улавливания редкого металла из раствора после осаждения.Наиболее предпочтительно проводить операцию контактирования в течение 1-2 чтак как при продолжительности контактнрования менее 1 ч наблюдается не полное извлечение редкого металла ,из раствора. Неэкономично проводить процесс контактирования более 2 ч, :так как для полноты извлечения редкого металла из раствора вполне достаточно 2 ч. Далее анионит направляют на операцию перевода в карбонатную Форму, а раствор доукрепляют нейтральной солью натрия и направляют на промывку отрегенерированного аниоиита. Доукрепление раствора солью натрия провфят с целью сокращения потерь анионита от снижения механической прочности, так как устраняется обработка анионитав карбонатной форме растворами серной кислоты, Это возможно ввиду того, ччто промывочный раствор содержит большое количество сульфат- иона, поступающего в раствор на стадии десорбции редкого металла, а также на операции подкисления товарного регенерата и выделения редкого металла в осадок. Экспериментально показа" но, что отмывка раствором сульфата натрия более эффективна, чем раствором серной кислоты, поскольку сокращаются потери анионита и повьппается его механическая прочность в процессе сорбции-десорбции.Добавка ионов натрия в десорбирующий раствор способствует повьппению растворимости редкого металла в сульфатно-карбонатном растворе и уменьшает объем товарной Фракции регенерата,что ведет к увеличению концентрацииредкого металла в ней и сокращениюрасхода химреагентов на переработкурегенерата.Задавать натрий в раствор для промывки необходимого в виде нейтральной соли из расчета 0,1-0,2 моль/л,так как в этих пределах натрий выводится из системы за один оборот растворов.Добавка ионов натрия осуп 1 ествляется в определенном количестве. Этообусловлено тем, что при снижении еепо отношению к иону аммония ниже 1:2уменьшается растворимость редкого металла и происходит выпадение солейредкого металла.Увеличение содержания ионов натрия до соотношения к иону аммонияболее 1:0,2 вызывает возрастанием 20остаточной емкости ионита по редкомуметаллу, что увеличивает сброснуюконцентрацию металла в маточникахсорбции. Нижний предел суммарного содержания ионов натрия и аммония в 252 г -экв/л обусловлен необходимостьюполучения удовлетворительной остаточной емкости ионита (меньше 1,0 кг/т),а верхняя граница в 4,5 г-экв/л выбрана исходя из экономики процесса, З 01поскольку увеличение концентрации соли натрия выше этого предела вызоветповышение затрат на дальнейшую переработку раствора с получением готовойпродукции,. 35П р и м е р . Данный способ испытан в полупромышленных условиях придесорбции молибдена с анионита ВПАпи вольфрама с анионита ВПп.Насыщенные аниониты промывали в40колонке диаметром 100 мм и высотой4,0 м 2 об/об анионита водой в течение 2 ч. Отмытые от солей железа иалюминия аниониты переводили в карбонатную форму и направляли на десорб 45цию молибдена и вольфрама. Десорбциюмолибдена и вольфрама вели раствором,содержащим сульфат и карбонат-аммония с добавками иона натрия, Процессдесорбции вели в двух колонках диаметром 100 мм и высотой 4,0 м. Раствор пропускали со скоростью 0,25 об/обанионита в 1 ч,После вывода 1,5 об/об товарного55регенерата проводили осаждение редкого металла корректировкой рН среды серной кислотой до значений 2,1,Осадок выпадал в виде молибденовойи вольфрамовой кислот, молибцатов ивольфраматов аммония до остаточнойконцентрации 2 г/л.Раствор после отделения осадкаконтактировали в течение 1,5 ч санионитом в динамических условиях.Концентрация редких металлов приэтом на выходе из колонки диаметромО, 1 и высотой 4,0 м снижалась до0,01 г/л. Затем раствор доукреплялипо натрию до соотношения ионов натрия и аммония в растворе 1:1,3 при,их суммарном содержании в растворе3,0 г-экв/л и направляли на промывкуотрегенерированного анионита.Отрегенерированный и переведенныйв сульфатную форму аниоиит направлялина сорбцию.Данные испытаний представлены втаблице, где также приведены параметры, получаемые при работе по про-тотипу. Для выяснения влияния этихпроцессов на механическую прочностьанионита были поставлены дополнительные исследования с чередованием операций сорбции, конверсии в карбонатную форму, десорбции и перезарядкианионита в сульфатную форму до предлагаемому способу и прототипу.После проведения 50 циклов меха"ническая прочность при работе по прототипу упала с 97,7 до 83,07., а попредлагаемому способу - 89-903.Результаты испытаний подтверждают,что осуществление процесса десорбциимолибдена по данному способу позволяет получить следующие преимущества(см, таблицу):1. Повысить степень извлечения металла.2. Сократить расход химреагентов в 2-3 раза.3. Снизить остаточную емкость анионита с 20-70 кг/т до 2-5 к 1/т.4. Повысить механическую прочность в цикле сорбция-десорбция на 67 и, 1 гем самым, сократить расход анионита.5. Устранить выброс солевых растворов в окружающую среду.Ожидаемый экономический эффект по ориентировочным расчетам составит 0,5 руб, на 1 кг молибдена и 0,3 руб. на 1 кг вольфрама.1032810 Получение молибдена и вольфрама Содер- Продолжание житель Состав Состав раствора на сорбции Марка анионита Емкость насьпцения анираст Сульфаты онита,кг/т талла,г/л По предлагаемо ф 11 Н 4 4,5 500 0,005 6 30-50ВПАп 2,5-3 Мо Да+ЯК,Ф4,5 600 0,005 8 30-50 3,0ВПп По прототигу ВП 1 ап 2,5-3,0 500 0,050 16 Мо 3,0 500 0,040 16 ВПп Сорбируемыйредкийметалл Концентрация редкого мередкого металла в маточ никаксорбции,г/л ностьдесорбции, ч1032810 с использованием анионитов Фдесорбирующего вора, г/л Расход химреагентов, кг/кг редкогометалла Концентрацияв товарномрегенерате,г/л Редкий металл Карбонат-бикарбонат Суль 4 атнатрия Бикарбоиат Сернаякислота Карбоат+би- арбо- ат об/обанионита го металла о ес му спосо На+ЯК,90 50-60 2-.5 89 4 ФНа+ЯН90-100 0,0 20 180 2 ФНа +ЮН90-100 0,010 2,0 100 50-60 2,0 83 3,5 30 60 120-140 50-8 3 15 2,6-30 83 70-80 120-1 ктор С. Тито Корректор С. Чер Техред Л.Олеййщк аказ 5257/2 Тиран 567НИИПИ Государственного комитета СССРо делам изобретений и открьгйнй3035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб.,пнсно тПроизводственно-полиграфическое предприятие, г, Укгород, ул, Проектная, 4 г Объем товарного регевера-. тора Р Оста точи емко анко та п редк метал луу кг/г Механическаяпрочностьанионитавосле50 цик