[go: up one dir, main page]

RU2565174C2 - Способ получения оксидов ниобия и тантала из рудных концентратов - Google Patents

Способ получения оксидов ниобия и тантала из рудных концентратов Download PDF

Info

Publication number
RU2565174C2
RU2565174C2 RU2013130384/05A RU2013130384A RU2565174C2 RU 2565174 C2 RU2565174 C2 RU 2565174C2 RU 2013130384/05 A RU2013130384/05 A RU 2013130384/05A RU 2013130384 A RU2013130384 A RU 2013130384A RU 2565174 C2 RU2565174 C2 RU 2565174C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
niobium
tantalum
concentrate
ammonium
mixture
Prior art date
Application number
RU2013130384/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013130384A (ru
Inventor
Александр Сергеевич Герасименко
Николай Анатольевич Козлов
Анатолий Сергеевич Нефедьев
Денис Александрович Петров
Антон Михайлович Турнаев
Николай Леонидович Шинкаркин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Ангарский электролизный химический комбинат"
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 Открытое акционерное общество "Ангарский электролизный химический комбинат" filed Critical Открытое акционерное общество "Ангарский электролизный химический комбинат"
Priority to RU2013130384/05A priority Critical patent/RU2565174C2/ru
Publication of RU2013130384A publication Critical patent/RU2013130384A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2565174C2 publication Critical patent/RU2565174C2/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

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к технологии переработки рудных концентратов ниобия и тантала. Способ получения оксидов ниобия и тантала из колумбитового (танталитового) концентрата включает его вскрытие фторидами аммония и серной кислотой, последующее выделение, очистку и разделение солей ниобия и тантала экстракцией. При этом концентрат фторируют расплавом смеси фторидов аммония при температуре 110-240°C в течение 0,5-5 часов, выделяющиеся при этом газы абсорбируют водой с получением раствора аммиака. Изобретение обеспечивает экономически эффективный и малоотходный способ переработки ниобий- и танталсодержащих рудных концентратов, а также низкий удельный расход химикатов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

Description

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к технологии переработки концентратов ниобия и тантала.
Известен классический способ получения оксидов ниобия и тантала из их концентратов, получивший в настоящее время наиболее широкое распространение в промышленной практике. Согласно данному способу содержащие ниобий и тантал концентраты вскрывают в плавиковой кислоте или смеси плавиковой и других минеральных кислот (как правило, серной). Из полученных водных растворов фтористые соединения ниобия и тантала извлекают с помощью нейтральных экстрагентов (кетоны, алкилофосфаты, спирты). Экстракт промывают водой, что приводит к селективной реэкстракции ниобия. Затем органическую фазу промывают раствором фторида аммония, что приводит к реэкстракции тантала. Далее металлы в виде гидроксидов осаждают из реэкстрактов аммиаком. Полученные осадки промывают, сушат и прокаливают для получения оксидов ниобия и тантала (Зеликман А.Н. и др. "Металлургия редких металлов", Москва, Металлургия, 1991, стр. 103-105). Основными недостатками этого способа являются высокий удельный расход дорогостоящей плавиковой кислоты и образование значительного количества фторсодержащих отходов, требующих переработки.
Известен способ получения оксидов ниобия и тантала из концентратов, в котором вскрытие концентратов проводят смесью фторидов аммония с серной кислотой (наряду с фторидами аммония могут быть использованы фториды натрия, калия, кальция или смеси всех перечисленных фторидов). Из полученного раствора оксиды ниобия и тантала могут быть получены по классической схеме (Патент США 7182925). Этот способ выбран в качестве прототипа.
Основным недостатком данного способа является высокий удельный расход химикатов и образование значительного количества фторсодержащих отходов, требующих обезвреживания перед сбросом в окружающую среду, что в конечном итоге приводит к высокой стоимости получаемых оксидов ниобия и тантала.
Задачей настоящего изобретения является разработка малоотходного способа переработки ниобий- и танталсодержащих рудных концентратов, характеризуемого низким удельным расходом химикатов и высокой экономической эффективностью.
Поставленную задачу решают следующим образом. Содержащие ниобий и тантал концентраты шихтуют со смесью фторидов аммония (фторида и бифторида). Количество фторидов аммония рассчитывают исходя из обеспечения массового отношения концентрат:фтор-ион = 1:0,60÷0,85. Внесение фторида аммония в меньшем количестве, чем данное соотношение, не обеспечивает полноту протекания реакции из-за недостатка фторирующего реагента. Внесение большего количества фторида аммония обеспечивает его избыток в реакционной смеси, который взаимодействует с материалом оборудования, вызывая его коррозию, и не содержащей ниобия и тантала минеральной составляющей концентрата, что приводит к нецелевому расходованию данного реагента.
Полученную смесь нагревают до 110-240°C и выдерживают при данной температуре в течение 0,5-5 часов, что обеспечивает протекание реакции фторирования между концентратом и фторидами аммония. Нагревание смеси ниже 110°C не позволяет перевести в расплавленное состояние фторид аммония, что не обеспечивает протекание реакции. При температуре более 240°C преимущественно протекает процесс разложения фторида аммония, что приводит к нецелевому расходованию данного регента. Наиболее интенсивно процесс взаимодействия расплава фторида аммония и концентрата протекает в первые 30 минут. Судя по объему выделяющегося в результате реакции аммиака, являющегося индикатором протекания реакции, около 85% концентрата реагирует с фторидом аммония в течение данного периода. Сплавление меньше 30 минут нецелесообразно, поскольку не обеспечивает полноту протекания реакции. По мере протекания реакции ее интенсивность снижается. Через 5 часов после начала реакции выделение аммиака, свидетельствующее о протекании реакции, полностью прекращается. Таким образом, сплавление концентрата и фторида аммония более 5-ти часов не оправдано, поскольку дальнейшее ведение процесса не приводит к увеличению степени реагирования исходных компонентов.
Образующиеся при проведении данного процесса газы, содержащие преимущественно аммиак и пары воды, абсорбируют водой в охлаждаемой емкости, что обеспечивает получение водного раствора аммиака, используемого на последующих стадиях процесса.
Профторированый продукт вскрывают смесью серной и плавиковой кислот. Суммарная молярная концентрация кислот в растворе, подаваемом на вскрытие, должна составлять не менее 12 М. Меньшая концентрация кислот не обеспечит условия для перехода ниобия и тантала в органическую фазу на последующей стадии экстракции. Количество плавиковой кислоты, добавляемой в смесь кислот, рассчитывают исходя из обеспечения массового соотношения профторированный продукт:HF = 1:0,25-0,4. Соотношение Т:Ж в начальный момент вскрытия составляет 1:3-8. Вскрытие проводят при температуре 95-115°C в течение 1-5 часов. Полученную пульпу фильтруют. Ниобий и тантал извлекают из водного раствора экстракцией по классической схеме. Полученные реэкстраты обрабатывают аммиачной водой, в том числе полученной при абсорбировании газов, выделяющихся при сплавлении концентрата с фторидами аммония. Осадки промывают и прокаливают до оксидов металлов, а фильтраты, содержащие фторид аммония, упаривают. Полученную в результате упаривания смесь различных фторидов аммония, содержащую воду, возможно использовать для фторирования концентратов ниобия и тантала. Описываемые процессы схематично представлены на рисунке 1.
Предложенный способ позволяет регенерировать большую часть используемого в технологическом процессе фторида аммония и в несколько раз сократить количество образующихся отходов. Использование конденсата, получаемого при упаривании раствора фторида аммония, для реэкстракции ниобия и тантала и для абсорбции аммиака, позволяет снизить удельное потребление воды.
Пример 1
100 г концентрата, содержащего 40% оксида ниобия и 4% оксида тантала, смешали с 110 г бифторида аммония (смесь 25% NH4F и 75% NH4F*HF). Смесь выдержали в течение 2-х часов при температуре 210°C. Выделившийся при протекании реакции фторирования концентрата газ абсорбировали в 80 мл воды. По завершению процесса спекания объем раствора в абсорбере составил 160 мл, содержание аммиака в нем 23,5% масс. Полученный в результате взаимодействия концентрата и фторида аммония продукт вскрывали в течение 3-х часов при температуре 110°C в 460 мл раствора, содержащего 350 г серной 40 г плавиковой кислот. Далее осадок отфильтровывали, а фильтрат (384 мл) помещали в делительную воронку. Экстракцию ниобия и тантала выполняли тремя порциями октанола по 100 мл. Порции экстракта объединяли и промывали тремя порциями воды по 50 мл. Порции реэкстракта объединяли и нейтрализовали 135 мл раствора аммиака, полученного на стадии взаимодействия концентрата с фторидом аммония. Полученный осадок отфильтровывали, промывали и прокаливали до постоянной массы. Выход оксида ниобия составил 34,2 г, содержание тантала в нем составило 0,1%. Затем октанол промывали тремя порциями по 10 мл раствора фторида аммония, концентрации 100 г/л. Порции танталового реэкстракта объединяли и нейтрализовали 30 мл аммиачной воды. Осадок отфильтровывали, промывали и прокаливали до постоянной массы. Выход оксида тантала составил 8,8 г (осадок представляет смесь оксида ниобия 5,0 г и оксида тантала 3,8 г). Извлечение ниобия и тантала из концентрата в полученные оксиды составило 98 и 95% соответственно. Полученные на стадии осаждения гидроксидов металлов фильтраты объемом 290 и 55 мл соответственно объединяли и упаривали при температуре не выше 135°C, что привело к получению 76 г смеси фторидов аммония влажностью 10%. Степень регенерации фторида аммония составила 62%.
Пример 2
100 г концентрата, содержащего 20% оксида ниобия и 2% оксида тантала, смешали со 100 г бифторида аммония (смесь 25% NH4F и 75% NH4F*HF). Смесь выдержали в течение 3,5-х часов при температуре 160°C. Выделившиеся при сплавлении шихты газы абсорбировали в 70 мл воды. В окончании процесса сплавления объем раствора в абсорбере составил 140 мл, содержание аммиака в нем 25% масс. Полученный при взаимодействии концентрата и фторида аммония продукт вскрывали в течение 3-х часов при температуре 110°C в 460 мл раствора, содержащего 350 г серной и 40 г плавиковой кислот. Далее осадок отфильтровывали, а фильтрат помещали в делительную воронку. Экстракцию ниобия и тантала выполняли тремя порциями октанола по 50 мл. Порции экстракта объединяли и промывали тремя порциями воды по 25 мл. Порции реэкстракта объединяли и нейтрализовали 63 мл раствора аммиака, полученного на стадии сплавлении концентрата с фторидом аммония. Образовавшийся при нейтрализации реэкстракта осадок отфильтровывали, промывали водой, сушили и прокаливали до постоянной массы. Выход оксида ниобия составил 15,9 г, содержание тантала в нем 0,1%. Затем октанол промывали тремя порциями по 5 мл раствора фторида аммония концентрации 100 г/л. Танталовый реэкстракт объединяли и нейтрализовали 20 мл аммиачной воды. Образовавшийся осадок отфильтровывали, промывали и прокаливали до постоянной массы, которая составила 5,8 г (осадок состоял из оксида ниобия 3,9 г и оксида тантала 1,9 г). Извлечение ниобия и тантала из концентрата в полученные оксиды составляет 99 и 95% соответственно. Полученные на стадии обработки реэкстрактов аммиаком фильтраты объемом 142 и 36 мл соответственно, объединяли и упаривали, что привело к получению 37 г смеси фторидов аммония, содержащей 7% влаги. Регенерировано 34% фторида аммония, использованного в процессе.

Claims (4)

1. Способ получения оксидов ниобия и тантала из колумбитового (танталитового) концентрата путем его вскрытия фторидами аммония и серной кислотой с последующим выделением, очисткой и разделением солей ниобия и тантала экстракцией, отличающийся тем что, концентрат фторируют расплавом смеси фторидов аммония при температуре 110-240°C в течение 0,5-5 часов, выделяющиеся при этом газы абсорбируют водой с получением раствора аммиака.
2. Способ по п. 1 отличается тем, что фторированный продукт вскрывают в смеси серной и плавиковой кислот в течение 1-3 часов при 95-115°C.
3. Способ по п. 1 отличается тем, что нейтрализацию реэкстрактов выполняют раствором аммиака, полученным при абсорбировании газов, выделившихся при сплавлении концентрата с фторидом аммония.
4. Способ по п. 1 отличается тем, что раствор, образующийся при нейтрализации реэкстрактов, упаривают, получаемый при этом фторид аммония и конденсат возвращают в технологический процесс.
RU2013130384/05A 2013-07-02 2013-07-02 Способ получения оксидов ниобия и тантала из рудных концентратов RU2565174C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013130384/05A RU2565174C2 (ru) 2013-07-02 2013-07-02 Способ получения оксидов ниобия и тантала из рудных концентратов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013130384/05A RU2565174C2 (ru) 2013-07-02 2013-07-02 Способ получения оксидов ниобия и тантала из рудных концентратов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013130384A RU2013130384A (ru) 2015-01-10
RU2565174C2 true RU2565174C2 (ru) 2015-10-20

Family

ID=53278976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013130384/05A RU2565174C2 (ru) 2013-07-02 2013-07-02 Способ получения оксидов ниобия и тантала из рудных концентратов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2565174C2 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107099661A (zh) * 2017-06-06 2017-08-29 江西理工大学 一种从烧绿石中提取铌的方法
CN107190141A (zh) * 2017-06-07 2017-09-22 江西理工大学 一种硫酸体系氟盐辅助锰钽矿分解的方法
CN114150166B (zh) * 2021-11-15 2022-11-04 中南大学 一种铌矿的预富集以及选冶方法
CN116790912A (zh) * 2023-06-27 2023-09-22 广西东逸科技有限公司 一种从氧化矿中提取稀贵金属的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2160787C1 (ru) * 2000-06-27 2000-12-20 Закрытое акционерное общество "Росредмет" Способ получения окислов тугоплавких металлов из лопаритового концентрата
RU2237738C2 (ru) * 2002-04-01 2004-10-10 Открытое акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" Способ получения пентоксида ниобия
US7182925B2 (en) * 2003-04-24 2007-02-27 Osram Sylvania Inc. Tantalum concentrates dissolution and purification method
RU2360985C1 (ru) * 2008-02-21 2009-07-10 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук Способ переработки плюмбомикролитового концентрата

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2160787C1 (ru) * 2000-06-27 2000-12-20 Закрытое акционерное общество "Росредмет" Способ получения окислов тугоплавких металлов из лопаритового концентрата
RU2237738C2 (ru) * 2002-04-01 2004-10-10 Открытое акционерное общество "Ульбинский металлургический завод" Способ получения пентоксида ниобия
US7182925B2 (en) * 2003-04-24 2007-02-27 Osram Sylvania Inc. Tantalum concentrates dissolution and purification method
RU2360985C1 (ru) * 2008-02-21 2009-07-10 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук Способ переработки плюмбомикролитового концентрата

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013130384A (ru) 2015-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1335150C (en) Process for the production or recovery of acids from metalliferous solutions of such acid
RU2416654C1 (ru) Способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса
CN105164283B (zh) 从有机溶液中反萃取稀土金属和制备稀土金属浓缩物的方法
RU2565174C2 (ru) Способ получения оксидов ниобия и тантала из рудных концентратов
RS61569B1 (sr) Postupci za obradu materijalima koji sadrže litijum
CN104831075A (zh) 一种废钒钼系scr催化剂的钒、钼分离和提纯方法
CN110494575A (zh) 回收锂的方法
CN102828025A (zh) 从石煤钒矿中提取v2o5的方法
CN109081375A (zh) 一种制钒的氨气回收制铵和废水循环使用的工艺
US12139775B2 (en) Process for purifying and concentrating rare earths from phosphogypsum
EP2984042B1 (en) A method for purification of circulating leaching solutions from phosphates and fluorides
CN105129851A (zh) 一种高纯氧化铌的制备方法
JP6972042B2 (ja) ホウ素濃度制御による液体核廃棄物のリサイクル方法
RU2595672C1 (ru) Способ переработки концентрата редкоземельных элементов
RU2667932C1 (ru) Способ переработки монацитового сырья
JP2013245159A (ja) クラウス法テールガスを包括的に処理するとともに硫酸マンガンを製造する方法
Shlewit Treatment of phosphate rocks with hydrochloric acid
RU2605741C1 (ru) Способ переработки вольфрамовых концентратов
JP2023129361A (ja) リチウム濃縮液の製造方法及びこれに用いるリン酸リチウムの生成方法
RU2612244C1 (ru) Способ обработки фосфатного концентрата РЗЭ
RU2487185C1 (ru) Способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса
JP2640498B2 (ja) 酸を回収する方法
RU2833059C1 (ru) Способ переработки отработанного ванадиевого катализатора
RU2630989C1 (ru) Способ переработки фторидного редкоземельного концентрата
RU2623570C1 (ru) Способ переработки танталониобиевого концентрата

Legal Events

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

Effective date: 20160703