RU2040566C1 - Способ комплексной переработки тонкозернистых циркон-ильменитовых песков - Google Patents
Способ комплексной переработки тонкозернистых циркон-ильменитовых песков Download PDFInfo
- Publication number
- RU2040566C1 RU2040566C1 SU5019965A RU2040566C1 RU 2040566 C1 RU2040566 C1 RU 2040566C1 SU 5019965 A SU5019965 A SU 5019965A RU 2040566 C1 RU2040566 C1 RU 2040566C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rare
- fine
- sulfuric acid
- separation
- titanium
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 title abstract 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 9
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 9
- 230000019635 sulfation Effects 0.000 claims description 9
- 238000005670 sulfation reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 229910001773 titanium mineral Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 150000002909 rare earth metal compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 150000003755 zirconium compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 6
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229910000349 titanium oxysulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- IKNAJTLCCWPIQD-UHFFFAOYSA-K cerium(3+);lanthanum(3+);neodymium(3+);oxygen(2-);phosphate Chemical compound [O-2].[La+3].[Ce+3].[Nd+3].[O-]P([O-])([O-])=O IKNAJTLCCWPIQD-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 1
- YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N iron;titanium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Ti].[Fe] YDZQQRWRVYGNER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052590 monazite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 229910000346 scandium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- QHYMYKHVGWATOS-UHFFFAOYSA-H scandium(3+);trisulfate Chemical compound [Sc+3].[Sc+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O QHYMYKHVGWATOS-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Inorganic materials O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000348 titanium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к комплексной переработке тонкозернистых циркон-ильменитовых песков путем гравитации с получением коллективного концентрата. Сущность: коллективный концентрат разделяют на соединения циркония, титана, редкие и редкоземелные соединения сульфатизацией при 3 30%-ном избытке серной кислоты от стехиометрии реакции разложения титановых минералов с добавлением сульфата аммония до 15 мас. с последующим разбавлением водой до температуры 60 70°С и выделением из фильтрата и кека целевых продуктов. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к гидрометаллургии редких и редкоземельных элементов и предназначено для извлечения циркония, редких и редкоземельных элементов из песков с размером зерен менее 0,1 мм.
Современная технология разделения коллективного титан-цирконового концентрата предусматривает сочетание магнитной и электростатической сепараций. Эффективное разделение минералов этими методами, особенно электростатическим, достигается при крупности зерен 0,1-2 мм [1]
Для минералов менее 0,1 мм данные технологии не позволяют проводить эффективную переработку с извлечением редких и редкоземельных элементов в силу размеров исходного сырья.
Для минералов менее 0,1 мм данные технологии не позволяют проводить эффективную переработку с извлечением редких и редкоземельных элементов в силу размеров исходного сырья.
Известен способ переработки тонкодисперсных продуктов, содержащих редкие и редкоземельные элементы [2] Продукты переработки подвергают сульфатизации концентрированной серной кислотой при нагревании до получения спека. Затем производят выщелачивание и последующее извлечение ценных продуктов.
Известны сернокислотные способы разложения урановых, медных и некоторых других типов руд из хорошо проницаемых пород, например песков (Бахуров В.Г. и др. Подземное выщелачивание урановых руд. М. Атомиздат, 1969).
Технология разработки россыпных месторождений имеет, как правило, три стадии: размыв песков, предварительное обогащение и конечное разделение [3]
Предварительное обогащение производят методами флотации, магнитной сепарации и гравитации, после чего по сухой технологии осуществляют электростатическую сепарацию с выделением конечных продуктов.
Предварительное обогащение производят методами флотации, магнитной сепарации и гравитации, после чего по сухой технологии осуществляют электростатическую сепарацию с выделением конечных продуктов.
Разделение коллективного концентрата на селективные продукты сопряжено с повышенным расходом энергии, наличием специальных производственных площадей, строгим соблюдением технологических параметров. Главный недостаток всех известных методов заключается в необратимых потерях ценных минералов, содержащих редкие и редкоземельные элементы.
Предлагаемое изобретение позволяет упростить технологию переработки тонкозернистых песков, а также повысить степень извлечения редких и редкоземельных элементов. Для получения этих результатов в способе переработки тонкозернистых циркон-ильменитовых песков, основанном на отделении легкой фракции методом гравитации с получением коллективного концентрата и последующем выделении соединений титана, редких и редкоземельных элементов, согласно изобретению коллективный концентрат подвергают сульфатации при 3-30%-ном избытке серной кислоты от стехиометрии реакции разложения титановых минералов с добавлением сульфата аммония до 15 мас. затем смесь разбавляют водой, доводят до температуры 60-70оС, после чего из фильтрата и кека выделяют целевые продукты.
Оптимальная температура сульфатации коллективного концентрата составляет 180-240оС. При таком режиме обработки время разложения титановых минералов значительно снижается.
Обработка коллективного концентрата серной кислотой приводит к полному разложению титановых минералов и очистке циркона от редкоземельных элементов и железа, структурно не связанных с цирконом.
Основная химическая реакция процесса, например, для лейкоксена:
CaTiO3+3H2SO4___
+ Ti(SO4)2+ 3H2O
Избыток серной кислоты менее 3% недостаточен, так как серная кислота разлагается быстрее, чем происходит взаимодействие с минералом, в реакцию вступает недостаточное количество кислоты.
CaTiO3+3H2SO4___
Избыток серной кислоты менее 3% недостаточен, так как серная кислота разлагается быстрее, чем происходит взаимодействие с минералом, в реакцию вступает недостаточное количество кислоты.
Избыток серной кислоты более 30% приводит к образованию повышенного количества безводного сульфата титанила TiO(SO4), который плохо выщелачивается водой и при последующем разделении компонентов образовавшейся сульфомассы остается в нерастворимом остатке и распределяется между нерастворимыми в воде гипсом и цирконом. Введение сульфата аммония до 15 мол. сульфомассы необходимо для предотвращения образования безводного сульфата титанила и фиксации титана в нерастворимых осадках.
Добавка сульфата аммония подавляет процесс разложения серной кислоты и летучесть серного ангидрида. Это позволяет улучшить условия труда и охраны среды.
Диапазон температуры выщелачивания 60-70оС определен скоростью перевода в раствор редких и редкоземельных элементов и нежелательным процессом гидролиза сульфата титана и скандия, что приводит к их потерям в кеке.
Температуру сульфатации 180-240оС следует считать оптимальной для данной технологии, поскольку эти пределы обусловлены морфологическими особенностями перерабатываемого концентрата (крупность зерен, кристаллические модификации компонентов и их соотношения и т.д.). При температуре ниже 180оС резко снижается степень и полнота сульфатации. При температуре выше 240оС увеличивается степень термического разложения серной кислоты, введенной в процесс сульфатации, что приводит к ее излишнему расходу.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Традиционными методами гравитации отделяют легкую фракцию (каолин, кварц) от коллективного концентрата. На стадии подготовки сульфомассы вводят в ее состав сульфат аммония до 15% Эту смесь загружают в реактор, в котором выдерживают ее при температуре 180-240оС при постоянном перемешивании в течение заданного времени. Затем сульфомассу переносят в реактор выщелачивания, разбавляют водой и выдерживают при перемешивании при 60-70оС. Образовавшуюся суспензию разделяют на кек, содержащий циркон и гипс и осветленный раствор титана, железа, редких и редкоземельных элементов.
П р и м е р. Навеску коллективного концентрата массой 100 г, в состав которого входят, циркон 58; ильменит 30; лейкоксен 11; рутил 0,6; монацит 0,4 и титан 14, смешивают с 86,5 г концентрированной серной кислоты, что соответствует 3% -ному избытку от стехиометрии реакций взаимодействия всех титановых минералов, входящих в состав коллективного концентрата, с серной кислотой и выдерживают при температуре 200оС в течение 1 ч. При этом через каждые 3 мин обрабатываемую смесь интенсивно перемешивают. По окончании обработки коллективного концентрата серной кислотой смесь охлаждают, разбавляют пятью частями (по массе) воды и выдерживают при температуре 65оС. После этого суспензию разделяют на бумажном фильтре. Полученный кек, содержащий недоразложившийся коллективный концентрат и гипс, многократным отмучиванием отмывают от гипса и подвергают химическому анализу с целью определения содержания в нем титана.
Условия реализации способа и полученные результаты приведены в таблице. В таблице приведены также результаты других примеров, отличающихся условиями реализации способа.
Степень вскрытия ценных компонентов и перевода их в растворимое состояние оценивают по содержанию титана в кеке.
Время сульфатации и время выщелачивания из сульфомассы является оптимальным для конкретного концентрата, на котором реализуется способ.
Известные технологии разделения коллективного концентрата на селективные продукты характеризуются потерями по двуокиси титана до 41% по двуокиси циркония до 23,8% так как мономинеральные фракции коллективного концентрата теряются на промежуточных операциях.
Предлагаемая технология вскрывает титановые минералы, извлекая редкие и редкоземельные элементы и концентрирует их в растворе, при этом циркон остается в твердой фазе.
Из приведенной таблицы видно, что снижение избытка серной кислоты, температуры сульфатации и выщелачивания, а также количества сульфата аммония, пошедшего на сульфатацию, приводит к снижению степени извлечения титана в раствор. Превышение этих параметров выше предлагаемых пределов также приводит к снижению степени извлечения титана в раствор.
Claims (2)
1. СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТОНКОЗЕРНИСТЫХ ЦИРКОН-ИЛЬМЕНИТОВЫХ ПЕСКОВ, включающий отделение легкой фракции гравитацией с получением коллективного концентрата и последующее разделение его на соединения циркония и титана, редкие и редкоземельные элементы, отличающийся тем, что разделение коллективного концентрата осуществляют сульфатацией при 3-30%-ном избытке серной кислоты от стехиометрии реакции разложения титановых минералов с добавлением сульфата аммония до 15 мас. с последующим разбавлением смеси водой, доведением до 60 70 oС и выделением из фильтрата и кека целевых продуктов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сульфатацию проводят при 180-240oC.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5019965 RU2040566C1 (ru) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | Способ комплексной переработки тонкозернистых циркон-ильменитовых песков |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5019965 RU2040566C1 (ru) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | Способ комплексной переработки тонкозернистых циркон-ильменитовых песков |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2040566C1 true RU2040566C1 (ru) | 1995-07-25 |
Family
ID=21593282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5019965 RU2040566C1 (ru) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | Способ комплексной переработки тонкозернистых циркон-ильменитовых песков |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2040566C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2244035C1 (ru) * | 2003-04-22 | 2005-01-10 | ГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ кислотного разложения силиката кальция и извлечения циркония |
| RU2333039C2 (ru) * | 2006-05-15 | 2008-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр трансферта технологий" | Способ извлечения ильменита из хвостов обогащения руд |
| CN107531508A (zh) * | 2015-02-09 | 2018-01-02 | 艾绿卡资源有限公司 | 提高锆石等级和光学质量的方法 |
-
1992
- 1992-01-21 RU SU5019965 patent/RU2040566C1/ru active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 1. Справочник по обогащению полезных ископаемых . Под ред. А.Ф. Таггарта, 1952, т.3, с.780. * |
| 2. Заявка Франции N 2469462, кл. C 22B 3/00, 1979. * |
| 3. Дьячков С.А. Титан и цирконий как неметаллические полезные ископаемые. Обзор ВИЭМС, 1988, вып.4. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2244035C1 (ru) * | 2003-04-22 | 2005-01-10 | ГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ кислотного разложения силиката кальция и извлечения циркония |
| RU2333039C2 (ru) * | 2006-05-15 | 2008-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр трансферта технологий" | Способ извлечения ильменита из хвостов обогащения руд |
| CN107531508A (zh) * | 2015-02-09 | 2018-01-02 | 艾绿卡资源有限公司 | 提高锆石等级和光学质量的方法 |
| EP3256424A4 (en) * | 2015-02-09 | 2018-08-01 | Iluka Resources Limited | Process for improving the grade and optical quality of zircons |
| AU2016218938B2 (en) * | 2015-02-09 | 2020-07-23 | Iluka Resources Limited | Process for improving the grade and optical quality of zircons |
| US11066726B2 (en) | 2015-02-09 | 2021-07-20 | Iluka Resources Limited | Process for improving the grade and optical quality of zircons |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5011665A (en) | Nonpolluting recovery of rare earth values from rare earth minerals/ores | |
| JP5938048B2 (ja) | Ｎｂ又はＴａの少なくとも一元素と他のＵ又は希土類元素の少なくとも一元素の鉱石及び精鉱からの溶解及び回収 | |
| EP0522234A1 (en) | Method for extracting rare-earth elements from phosphate ore | |
| US4067953A (en) | Process for upgrading ores containing baddeleyite | |
| US3104950A (en) | Process for the separation of iron and titanium values by extraction and the subsequent preparation of anhydrous titanium dopxode | |
| US4247522A (en) | Method of purifying uranium tetrafluoride hydrate and preparing uranium (VI) peroxide hydrate using a fluoride precipitating agent | |
| EP4087819B1 (de) | Integriertes verfahren zur kommerziellen und industriellen verwertung von kalziumsulfat unter gewinnung von seltenen erden aus der phosphorsäureproduktion | |
| US4152252A (en) | Purification of rutile | |
| CN105523588A (zh) | 一种制备高纯氧化铁红的方法 | |
| RU2040566C1 (ru) | Способ комплексной переработки тонкозернистых циркон-ильменитовых песков | |
| US4388292A (en) | Process for reducing radioactive contamination in phosphogypsum | |
| WO1993004207A1 (en) | Zirconium extraction | |
| US2812237A (en) | Preparation of alkali metal fluotitanates | |
| US3003867A (en) | Process for recovery of niobium | |
| US2780519A (en) | Recovery of uranium from ores | |
| US3174821A (en) | Purification of yellow cake | |
| US3252754A (en) | Process for extraction of thoria and ceria from rare earth ores | |
| Borrowman et al. | Recovery of thorium from a Wyoming ore | |
| JPS6260833A (ja) | 希土類元素鉱石の処理方法 | |
| US2905526A (en) | Method of processing ore material | |
| US2180692A (en) | Process of treating ores | |
| RU2077486C1 (ru) | Способ получения диоксида титана | |
| Froisland et al. | Acid sulfation of alunite | |
| Goldney et al. | Extraction investigations with some Australian uranium ores | |
| FR2469462A1 (fr) | Procede de traitement d'un minerai complexe de titane, zirconium et terres rares |