[go: up one dir, main page]

RU2354727C2 - Способ извлечения бериллия из минерального сырья - Google Patents

Способ извлечения бериллия из минерального сырья Download PDF

Info

Publication number
RU2354727C2
RU2354727C2 RU2008104456/02A RU2008104456A RU2354727C2 RU 2354727 C2 RU2354727 C2 RU 2354727C2 RU 2008104456/02 A RU2008104456/02 A RU 2008104456/02A RU 2008104456 A RU2008104456 A RU 2008104456A RU 2354727 C2 RU2354727 C2 RU 2354727C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
beryllium
extraction
mixture
concentrate
spodumene
Prior art date
Application number
RU2008104456/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008104456A (ru
Inventor
Виктор Иванович Зеленин (RU)
Виктор Иванович Зеленин
Валерий Иванович Самойлов (KZ)
Валерий Иванович Самойлов
Наталья Анатольевна Куленова (KZ)
Наталья Анатольевна Куленова
Татьяна Алексеевна Умарова (KZ)
Татьяна Алексеевна Умарова
Ольга Александровна Утешева (KZ)
Ольга Александровна Утешева
Вадим Викторович Карташов (RU)
Вадим Викторович Карташов
Эльмира Ивановна Денисова (RU)
Эльмира Ивановна Денисова
Original Assignee
Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" filed Critical Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ"
Priority to RU2008104456/02A priority Critical patent/RU2354727C2/ru
Publication of RU2008104456A publication Critical patent/RU2008104456A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2354727C2 publication Critical patent/RU2354727C2/ru

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу извлечения бериллия из минерального сырья. Способ включает приготовление шихты из сподумен-бериллового концентрата и флюса и плавление шихты. После плавления проводят водную грануляцию плава, измельчение гранул и их сернокислотное выщелачивание. Шихту готовят из сподумен-бериллового концентрата и флюса из расчета получения массового соотношения в ней SiO2/(Li2O+Na2O), равного 1,9÷2,6. Водное выщелачивание ведут с дополнительным извлечение лития. Техническим результатом изобретения является получение отвального кека с низким содержанием токсичного бериллия, удешевление процесса извлечения бериллия и расширение сырьевой базы при его производстве. 1 табл.

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к переработке бериллийсодержащих концентратов сподумена.
Промышленными источниками бериллия являются минералы берилл [Ве3Al2(SiO3)6], бертрандит [Be4(Si2O7)(OH)2] и фенакит [Be2(SiO4)] [Химия и технология редких и рассеянных элементов. В 2 т./ Под ред. К.А.Большакова. - Т.2: Технология редких и рассеянных элементов. - М.: Высшая школа, 1969. - С.113], переработку концентратов которых осуществляют по сульфатной технологии [Химия и технология редких и рассеянных элементов. В 2 т./ Под ред. К.А.Большакова. - Т.2: Технология редких и рассеянных элементов. - М.: Высшая школа,1969. - С.122-126; Журкова З.А., Матясова В.Е., Матясов Н.Г., Самойлов В.И. Способ извлечения бериллия из бериллиевых флотоконцентратов. - Патент РФ 2107742. - 1998. Бюл. №9]. В силу тесной ассоциации бериллия и лития в рудах литиевые флотоконцентраты всегда содержат примесь бериллия [Химия и технология редких и рассеянных элементов. В 2 т./ Под ред. К.А.Большакова. - Т.2: Технология редких и рассеянных элементов. - М.: Высшая школа, 1969. - С.16-19, 115-116; Москевич М.М. Минерально-сырьевые ресурсы, производство и потребление бериллия, лития, ниобия и тантала в капиталистических странах. - М.: Недра, 1966. - С.22-93, 89, 122-159]. Так, содержание берилла во флотоконцентрате сподумена [LiAl(Si2O6)], может составлять 0,13 мас.% (в пересчете на бериллий) при содержании лития в указанном концентрате ~3 мас.%. Таким образом, сподуменовые концентраты, традиционно перерабатываемые на технические соединения лития [Химия и технология редких и рассеянных элементов. В 2 т./ Под ред. К.А.Большакова. - Т.2: Технология редких и рассеянных элементов. - М.: Высшая школа, 1969. - С.29-34], при повышенном содержании бериллия в указанных концентратах также могут рассматриваться в качестве промышленного источника бериллия. Из таких концентратов бериллий целесообразно извлекать попутно с литием при гидрометаллургической переработке этих концентратов на технические соединения лития.
Известен способ извлечения бериллия из бериллового концентрата [Эверест Д. Химия бериллия. - М.: Химия, 1968. - С123-125], принятый за аналог, предусматривающий предварительное плавление концентрата с флюсами (СаСО3, Na2СО3) и последующую грануляцию плава в воде, что приводит к образованию легко вскрываемого серной кислотой гранулята с переводом бериллия в водорастворимый сульфат.
Согласно способу-аналогу из бериллового концентрата и флюсов готовят шихту, в которой массовое соотношение SiO2/(Na2O+CaO) составляет 2,5. Указанную шихту плавят, плав гранулируют в воде, затем измельчают. Измельченный гранулят обрабатывают разбавленной серной кислотой, сульфатизированный гранулят подвергают водному выщелачиванию с образованием раствора сульфата бериллия и нерастворимого отвального кека, которые разделяют после нейтрализации пульпы выщелачивания. Остаточное содержание токсичного бериллия в отвальном кеке оценивается 0,1÷0,3 мас.%, что ухудшает экологическое состояние окружающей среды при захоронении данного отхода бериллиевых производств [Журкова З.А., Матясова В.Е., Матясов Н.Г., Самойлов В.И. Способ извлечения бериллия из бериллиевых флотоконцентратов. - Патент РФ 2107742. - 1998. Бюл. №9].
Недостатками способа-аналога являются высокое содержанием токсичного бериллия в экологически вредном отвальном кеке и ограниченность сырьевой базы способа-аналога берилловым концентратом. Кроме того, способ-аналог характеризуется дороговизной многостадийного процесса разложения концентрата и его последующего вскрытия серной кислотой, включающего энергоемкую плавку концентрата с дорогостоящими флюсами, грануляцию плава, измельчение гранулята, сульфатизацию измельченного гранулята, водное выщелачивание сульфатизированного гранулята, нейтрализацию пульпы выщелачивания раствором аммиака, разделение нейтрализованной пульпы выщелачивания на раствор сульфата бериллия и нерастворимый отвальный кек.
Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому способу является сернокислотный способ извлечения бериллия из смеси бериллового и бертрандит-фенакит-флюоритового концентратов [Журкова З.А., Матясова В.Е., Матясов Н.Г., Самойлов В.И. Способ извлечения бериллия из бериллиевых флотоконцентратов. - Патент РФ 2107742. - 1998. Бюл. №9].
Для осуществления способа-прототипа готовят шихту из смеси бериллового и бертрандит-фенакит-флюоритового концентратов из расчета получения массового соотношения в смеси SiO2/CaO, равного 1,3÷1,4. К полученной смеси концентратов добавляют карбонат натрия из расчета получения массового соотношения в готовой шихте SiO2/(Na2O+CaO), равного 1,1÷1,3. Приготовленную шихту плавят, плав гранулируют в воде, затем измельчают. Измельченный гранулят обрабатывают разбавленной серной кислотой, сульфатизированный гранулят подвергают водному выщелачиванию с образованием раствора сульфата бериллия и нерастворимого отвального кека, которые разделяют после нейтрализации пульпы выщелачивания. Остаточное содержание токсичного бериллия в отвальном кеке, полученном по способу-прототипу, ухудшает экологическое состояние окружающей среды при захоронении данного отхода бериллиевых производств.
Недостатками способа-прототипа являются высокое содержанием токсичного бериллия в экологически вредном отвальном кеке, ограниченность сырьевой базы способа-прототипа берилловым и бертрандит-фенакит-флюоритовым концентратами. Кроме того, способ-прототип характеризуется дороговизной многостадийного процесса разложения смеси концентратов бериллия и ее последующего вскрытия серной кислотой, включающего энергоемкую плавку смеси с дорогостоящим карбонатом натрия, грануляцию плава, измельчение гранулята, сульфатизацию измельченного гранулята, водное выщелачивание сульфатизированного гранулята, нейтрализацию пульпы выщелачивания раствором аммиака, разделение нейтрализованной пульпы выщелачивания на раствор сульфата бериллия и нерастворимый отвальный кек.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа переработки бериллийсодержащего минерального сырья, обеспечивающего получение отвального кека с низким содержанием токсичного бериллия, расширяющего сырьевую базу бериллиевых производств, позволяющего удешевить процесс извлечения бериллия из минерального сырья.
Сущность заявляемого способа извлечения бериллия из минерального сырья заключается в том, что в отличие от известного способа-прототипа, включающего приготовление шихты из сырья и карбоната натрия, плавление шихты, водную грануляцию плава, измельчение гранул, их распульповку в воде, обработку пульпы серной кислотой и водное выщелачивание с извлечением бериллия в раствор, согласно заявляемому изобретению при приготовлении шихты в качестве минерального сырья используют сподумен-берилловый концентрат из расчета получения массового соотношения в ней SiO2/(Li2O+Na2O), равного 1,9÷2,6, а водное выщелачивание ведут с дополнительным извлечением лития.
Решение поставленной задачи и достижение соответствующих технических результатов обеспечивается тем, что в заявляемом способе составляют шихту [из сподумен-бериллового концентрата и карбоната натрия с массовым соотношением SiO2/(Li2O+Na2O), равным 1,9÷2,6], позволяющую в процессе ее плавки и водной грануляции плава получить легко вскрываемые серной кислотой литийбериллийсодержащие фазы гранулята. Согласно заявляемому способу бериллий извлекают из его нового сырья, что позволяет расширить сырьевую базу бериллиевых производств. В заявляемом способе бериллий извлекают из сподумен-бериллового концентрата с высоким содержанием лития - традиционного сырья производств технических соединений лития. При этом извлечение бериллия осуществляют попутно с целевым компонентом (литием), что позволяет удешевить процесс извлечения бериллия из минерального сырья за счет комплексного использования данного сырья.
Пример осуществления способа.
Способ осуществляется на обычном оборудовании с использованием сподумен-бериллового концентрата с содержанием лития, бериллия и кремния 2,95, 0,13 и 29,19 мас.% соответственно. Для осуществления заявляемого способа готовят шихту из указанного концентрата и карбоната натрия с массовым соотношением SiO2/(Li2O+Na2O) в шихте 1,9÷2,6. Полученную шихту загружают в графитовые тигли и плавят в шахтной печи при 1350°С в течение 30 мин. Расплав сливают в воду с температурой 15°С, полученные гранулы высушивают, измельчают.Измельченный плав распульповывают в воде при соотношении Т:Ж=1:1. В полученную пульпу добавляют 93%-ную серную кислоту из расчета 0,8 мл на 1 г плава. Образовавшиеся сульфаты выщелачивают водой при 95÷100°С, Т:Ж=1:5 (по исходному плаву) в течение 20 мин. Полученную пульпу нейтрализуют 8÷10% раствором аммиака до рН 3,5, после чего фильтруют. Отфильтрованный кек подвергают 2-кратной фильтр-репульпационной отмывке водой, подкисленной серной кислотой до рН 3,5, при 80÷90°С, Т:Ж=1:7 (по исходному плаву) в течение 15 мин. По остаточному содержанию бериллия и лития в отмытом кеке определяют степень их извлечения из концентрата в раствор.
В табл.1 приведены результаты осуществления заявляемого способа и, для сравнения, способа-прототипа.
Из данных табл.1 следует, что при осуществлении заявляемого способа извлечение бериллия и лития из сподумен-бериллового концентрата в сульфатный раствор составляет 99,5÷99,9 мас.% и 98,8÷99,3 мас.% соответственно (примеры 3 и 4).
Таблица 1 - Сравнительные показатели процесса переработки сподумен-бериллового концентрата по заявляемому способу и смеси из бериллового и бертрандит-фенакит-флюоритового концентратов по способу-прототипу.
№ примера Способ реализации Массовое соотношение SiO2/(Li2O+Na2O) в исходной шихте в заявляемом способе [массовое соотношение SiO2/(Na2O+CaO) в исходной шихте в способе-прототипе] Содержание Be(Li) в отвальном кеке, мг Извлечение Be (Li) из концентратов в сульфатный раствор (по кеку),мас.%
1 Заявляемый способ 1,3 0,5 (68,10) 99,9 (99,4)
2 1,6 0,5 (68,10) 99,9 (99,4)
3 1,9 0,5 (79,45) 99,9 (99,3)
4 2,6 2,5 (136,2) 99,5 (98,8)
5 2,9 15,0 (351,85) 97,0 (96,9)
6 3,2 32,5 (737,75) 93,5 (93,5)
7 Способ-прототип 11,1] 5,0 99,0
8 [1,3] 15,0 97,0
Примечание: в примерах 1-6 загрузка Be и Li с исходной шихтой составила соответственно 0,5 г и 11,35 г; в примерах 7-8 загрузка Be с исходной шихтой составила 0,5 г.
При переработке шихты с массовым соотношением SiO2/(Li2O+Na2O) более 2,6 (примеры 5 и 6) извлечение бериллия и лития существенно снижается (до 93,5÷97,0 мас.% и 93,5÷96,9 мас.% соответственно). Снижение массового соотношения SiO2/(Li2O+Na2O) в шихте ниже 1,9 (за счет увеличения количества карбоната натрия в шихте) (примеры 1 и 2) существенно не влияет на извлечение бериллия и лития из сподумен-бериллового концентрата в сульфатный раствор и экономически нецелесообразно из-за увеличения при этом расхода флюса, энергозатрат на плавку, расхода серной кислоты.
Для сравнения с заявляемым изобретением в табл.1 представлены результаты сернокислотного вскрытия активированной смеси бериллового и бертрандит-фенакит-флюоритового концентратов по способу-прототипу (примеры 7 и 8), по которому извлечение бериллия из смеси концентратов в сульфатный раствор составляет лишь 97,0÷99,0 мас.%.
Таким образом, заявляемый способ позволяет комплексно извлекать из сподумен-бериллового концентрата как литий, так и бериллий. При этом литий является целевым продуктом технологии получения технических соединений лития, а бериллий - побочным продуктом указанной технологии. За счет более полного извлечения бериллия в раствор в заявляемом способе (по сравнению со способом-прототипом) обеспечивается более низкое содержание токсичного бериллия в отвальном кеке, что позволяет повысить экологическую безопасность технологии извлечения бериллия из минерального сырья. Несмотря на то, что сподумен-берилловый концентрат характеризуется низким содержанием бериллия, его следует рассматривать в качестве перспективного источника бериллия, т.к. потребление лития в десятки раз превышает потребление бериллия и при переработке указанного сырья на технические соединения лития становится возможным попутно извлекать большие количества бериллия.

Claims (1)

  1. Способ извлечения бериллия из минерального сырья, включающий приготовление шихты из сырья и карбоната натрия, плавление шихты, водную грануляцию плава, измельчение гранул, их распульповку в воде, обработку пульпы серной кислотой и водное выщелачивание с извлечением бериллия в раствор, отличающийся тем, что при приготовлении шихты в качестве минерального сырья используют сподумен-берилловый концентрат из расчета получения массового соотношения в ней SiO2/(Li2O+Na2O), равного 1,9÷2,6, а водное выщелачивание ведут с дополнительным извлечение лития.
RU2008104456/02A 2008-02-05 2008-02-05 Способ извлечения бериллия из минерального сырья RU2354727C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008104456/02A RU2354727C2 (ru) 2008-02-05 2008-02-05 Способ извлечения бериллия из минерального сырья

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008104456/02A RU2354727C2 (ru) 2008-02-05 2008-02-05 Способ извлечения бериллия из минерального сырья

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008104456A RU2008104456A (ru) 2008-06-10
RU2354727C2 true RU2354727C2 (ru) 2009-05-10

Family

ID=39581231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008104456/02A RU2354727C2 (ru) 2008-02-05 2008-02-05 Способ извлечения бериллия из минерального сырья

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2354727C2 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118064730B (zh) * 2024-04-18 2024-07-16 长沙矿冶研究院有限责任公司 一种铍矿石的熔炼方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2776202A (en) * 1955-08-18 1957-01-01 American Potash & Chem Corp Use of lepidolite as an additive in the lime-roasting of lithium-aluminosilicate ores
US4729881A (en) * 1986-12-16 1988-03-08 Fmc Corporation Hydrometallurgical process for the production of beryllium
WO1989008723A1 (en) * 1988-03-17 1989-09-21 The British Petroleum Company Plc Recovery of lithium from a lithium bearing silicate ore
RU2107742C1 (ru) * 1996-11-18 1998-03-27 Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им.Н.М.Федоровского Способ извлечения бериллия из бериллийсодержащих концентратов
RU2222622C2 (ru) * 2001-12-13 2004-01-27 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" Способ переработки сподуменовых концентратов
RU2313489C2 (ru) * 2006-02-14 2007-12-27 Республиканское государственное казенное предприятие "Восточно-Казахстанский государственный технический Университет им. Д. Серикбаева Министерства образования и науки Республики Казахстан" Способ извлечения бериллия из берилловых концентратов

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2776202A (en) * 1955-08-18 1957-01-01 American Potash & Chem Corp Use of lepidolite as an additive in the lime-roasting of lithium-aluminosilicate ores
US4729881A (en) * 1986-12-16 1988-03-08 Fmc Corporation Hydrometallurgical process for the production of beryllium
WO1989008723A1 (en) * 1988-03-17 1989-09-21 The British Petroleum Company Plc Recovery of lithium from a lithium bearing silicate ore
RU2107742C1 (ru) * 1996-11-18 1998-03-27 Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им.Н.М.Федоровского Способ извлечения бериллия из бериллийсодержащих концентратов
RU2222622C2 (ru) * 2001-12-13 2004-01-27 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" Способ переработки сподуменовых концентратов
RU2313489C2 (ru) * 2006-02-14 2007-12-27 Республиканское государственное казенное предприятие "Восточно-Казахстанский государственный технический Университет им. Д. Серикбаева Министерства образования и науки Республики Казахстан" Способ извлечения бериллия из берилловых концентратов

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008104456A (ru) 2008-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2015330958B2 (en) Recovery process
US10883157B2 (en) Process for extracting and recovering lithium values from lithium bearing materials
EP3802892B1 (en) Process for recovering lithium phosphate and lithium sulfate from lithium-bearing silicates
CA3014623C (en) Lithium recovery from phosphate minerals
CN103193213B (zh) 一种综合利用低品位磷矿石的方法
RU2221886C2 (ru) Способ извлечения лития из лепидолитового концентрата
RU2222622C2 (ru) Способ переработки сподуменовых концентратов
CN101348868A (zh) 一种从磷中矿中回收钨、钼的方法
CN102660689A (zh) 电解金属锰、二氧化锰生产中浸出渣综合回收利用方法
RU2356961C2 (ru) Способ извлечения лития из минерального сырья
RU2107742C1 (ru) Способ извлечения бериллия из бериллийсодержащих концентратов
Deng et al. Processing of copper converter slag for metal reclamation. Part I: extraction and recovery of copper and cobalt
RU2354727C2 (ru) Способ извлечения бериллия из минерального сырья
CN104805311B (zh) 一种利用含铷长石提铷联产硅肥的方法
AU2016101526A4 (en) Recovery Process
RU2313489C2 (ru) Способ извлечения бериллия из берилловых концентратов
CN106086453B (zh) 降低铜阳极泥卡尔多炉处理过程熔炼渣金银含量的方法
RU2546952C1 (ru) Способ переработки смеси литиевых концентратов
CN104152669A (zh) 一种从低品位硫酸渣提取高品位铁精粉的方法
CN108642294A (zh) 一种多效蒸发污酸脱砷工艺
RU2336345C1 (ru) Способ получения катодной меди из сульфидно-окисленных медных руд
CN104404258A (zh) 铁矿烧结烟尘灰的综合利用工艺
RU2299253C2 (ru) Способ извлечения лития из смеси лепидолитового и сподуменового концентратов
RU2319755C2 (ru) Способ извлечения лития из лепидолитового концентрата
RU2324653C2 (ru) Способ переработки бертрандит-фенакит-флюоритовых концентратов

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100206