[go: up one dir, main page]

RU2313489C2 - Способ извлечения бериллия из берилловых концентратов - Google Patents

Способ извлечения бериллия из берилловых концентратов Download PDF

Info

Publication number
RU2313489C2
RU2313489C2 RU2006129072/15A RU2006129072A RU2313489C2 RU 2313489 C2 RU2313489 C2 RU 2313489C2 RU 2006129072/15 A RU2006129072/15 A RU 2006129072/15A RU 2006129072 A RU2006129072 A RU 2006129072A RU 2313489 C2 RU2313489 C2 RU 2313489C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
beryllium
concentrate
cake
sulfuric acid
activated
Prior art date
Application number
RU2006129072/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2006129072A (ru
Inventor
Вадим Сергеевич Аксютенко (KZ)
Вадим Сергеевич Аксютенко
Владимир Викторович Кочнев (KZ)
Владимир Викторович Кочнев
Сергей Петрович Ошлаков (KZ)
Сергей Петрович Ошлаков
Валерий Иванович Самойлов (KZ)
Валерий Иванович Самойлов
Борис Владимирович Сырнев (KZ)
Борис Владимирович Сырнев
Евгений Владимирович Франц (KZ)
Евгений Владимирович Франц
Светлана Геннадьевна Цораева (KZ)
Светлана Геннадьевна Цораева
Юрий Викторович Шахворостов (KZ)
Юрий Викторович Шахворостов
Original Assignee
Республиканское государственное казенное предприятие "Восточно-Казахстанский государственный технический Университет им. Д. Серикбаева Министерства образования и науки Республики Казахстан"
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 Республиканское государственное казенное предприятие "Восточно-Казахстанский государственный технический Университет им. Д. Серикбаева Министерства образования и науки Республики Казахстан" filed Critical Республиканское государственное казенное предприятие "Восточно-Казахстанский государственный технический Университет им. Д. Серикбаева Министерства образования и науки Республики Казахстан"
Publication of RU2006129072A publication Critical patent/RU2006129072A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2313489C2 publication Critical patent/RU2313489C2/ru

Links

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано для извлечения бериллия при переработке берилловых концентратов с получением раствора сульфата бериллия. Способ включает активацию концентрата, сульфатизацию активированного концентрата серной кислотой, водное выщелачивание просульфатизированного продукта, разделение пульпы выщелачивания на раствор сульфата бериллия и кек, водную промывку кека от сульфата бериллия, разделение пульпы промывки на промывной раствор и отвальный кек. Берилловый концентрат активируют путем его измельчения до получения рентгеноаморфного продукта с крупностью частиц менее 5 мкм, активированный концентрат сульфатизируют серной кислотой не менее 0,5 ч при температуре 95-105°С с непрерывным механическим удалением продуктов реакции с поверхности частиц концентрата и затем не менее 1,5 ч при температуре 250-300°С. Изобретение позволяет исключить использование флюсов, сократить количество операций на стадии активации концентрата, а также количество экологически вредного отвального кека. 1 табл.

Description

Изобретение относится к металлургии бериллия, в частности к переработке берилловых концентратов с получением раствора сульфата бериллия. Берилл (3ВеО·Al2О3·6SiO2) является одним из основных промышленных минералов бериллия [см. Эверест Д. Химия бериллия. М.: Химия, 1968. С.116-118]. Содержание оксида бериллия в низкосортных берилловых концентратах составляет менее 10 мас.%, в высокосортных более 10 мас.% [см. Эверест Д. Химия бериллия. М.: Химия, 1968. С.123-125].
Известен способ вскрытия химически стойкого к действию кислот берилла [см. Эверест Д. Химия бериллия. М.: Химия, 1968. С.123], принятый за аналог, и основанный на термоактивации высокосортного берилла. Термоактивация берилла включает плавление высокосортного бериллового концентрата при температуре 1650°С, водную грануляцию плава, термообработку гранул при температуре 950°С. После проведения термоактивации берилла, полученный плав подвергают сухому измельчению и затем обрабатывают 93%-ной серной кислотой при температуре 300°С.
В данном процессе, если водная грануляция плава (закалка) проводится достаточно быстро, то кристаллическое строение берилла изменяется, что значительно упрощает его вскрытие серной кислотой. Однако при этом с серной кислотой взаимодействует всего 50-60 мас.% бериллия, т.к. нерастворимый остаток представляет собой твердый раствор оксида бериллия в кремнеземе, не поддающийся вскрытию серной кислотой. При последующей термообработке гранулированного плава из твердого раствора выпадает оксид бериллия, при взаимодействии которого с серной кислотой до 90-95 мас.% бериллия переходит в сульфат (перед сульфатизацией плав подвергают сухому измельчению до крупности - 74 мкм).
В случае, когда на операции грануляции не выполняется достаточно быстрое охлаждение плава, бериллий выделяется в форме химически стойкого кристаллического оксида бериллия в твердом растворе, который практически не вскрывается серной кислотой. На практике указанное явление происходит, если капли плава, образующиеся при его разбрызгивании струей воды, являются крупными. В производственных условиях гранулы плава с размерами, превышающими 12 мм, отсеивают и направляют на повторную переплавку [см. Уайт Д., Берк Дж. Бериллий. М.: ИЛ, 1960. С.74].
Недостатками способа-аналога являются многостадийность процесса активирующей подготовки бериллового концентрата к вскрытию серной кислотой, включающего 4 стадии (плавка концентрата, грануляция плава, термообработка гранулята, измельчение гранулята), высокая энергоемкость процессов термоактивации концентрата и его сульфатизации (т.к. процессы плавления, термообработки и сульфатизации протекают при высоких температурах, достигающих 1650°С, 950°С и 300°С соответственно), оборот на повторную переплавку гранулята крупностью более 12 мм, что в совокупности ведет к большим производственным затратам и к недостаточной экономической эффективности способа-аналога.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является сернокислотный способ извлечения бериллия из низкосортного бериллового концентрата (см. Дарвин Дж., Баддери Дж. Бериллий. М.: ИЛ, 1962. С.22-24), принятый за прототип и предусматривающий щелочное разложение (активацию) данного минерала в процессе плавления шихты из бериллового концентрата и дорогостоящих щелочных (щелочноземельных) флюсов [негашеная известь (или известняк) с добавкой кальцинированной соды либо без такой добавки] и последующую водную грануляцию плава, что обеспечивает образование в грануляте кислотовскрываемых фаз бериллия, из которых его переводят в водорастворимый сульфат бериллия, обрабатывая предварительно измельченный гранулят серной кислотой. Последующим водным выщелачиванием просульфатизированного гранулята сульфат бериллия извлекают в раствор, от раствора сульфата бериллия отделяют малорастворимый гипс- и кремнеземсодержащий кек со стадии выщелачивания, кек подвергают водной промывке от сульфата бериллия и сбрасывают в отвал.
Недостатками способа-прототипа являются большой расход дорогостоящих флюсов при плавлении шихты, многостадийность процесса активации концентрата (4 стадии - шихтовка концентрата и флюсов, плавление шихты, водная грануляция плава, измельчение гранулята), образование большого количества экологически вредного бериллийсодержащего отвального кека, что создает проблему его захоронения без нанесения ущерба окружающей среде, а промывка кека от сульфата бериллия требует перерабатывать большие объемы пульп кека.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа извлечения бериллия из берилловых концентратов, обеспечивающего исключение использования флюсов, сокращение числа операций на стадии активации концентрата, уменьшение объемов экологически вредного бериллийсодержащего отвального кека, снижение затрат на отмывку кека от сульфата бериллия и захоронение кека на специальных «отвальных полях».
Сущность заявляемого способа извлечения бериллия из берилловых концентратов заключается в том, что в отличие от известного способа-прототипа, включающего активацию концентрата, сульфатизацию активированного концентрата серной кислотой, водное выщелачивание просульфатизированного продукта, разделение пульпы выщелачивания на раствор сульфата бериллия и кек, водную промывку кека от сульфата бериллия, разделение пульпы промывки на промывной раствор и отвальный кек, согласно изобретению берилловый концентрат активируют путем его измельчения до получения рентгеноаморфного продукта с крупностью частиц менее 5 мкм, активированный концентрат сульфатизируют серной кислотой не менее 0,5 ч при температуре 95-105°С с непрерывным механическим удалением продуктов реакции с поверхности частиц концентрата и затем не менее 1,5 ч при температуре 250-300°С.
Решение указанной задачи и достижение соответствующих технических результатов обеспечивается тем, что в процессе механоактивации бериллового концентрата разрушается кристаллическая решетка и увеличивается удельная поверхность берилла, а в процессе последующей механохимической обработки механоактивированного концентрата (его сульфатизации при температуре 95-105°С с использованием серной кислоты и, например, мелющих тел) с поверхности частиц механоактивированного берилла непрерывно удаляются продукты реакции сульфатизации (сульфаты бериллия, алюминия, коллоидный кремнезем и др.), что облегчает доступ молекул серной кислоты вглубь частиц механоактивированного берилла. Механоактивация берилла, последующая его сульфатизация в заявляемом режиме обеспечивают в дальнейшем возможность достаточно полного извлечения бериллия в сульфатный раствор. При реализации заявляемого способа исключается использование флюсов. В заявляемом способе по сравнению со способом-прототипом число технологических операций в процессе подготовки бериллового концентрата к сульфатизации сокращается с четырех до одной. В заявляемом способе по сравнению со способом-прототипом сокращается масса образующегося экологически вредного бериллийсодержащего кека, подлежащего захоронению на специальных «отвальных полях» (т.к. не используются флюсы), а также снижаются затраты на отмывку кека от сульфата бериллия и захоронение кека.
Пример осуществления способа.
Исходный берилловый концентрат содержит ВеО в количестве 5,56 мас.%.
Для осуществления заявляемого способа навески бериллового концентрата (0,5 г по бериллию) механоактивируют в планетарной мельнице с получением рентгеноаморфного продукта. Измельченный концентрат обрабатывают 93%-ной серной кислотой из расчета 1,6 мл кислоты на 1 г концентрата. Полученную реакционную массу сульфатизируют, выдерживая смесь вначале не менее 0,5 ч при температуре 95-105°С (непрерывно растирая реакционную массу пестиком), затем не менее 1,5 ч при температуре 250-300°С. В процессе сернокислотного вскрытия активированного концентрата расход серной кислоты растирание реакционной массы, температурный режим и длительность данного процесса назначают, исходя из получения требуемой полноты вскрытия концентрата. Просульфатизированный продукт выщелачивают водой при Т:Ж=1:5 (по исходному концентрату), температуре 90-100°С в течение 30-ти мин. Сернокислую пульпу с операции выщелачивания нейтрализуют раствором аммиака до рН 3,5 и фильтруют. Полученный после фильтрования кек подвергают двукратной фильтр-репульпационной промывке водным раствором сульфата аммония (конц. 50 г/л), подкисленным серной кислотой до рН 3,5, при Т:Ж=1:7 (по исходному концентрату) и температуре 80-85°С в течение 15-ти мин. Отмытый кек сушат до постоянного веса, анализируют на содержание бериллия, после чего по остаточному количеству бериллия в кеке определяют полноту извлечения бериллия из концентрата в раствор.
Для сравнения с заявляемым изобретением получают просульфатизированный продукт по способу-прототипу. С этой целью готовят шихту из бериллового концентрата (0,5 г по бериллию) и известняка в массовом соотношении 1:0,45. Затем полученную шихту загружают в графитовый тигель и плавят при температуре 1500°С в шахтной печи. Плав сливают в холодную воду, полученный гранулят измельчают до крупности - 0,15 мм. Измельченный гранулят распульповывают в воде при соотношении Т:Ж=1:1. В полученную пульпу добавляют 93%-ную серную кислоту из расчета 0,8 мл кислоты на 1 г гранулята и образовавшуюся реакционную массу вьщерживают в течение 5-ти мин при температуре 120°С. Просульфатизированный гранулят перерабатывают в режиме, аналогичном режиму переработки просульфатизированного продукта заявляемым способом, рассчитывая Т:Ж выщелачивания просульфатизированного гранулята и промывок кека по грануляту.
В табл.1 приведены результаты осуществления способа по заявляемому способу и для сравнения по способу-прототипу.
Таблица 1
Сравнительные показатели процесса извлечения бериллия из берилловых концентратов по заявляемому способу и способу-прототипу
№ примера Способ реализации Масса концентрата (шихты), г Масса гранулята, г Крупность концентрата (гранулята) перед сульфатизацией, мкм Масса отвального кека, г Количество Be в отвальном кеке, мг Извлечение Ве в раствор (по кеку), мас.%
1 Заявляемый способ 25,00 - -10 18 35 93
2 25,00 - -5 16 25 95
3 Способ-прототип (36,25) 31 (-150) 30 25 95
Примечание: в примерах 1-3 загрузка бериллия с шихтой (гранулятом) и концентратом составляет по 500 мг.
Из данных, представленных в табл.1, следует, что при осуществлении заявляемого способа (пример 2, в котором используют механоактивированный концентрат с крупностью частиц - 5 мкм) извлечение бериллия из концентрата в раствор составляет 95 мас.%; при использовании на сульфатизации механоактивированного концентрата с более высокой крупностью частиц (пример 1, когда крупность частиц концентрата составляет - 10 мкм), извлечение бериллия из концентрата в раствор снижается до 93 мас.%.
Для сравнения с заявляемым способом в табл.1 представлены результаты осуществления способа-прототипа (пример 3), для которого извлечение бериллия из бериллового концентрата в раствор составляет также 95 мас.%. Таким образом, заявляемый способ в сравнении со способом-прототипом позволяет эффективно извлекать бериллий из берилловых концентратов в раствор без использования флюсов, при сокращении числа активирующих операций с четырех до одной, уменьшении объема экологически вредного бериллийсодержащего отвального кека почти в два раза с соответствующим снижением затрат на отмывку кека от сульфата бериллия и захоронение кека на специальных «отвальных полях».

Claims (1)

  1. Способ извлечения бериллия из берилловых концентратов, включающий активацию концентрата, сульфатизацию активированного концентрата серной кислотой, водное выщелачивание просульфатизированного продукта, разделение пульпы выщелачивания на раствор сульфата бериллия и кек, водную промывку кека от сульфата бериллия, разделение пульпы промывки на промывной раствор и отвальный кек, отличающийся тем, что концентрат активируют путем его измельчения до получения рентгеноаморфного продукта с крупностью частиц менее 5 мкм, активированный концентрат сульфатизируют серной кислотой не менее 0,5 ч при температуре 95-105°С с непрерывным механическим удалением продуктов реакции с поверхности частиц концентрата и затем не менее 1,5 ч при температуре 250-300°С.
RU2006129072/15A 2006-02-14 2006-08-10 Способ извлечения бериллия из берилловых концентратов RU2313489C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KZ2006/0209.1 2006-02-14
KZ20060209 2006-02-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006129072A RU2006129072A (ru) 2006-12-10
RU2313489C2 true RU2313489C2 (ru) 2007-12-27

Family

ID=37665393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006129072/15A RU2313489C2 (ru) 2006-02-14 2006-08-10 Способ извлечения бериллия из берилловых концентратов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2313489C2 (ru)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2350562C2 (ru) * 2008-02-05 2009-03-27 Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Способ извлечения бериллия из бериллийсодержащих концентратов
RU2353582C2 (ru) * 2008-02-05 2009-04-27 Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" Способ получения гидроксида бериллия
RU2354727C2 (ru) * 2008-02-05 2009-05-10 Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" Способ извлечения бериллия из минерального сырья
RU2547366C2 (ru) * 2013-02-25 2015-04-10 Акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" Способ переработки бериллиевых концентратов, содержащих флюорит
RU2546945C1 (ru) * 2013-12-03 2015-04-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина Способ переработки смеси бериллиевых концентратов
RU2624749C2 (ru) * 2015-12-01 2017-07-06 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Способ получения оксида бериллия и металлического бериллия

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2351540C2 (ru) * 2007-12-14 2009-04-10 Открытое акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" (ОАО "ВНИИХТ) Способ извлечения бериллия из бериллиевых концентратов

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU51108A1 (ru) * 1936-07-17 1936-11-30 Н.Ф. Кащеев Способ переработки бериллиевой руды
US3116111A (en) * 1960-07-25 1963-12-31 Beryllium Corp Production of beryllium hydroxide
US3233970A (en) * 1961-06-14 1966-02-08 Nippon Gaishi Kaisha Ltd Method of producing beryllium oxide from beryllium containing ores
US3369860A (en) * 1963-10-24 1968-02-20 Dow Chemical Co Process for recovering beryllium values
US3375060A (en) * 1964-07-31 1968-03-26 Dow Chemical Co Method of producing hydrogen fluoride and solubilized beryllium
US3685961A (en) * 1970-12-21 1972-08-22 Anaconda Co Extraction of beryllium from ores
US4729881A (en) * 1986-12-16 1988-03-08 Fmc Corporation Hydrometallurgical process for the production of beryllium

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU51108A1 (ru) * 1936-07-17 1936-11-30 Н.Ф. Кащеев Способ переработки бериллиевой руды
US3116111A (en) * 1960-07-25 1963-12-31 Beryllium Corp Production of beryllium hydroxide
US3233970A (en) * 1961-06-14 1966-02-08 Nippon Gaishi Kaisha Ltd Method of producing beryllium oxide from beryllium containing ores
US3369860A (en) * 1963-10-24 1968-02-20 Dow Chemical Co Process for recovering beryllium values
US3375060A (en) * 1964-07-31 1968-03-26 Dow Chemical Co Method of producing hydrogen fluoride and solubilized beryllium
US3685961A (en) * 1970-12-21 1972-08-22 Anaconda Co Extraction of beryllium from ores
US4729881A (en) * 1986-12-16 1988-03-08 Fmc Corporation Hydrometallurgical process for the production of beryllium

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДАРВИН ДЖ., БАДДЕРИ ДЖ. Бериллий. - М.: Издательство иностранной литературы, 1962, с.22-24. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2350562C2 (ru) * 2008-02-05 2009-03-27 Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Способ извлечения бериллия из бериллийсодержащих концентратов
RU2353582C2 (ru) * 2008-02-05 2009-04-27 Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" Способ получения гидроксида бериллия
RU2354727C2 (ru) * 2008-02-05 2009-05-10 Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" Способ извлечения бериллия из минерального сырья
RU2547366C2 (ru) * 2013-02-25 2015-04-10 Акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" Способ переработки бериллиевых концентратов, содержащих флюорит
RU2546945C1 (ru) * 2013-12-03 2015-04-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина Способ переработки смеси бериллиевых концентратов
RU2624749C2 (ru) * 2015-12-01 2017-07-06 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Способ получения оксида бериллия и металлического бериллия

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006129072A (ru) 2006-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3008040C (en) Rare earth ore processing methods by acid mixing, sulphating and decomposing
CN103193213B (zh) 一种综合利用低品位磷矿石的方法
RU2222622C2 (ru) Способ переработки сподуменовых концентратов
CN109081375A (zh) 一种制钒的氨气回收制铵和废水循环使用的工艺
CN110358937A (zh) 一种从钛白废酸和赤泥中选择性富集钪的方法
JP2019529721A (ja) バイヤー法によるアルミナ製造の残渣からの、または前記残渣に類似の化学組成を有する材料からの金属、希少金属および希土類金属の濃縮物の製造方法、ならびにそのようにして得られた濃縮物の精製
RU2313489C2 (ru) Способ извлечения бериллия из берилловых концентратов
CN104818395B (zh) 一种处理黑钨矿或黑白钨混合矿的方法
CN109776001B (zh) 一种砷碱渣磨浸脱碱与水泥窑资源化协同处理系统与方法
CN110643808B (zh) 一种从低品位钨铁矿中提取钨的方法
CN109182787B (zh) 一种提高含锗、镓物料中锗、镓浸出率的方法
JPH03188228A (ja) 金属回収法
RU2356961C2 (ru) Способ извлечения лития из минерального сырья
KR102648802B1 (ko) 메카노케미스트리 및 알카리프리팅 공정을 이용하여 폐 탈황분진을 리튬 제조 공정에 활용하는 방법.
WO1997029992A1 (en) Red mud processing
CN106587136A (zh) 一种含锌高炉瓦斯泥制备高纯七水硫酸锌的方法
RU2324653C2 (ru) Способ переработки бертрандит-фенакит-флюоритовых концентратов
RU2319755C2 (ru) Способ извлечения лития из лепидолитового концентрата
JPH03236426A (ja) 希土類含有鉱石の処理方法
AU2004309162B2 (en) A method of recovering metal values from refractory sulphide ores and concentrates
RU2299253C2 (ru) Способ извлечения лития из смеси лепидолитового и сподуменового концентратов
CN110358925B (zh) 一种化学冻融处理铁矾渣的方法
RU2354727C2 (ru) Способ извлечения бериллия из минерального сырья
RU2783711C2 (ru) Способ извлечения меди из хризоколлы
RU2309122C2 (ru) Способ переработки бериллийсодержащих концентратов

Legal Events

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

Effective date: 20080811