[go: up one dir, main page]

RU2763074C1 - Method for complex processing of phosphogypse - Google Patents

Method for complex processing of phosphogypse Download PDF

Info

Publication number
RU2763074C1
RU2763074C1 RU2021117361A RU2021117361A RU2763074C1 RU 2763074 C1 RU2763074 C1 RU 2763074C1 RU 2021117361 A RU2021117361 A RU 2021117361A RU 2021117361 A RU2021117361 A RU 2021117361A RU 2763074 C1 RU2763074 C1 RU 2763074C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phosphogypsum
solution
ree
carbonate
sulfate
Prior art date
Application number
RU2021117361A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Леонидович Олейник
Иван Тарасович Жадовский
Степан Алексеевич Герасев
Татьяна Евгеньевна Литвинова
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет»
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 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет»
Priority to RU2021117361A priority Critical patent/RU2763074C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2763074C1 publication Critical patent/RU2763074C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18Carbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/04Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B59/00Obtaining rare earth metals
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry.
SUBSTANCE: invention relates to the chemical industry, in particular to the processing of phosphogypsum, a large-tonnage by-product of the production of phosphoric acid by the sulfuric acid method, containing valuable chemicals such as calcium and rare earth metals. The method includes processing phosphogypsum with 2-3 mol/l potassium carbonate solution, with a ratio of w: t from 1600 to 1800, in terms of the amount of REE oxides in phosphogypsum. The process is carried out for 4-5 hours at 100-110°C to obtain solid calcium carbonate. The liquid phase is directed to the stage of separation of REE compounds by precipitation from the solution when it is cooled or by sorption on anion-exchange resins. A commercial product is obtained in the form of a mixture of REE compounds and a liquid phase of a sulfate-carbonate solution, which is crystallized to obtain potassium sulfate. The potassium carbonate solution is sent to the phosphogypsum conversion stage.
EFFECT: increased efficiency of complex processing of phosphogypsum.
1 cl, 3 dwg, 6 ex

Description

Изобретение относится к химической промышленности, конкретно к переработке фосфогипса - крупнотоннажного побочного продукта производства фосфорной кислоты сернокислотным методом, содержащего ценные химические вещества, такие как кальций, редкоземельные элементы (РЗЭ).The invention relates to the chemical industry, specifically to the processing of phosphogypsum - a large-tonnage by-product of the production of phosphoric acid by the sulfuric acid method, containing valuable chemicals such as calcium, rare earth elements (REE).

Известен способ извлечения лантаноидов из фосфогипса (патент РФ №2167105, опубл. 20.05.2001). Предлагаемый способ включает выщелачивание фосфогипса раствором с массовой долей серной кислоты от 2 до 6% при соотношении Ж:Т=2:3. Концентрация серной кислоты на каждой стадии процесса увеличивается, предельная массовая доля серной кислоты в растворе составляет 24% масс. Остаток фосфогипса промывают водой. Результатом является повышение эффективности процесса извлечения лантаноидов из фосфогипса.A known method for extracting lanthanides from phosphogypsum (RF patent No. 2167105, publ. 20.05.2001). The proposed method includes leaching phosphogypsum with a solution with a mass fraction of sulfuric acid from 2 to 6% at a ratio of W: T = 2: 3. The concentration of sulfuric acid at each stage of the process increases, the limiting mass fraction of sulfuric acid in the solution is 24% of the mass. The remainder of the phosphogypsum is washed with water. The result is an increase in the efficiency of the process of extracting lanthanides from phosphogypsum.

Основными недостатками способа являются многостадийность процесса, использование серной кислоты, низкий процент извлечения лантаноидов, который составляет от 32,65 до 38,68%, а также извлечение лантаноидов происходит без переработки фосфогипса, что не решает проблему накопления отвалов.The main disadvantages of the method are the multistage process, the use of sulfuric acid, a low percentage of extraction of lanthanides, which ranges from 32.65 to 38.68%, as well as the extraction of lanthanides occurs without processing phosphogypsum, which does not solve the problem of dump accumulation.

Известен способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса (патент РФ №2158317, опубл. 27.10.2000). Нейтрализацию раствора, полученного после обработки фосфогипса выщелачивающим раствором, содержащим от 0,1 до 0,5 экв./л серной кислоты, проводят оксидом или карбонатом магния и отделяют осадок РЗЭ фильтрацией. В качестве карбоната магния используют магнезит. В качестве выщелачивающего раствора может быть использован сульфат магния после отделения осадка, содержащего РЗЭ, кислотность которого регулируют добавлением серной кислоты.A known method of extracting rare earth elements from phosphogypsum (RF patent No. 2158317, publ. 27.10.2000). Neutralization of the solution obtained after treatment of phosphogypsum with a leaching solution containing from 0.1 to 0.5 equiv / L of sulfuric acid is carried out with magnesium oxide or carbonate, and the precipitate of rare earth elements is separated by filtration. Magnesite is used as magnesium carbonate. Magnesium sulfate can be used as a leaching solution after separation of the precipitate containing REE, the acidity of which is controlled by the addition of sulfuric acid.

Основными недостатками способа являются выщелачивание фосфогипса серной кислотой, отсутствие процесса переработки фосфогипса, низкий процент извлечения РЗЭ равный 30,5%.The main disadvantages of the method are the leaching of phosphogypsum with sulfuric acid, the absence of a phosphogypsum processing process, and a low percentage of REE extraction equal to 30.5%.

Известен способ комплексной переработки фосфогипса (патент РФ №2639394, опубл. 21.12.2017). Проводится сернокислотное выщелачивание РЗЭ из пульпы ФГ в режиме циркуляции с электрохимической и кавитационной активацией. Разделяют пульпу фильтрацией на первый кек и продуктивный раствор РЗЭ, осаждают оксалаты РЗЭ раствором щавелевой кислоты. Одну часть раствора фильтруют с получением второго кека, объединяют с первым кеком и направляют на производство гипса. Другую используют как оборотный раствор. Способ предусматривает порционное выщелачивание РЗЭ из фосфогипса серной кислотой.A known method for the complex processing of phosphogypsum (RF patent No. 2639394, publ. 12.21.2017). Sulfuric acid leaching of REE from FG pulp is carried out in a circulation mode with electrochemical and cavitation activation. The pulp is separated by filtration into the first cake and a productive solution of REE, the oxalates of REE are precipitated with a solution of oxalic acid. One part of the solution is filtered to obtain a second cake, combined with the first cake and sent to the production of gypsum. The other is used as a circulating solution. The method involves batch leaching of REE from phosphogypsum with sulfuric acid.

Основными недостатками метода являются использование серной кислоты и сложная многостадийная схема переработки фосфогипса с получением недостаточно ценного продукта - гипсовое вяжущее.The main disadvantages of the method are the use of sulfuric acid and a complex multistage scheme for processing phosphogypsum to obtain an insufficiently valuable product - gypsum binder.

Известен способ переработки фосфогипса (патент РФ №2665512, опубл. 30.08.2018) который включает предварительное гранулирование фосфогипса с серной кислотой с последующим перколяционным выщелачиванием гранулированного материала раствором серной кислоты с массовой долей до 0,1% в режиме рециркуляции раствора между стадиями выщелачивания и сорбции. Далее проводят десорбцию тория и кальция раствором нитрата аммония с концентрацией от 80 до 120 г/л. Десорбция РЗЭ осуществляется раствором нитрата аммония с концентрацией от 240 до 280 г/л. Осаждение концентрата РЗЭ проводят раствором гидроксида аммония с концентрацией от 150 до 300 г/л.There is a known method for processing phosphogypsum (RF patent No. 2665512, publ. 08/30/2018) which includes preliminary granulation of phosphogypsum with sulfuric acid, followed by percolation leaching of the granular material with a solution of sulfuric acid with a mass fraction of up to 0.1% in the solution recirculation mode between the stages of leaching and sorption ... Next, thorium and calcium are desorbed with a solution of ammonium nitrate with a concentration of 80 to 120 g / l. Desorption of REE is carried out with a solution of ammonium nitrate with a concentration of 240 to 280 g / l. The precipitation of the REE concentrate is carried out with an ammonium hydroxide solution with a concentration of 150 to 300 g / l.

Недостатком способа является использование серной кислоты и получение недостаточно ценного компонента в виде гипсовых строительных материалов.The disadvantage of this method is the use of sulfuric acid and obtaining an insufficiently valuable component in the form of gypsum building materials.

Известен способ комплексной переработки фосфогипса (патент РФ №2258036, опубл. 10.08.2005), принятый за прототип, который включает обработку раствором карбоната натрия с концентрацией от 2,0 до 2,5 моль/дм3 при температуре от 60 до 80°С в течение 30-45 минут при соотношении Ж:Т, равном 2,0-2,5:1,0, отделение твердого остатка и жидкой фазы, выпаривание жидкой фазы с получением твердого сульфата натрия как товарного продукта, прокаливание твердого остатка, обработку прокаленного твердого остатка хлористым аммонием, разделения образовавшегося раствора хлористого кальция с получением карбоната кальция как готового продукта, обработки нерастворимого остатка, содержащего РЗЭ, раствором с массовой долей соляной кислоты от 5 до 6% в смеси с аскорбиновой кислотой при температуре от 80 до 90°С в течение 30-60 минут, причем соотношение аскорбиновой кислоты и РЗЭ составляет 0,4-0,5:1,0 (масс.), разделение образовавшегося раствора и твердой фазы, представляющей собой концентрат стронция как готового продукта. Затем проводится нейтрализация раствора с РЗЭ аммиаком до рН 9,0-9,5, отделение осадка РЗЭ от жидкой фазы и обработка осадка раствором сульфата натрия с рН от 0,3 до 0,5 при температуре 80-90°С в течение 60-90 минут для очистки от фосфатов и полуторных окислов (R2O3), отделение осадка полученных сульфатов кальция и РЗЭ, его сушка с получением смешанных сульфатов кальция и редкоземельных элементов как готового продукта.A known method for the complex processing of phosphogypsum (RF patent No. 2258036, publ. 08/10/2005), taken as a prototype, which includes treatment with a solution of sodium carbonate with a concentration of 2.0 to 2.5 mol / dm 3 at a temperature of 60 to 80 ° C within 30-45 minutes at a W: T ratio of 2.0-2.5: 1.0, separation of the solid residue and the liquid phase, evaporation of the liquid phase to obtain solid sodium sulfate as a commercial product, calcining the solid residue, processing the calcined solid residue with ammonium chloride, separation of the resulting solution of calcium chloride to obtain calcium carbonate as a finished product, treatment of the insoluble residue containing REE with a solution with a mass fraction of hydrochloric acid from 5 to 6% in a mixture with ascorbic acid at a temperature of 80 to 90 ° C in for 30-60 minutes, and the ratio of ascorbic acid and REE is 0.4-0.5: 1.0 (wt.), the separation of the resulting solution and the solid phase, which is a concentrate of strontium as ready th product. Then the solution with REE ammonia is neutralized to a pH of 9.0-9.5, the REE precipitate is separated from the liquid phase and the precipitate is treated with a sodium sulfate solution with a pH of 0.3 to 0.5 at a temperature of 80-90 ° C for 60- 90 minutes for purification from phosphates and sesquioxides (R 2 O 3 ), separation of the precipitate of the obtained calcium sulfates and rare earth elements, drying it to obtain mixed calcium sulfates and rare earth elements as a finished product.

Основные недостатки способа в том, что происходит переход редкоземельных элементов в процессе карбонизации в твердый осадок, что значительно усложняет процесс извлечения соединений редкоземельных элементов.The main disadvantages of the method are that there is a transition of rare-earth elements in the process of carbonization into a solid precipitate, which significantly complicates the process of extracting compounds of rare-earth elements.

Техническим результатом является повышение эффективности процесса комплексной переработки фосфогипса, а также упрощение данного процесса за счет уменьшения количества операций в ходе получения готовой продукции из фосфогипса.The technical result is to increase the efficiency of the complex processing of phosphogypsum, as well as to simplify this process by reducing the number of operations in the course of obtaining finished products from phosphogypsum.

Технический результат достигается тем, что о обработку фосфогипса ведут раствором карбоната калия с концентрацией от 2 до 3 моль/л, при соотношении ж:т от 1600 до 1800, в пересчете на сумму оксидов РЗЭ, которые содержатся в фосфогипсе, процесс ведут от 4 до 5 часов при температуре от 100 од 110°С, с получением твердой фазы, которая содержит карбонат кальция и жидкой фазы, которая содержит сульфат-продукт, карбонат калия и соединения РЗЭ, далее твердую фазу сушат до естественной влажности с получением товарного продукта - технического карбонат кальция, а жидкую фазу, направляют на стадию отделения соединений РЗЭ, которое выполняют осаждением из раствора при его охлаждении или сорбцией на анионообменных смолах с получением товарного продукта в виде смеси соединений РЗЭ, который направляют на дальнейшую переработку и жидкой фазы сульфатно-карбонатного раствора, который кристаллизируют с получением сульфат-продукт сульфата калия и жидкой фазы раствора карбоната калия, которую отправляют на этап карбонатной конверсии фосфогипса.The technical result is achieved by the fact that the processing of phosphogypsum is carried out with a solution of potassium carbonate with a concentration of 2 to 3 mol / l, with a ratio of w: t from 1600 to 1800, in terms of the amount of REE oxides contained in phosphogypsum, the process is carried out from 4 to 5 hours at a temperature of 100 110 ° C, to obtain a solid phase that contains calcium carbonate and a liquid phase that contains a sulfate product, potassium carbonate and REE compounds, then the solid phase is dried to natural moisture to obtain a commercial product - technical carbonate calcium, and the liquid phase is sent to the stage of separation of REE compounds, which is performed by precipitation from the solution when it is cooled or by sorption on anion-exchange resins to obtain a commercial product in the form of a mixture of REE compounds, which is sent for further processing and the liquid phase of a sulfate-carbonate solution, which crystallize to obtain the sulfate product of potassium sulfate and the liquid phase of the potassium carbonate solution, which is sent to and the stage of carbonate conversion of phosphogypsum.

Способ поясняется следующими фигурами:The method is illustrated by the following figures:

фиг. 1 - схема комплексной переработки фосфогипса;fig. 1 - a diagram of the complex processing of phosphogypsum;

фиг. 2 - график зависимости степени извлечения РЗЭ в сульфатно-карбонатный раствор от концентрации карбоната калия при температуре от 90 до 120°С, продолжительности процесса карбонатной конверсии фосфогипса 4 часа и соотношения ж:т = 1600 в пересчете на содержание оксидов РЗЭ в фосфогипсе;fig. 2 is a graph showing the dependence of the degree of REE extraction in a sulfate-carbonate solution on the concentration of potassium carbonate at temperatures from 90 to 120 ° C, the duration of the carbonate conversion of phosphogypsum for 4 hours and the ratio w: m = 1600 in terms of the content of REE oxides in phosphogypsum;

фиг. 2 - график зависимости степени извлечения РЗЭ в сульфатно-карбонатный раствор от соотношения ж:т = 1600 в пересчете на содержание оксидов РЗЭ в фосфогипсе при температуре от 90 до 120°С, продолжительности процесса карбонатной конверсии фосфогипса 4 часа и концентрации карбоната калия 2,5 моль/л.fig. 2 - graph of the dependence of the degree of REE extraction into a sulfate-carbonate solution on the ratio w: s = 1600 in terms of the content of REE oxides in phosphogypsum at temperatures from 90 to 120 ° C, the duration of the process of carbonate conversion of phosphogypsum is 4 hours and the concentration of potassium carbonate is 2.5 mol / l.

Способ осуществляется следующим образом (фиг. 1). Готовят раствор карбоната калия концентрацией от 2,0 до 3,0 моль/л. Далее проводят карбонизацию фосфогипса. Для этого фосфогипс из отвалов смешивают в реакторе с раствором карбоната калия с концентрацией от 2,0 до 3,0 моль/л при соотношении ж:т = от 1600 до 1800, в пересчете на сумму оксидов РЗЭ, содержащихся в фосфогипсе. Процесс карбонизации ведут от 4 до 5 часов при температуре от 100 до 110°С.The method is carried out as follows (Fig. 1). A potassium carbonate solution is prepared with a concentration of 2.0 to 3.0 mol / l. Next, carbonization of phosphogypsum is carried out. For this, phosphogypsum from the dumps is mixed in a reactor with a solution of potassium carbonate with a concentration of 2.0 to 3.0 mol / l at a ratio w: t = from 1600 to 1800, in terms of the sum of the REE oxides contained in phosphogypsum. The carbonization process is carried out from 4 to 5 hours at a temperature of 100 to 110 ° C.

По окончании карбонизации пульпу подают на участок фильтрации, где отделяют твердую фазу, которая представляет собой карбонат кальция, содержащий примеси железа, кремния, фосфора и других элементов, входящих в состав фосфогипса, без соединений редкоземельных элементов и жидкую фазу, содержащую сульфат-продукт, карбонат калия и соединения РЗЭ. Фильтрацию проводят при температуре от 90 до 100°С, промывку карбонатного остатка выполняют горячей водой с температурой не менее 90°С. Для фильтрации могут быть использованы, например, карусельный или пресс-фильтр, применяемые в технологиях переработки апатитового сырья на фосфорную кислоту или фосфатные удобрения. После фильтрации влажный карбонатный остаток сушат до естественной влажности и получают товарный продукт - технический карбонат кальция, удовлетворяющий требованиям по качеству к известнякам, применяемым в технологиях черной и цветной металлургии или химических технологиях. Сушку можно проводить в естественных условиях или использовать стандартное сушильное оборудование, применяемое при производстве фосфатных удобрений.At the end of carbonization, the pulp is fed to the filtration section, where a solid phase is separated, which is calcium carbonate containing impurities of iron, silicon, phosphorus and other elements that make up phosphogypsum, without rare earth elements and a liquid phase containing a sulfate product, carbonate potassium and REE compounds. Filtration is carried out at a temperature of 90 to 100 ° C, the carbonate residue is washed with hot water at a temperature of at least 90 ° C. For filtration can be used, for example, a carousel or press filter used in the technology of processing apatite raw materials for phosphoric acid or phosphate fertilizers. After filtration, the moist carbonate residue is dried to natural moisture content and a commercial product is obtained - technical calcium carbonate, which meets the quality requirements for limestones used in ferrous and non-ferrous metallurgy or chemical technologies. Drying can be carried out in vivo or using standard drying equipment used in the production of phosphate fertilizers.

Извлечение РЗЭ в жидкую фазу в форме растворимых карбонатных комплексов от 94 до 98%.Extraction of REE into the liquid phase in the form of soluble carbonate complexes from 94 to 98%.

Жидкую фазу, содержащую сульфат-продукт, карбонат калия и соединения РЗЭ, направляют на стадию отделения соединений РЗЭ. Отделение соединений РЗЭ может быть выполнено осаждением из раствора в декомпозере при охлаждении раствора до температуры не более 30°С или сорбцией на анионообменных смолах в колонном аппарате с псевдоожиженным слоем сорбента, например АН-31, АМ-2Б, D-403 или аналогах. При этом получают товарный продукт в виде смеси соединений РЗЭ, который может быть направлен на дальнейшую переработку с целью получения индивидуальных РЗЭ или их соединений.The liquid phase containing the sulfate product, potassium carbonate and REE compounds is sent to the stage of separation of REE compounds. The separation of REE compounds can be performed by precipitation from solution in a decomposer while cooling the solution to a temperature of no more than 30 ° C or by sorption on anion-exchange resins in a column apparatus with a fluidized bed of sorbent, for example AN-31, AM-2B, D-403 or analogs. In this case, a commercial product is obtained in the form of a mixture of REE compounds, which can be sent for further processing in order to obtain individual REE or their compounds.

После отделения соединений РЗЭ жидкую фазу - сульфатно-карбонатный раствор - содержащий сульфат-продукт и карбонат калия, направляют на отделение сульфата калия кристаллизацией из раствора в аппарате-кристаллизаторе. Кристаллизацию проводят при температуре от 25 до 70°С. При этом в осадок выделяют товарный сульфат-продукт - сульфат калия. Раствор карбоната калия отправляют на этап карбонатной конверсии фосфогипса.After separation of REE compounds, the liquid phase - a sulfate-carbonate solution - containing a sulfate product and potassium carbonate, is directed to the separation of potassium sulfate by crystallization from the solution in a crystallizer apparatus. Crystallization is carried out at a temperature of 25 to 70 ° C. At the same time, a commercial sulphate product - potassium sulphate - is precipitated. The potassium carbonate solution is sent to the stage of phosphogypsum carbonate conversion.

Способ поясняется следующими примерамиThe method is illustrated by the following examples.

Пример 1 100 г фосфогипса с массовой долей суммы оксидов РЗЭ 0,8% поместили в раствор карбоната калия концентрацией 2,0 моль/л объемом 1,36 л (ж:т = 1700 в пересчете на массу оксидов РЗЭ в фосфогипсе) и перемешивали в течение 4,0 часов при температуре 100°С. Полученную пульпу фильтровали на вакуумном фильтре и промывали горячей водой с температурой 100°С объемом 10 мл. Нерастворенная часть представляет собой карбонат кальция. Полученный раствор содержит массовую долю оксидов РЗЭ 0,045%, что соответствует степени извлечения в раствор 94%, массовую долю карбоната калия 17,57% и массовую долю сульфата калия 5,61%. Масса карбонатного осадка 62,93 г (фиг. 2, 3).Example 1 100 g of phosphogypsum with a mass fraction of the sum of REE oxides of 0.8% was placed in a solution of potassium carbonate with a concentration of 2.0 mol / L with a volume of 1.36 L (w: m = 1700 in terms of the mass of REE oxides in phosphogypsum) and stirred in for 4.0 hours at a temperature of 100 ° C. The resulting slurry was filtered on a vacuum filter and washed with hot water at a temperature of 100 ° C with a volume of 10 ml. The undissolved portion is calcium carbonate. The resulting solution contains a mass fraction of rare-earth oxides of 0.045%, which corresponds to the degree of extraction into the solution of 94%, a mass fraction of potassium carbonate 17.57% and a mass fraction of potassium sulfate 5.61%. The mass of the carbonate sediment is 62.93 g (Figs. 2, 3).

Пример 2 100 г фосфогипса с массовой долей суммы оксидов РЗЭ 0,8% поместили в раствор с массовой долей карбоната калия 2,6 моль/л объемом 1,28 л (ж:т = 1600 в пересчете на массу оксидов РЗЭ в фосфогипсе) и перемешивали в течение 5,0 часов при температуре 100°С. Полученную пульпу фильтровали на вакуумном фильтре и промывали горячей водой с температурой 100°С объемом 10 мл. Нерастворенная часть представляет собой карбонат кальция. Полученный раствор содержит массовую долю оксидов РЗЭ 0,044%, что соответствует степени извлечения в раствор 94,6%, массовую долю карбоната калия 22,12% и массовую долю сульфата калия 5,503%. Масса карбонатного осадка составила 62,92 г (фиг. 2, 3).Example 2 100 g of phosphogypsum with a mass fraction of the sum of REE oxides of 0.8% was placed in a solution with a mass fraction of potassium carbonate 2.6 mol / L with a volume of 1.28 L (w: m = 1600 in terms of the mass of REE oxides in phosphogypsum) and stirred for 5.0 hours at 100 ° C. The resulting slurry was filtered on a vacuum filter and washed with hot water at a temperature of 100 ° C with a volume of 10 ml. The undissolved portion is calcium carbonate. The resulting solution contains a mass fraction of rare-earth oxides of 0.044%, which corresponds to the degree of extraction into the solution of 94.6%, a mass fraction of potassium carbonate 22.12% and a mass fraction of potassium sulfate 5.503%. The mass of the carbonate sediment was 62.92 g (Fig. 2, 3).

Пример 3 100 г фосфогипса с массовой долей суммы оксидов РЗЭ 0,8% поместили в раствор карбоната калия концентрацией 2,0 моль/л объемом 1,36 л (ж:т = 1700 в пересчете на массу оксидов РЗЭ в фосфогипсе) и перемешивали в течение 3,0 часов при температуре 100°С. Полученную пульпу фильтровали на вакуумном фильтре и промывали горячей водой с температурой 100°С объемом 10 мл. Нерастворенная часть представляет собой карбонат кальция. Полученный раствор содержит массовую долю оксидов РЗЭ 0,034%, что соответствует степени извлечения в раствор 71,6% (предельная степень извлечения не достигается), массовую долю карбоната калия 17,57% и массовую долю сульфата калия 5,61%. Масса карбонатного осадка 63,10 г (фиг. 2, 3).Example 3 100 g of phosphogypsum with a mass fraction of the sum of REE oxides of 0.8% was placed in a solution of potassium carbonate with a concentration of 2.0 mol / L with a volume of 1.36 L (w: m = 1700 in terms of the mass of REE oxides in phosphogypsum) and stirred in for 3.0 hours at a temperature of 100 ° C. The resulting slurry was filtered on a vacuum filter and washed with hot water at a temperature of 100 ° C with a volume of 10 ml. The undissolved portion is calcium carbonate. The resulting solution contains a mass fraction of rare-earth oxides of 0.034%, which corresponds to a degree of extraction into the solution of 71.6% (the limiting degree of extraction is not achieved), a mass fraction of potassium carbonate 17.57% and a mass fraction of potassium sulfate 5.61%. The mass of the carbonate sediment is 63.10 g (Figs. 2, 3).

Пример 4 100 г фосфогипса с массовой долей суммы оксидов РЗЭ 0,8% поместили в раствор с массовой долей карбоната калия 2,0 моль/л объемом 1,36 л (ж:т = 1700 в пересчете на массу оксидов РЗЭ в фосфогипсе) и перемешивали в течение 4,0 часов при температуре 110°С. Полученную пульпу фильтровали на вакуумном фильтре и промывали горячей водой с температурой 100°С объемом 10 мл. Нерастворенная часть представляет собой карбонат кальция. Полученный раствор содержит массовую долю оксидов РЗЭ 0,046%, что соответствует степени извлечения в раствор 97,7%, массовую долю карбоната калия 17,57% и массовую долю сульфата калия 5,61%. Масса карбонатного осадка составила 62,90 г (фиг. 2, 3).Example 4 100 g of phosphogypsum with a mass fraction of the sum of REE oxides of 0.8% was placed in a solution with a mass fraction of potassium carbonate of 2.0 mol / L with a volume of 1.36 L (w: m = 1700 in terms of the mass of REE oxides in phosphogypsum) and stirred for 4.0 hours at 110 ° C. The resulting slurry was filtered on a vacuum filter and washed with hot water at a temperature of 100 ° C with a volume of 10 ml. The undissolved portion is calcium carbonate. The resulting solution contains a mass fraction of rare-earth oxides of 0.046%, which corresponds to the degree of extraction into the solution of 97.7%, a mass fraction of potassium carbonate 17.57% and a mass fraction of potassium sulfate 5.61%. The mass of the carbonate sediment was 62.90 g (Fig. 2, 3).

Пример 5 100 г фосфогипса с массовой долей суммы оксидов РЗЭ 0,8% поместили в раствор с массовой долей карбоната калия 2,5 моль/л объемом 1,28 л (ж:т = 1600 в пересчете на массу оксидов РЗЭ в фосфогипсе) и перемешивали в течение 5,0 часов при температуре 110°С. Полученную пульпу фильтровали на вакуумном фильтре и промывали горячей водой с температурой 100°С объемом 10 мл. Нерастворенная часть представляет собой карбонат кальция. Полученный раствор содержит массовую долю оксидов РЗЭ 0,046%, что соответствует степени извлечения в раствор 98,2%, массовую долю карбоната калия 21,09% и массовую долю сульфата калия 5,503%. Масса карбонатного осадка составила 62,89 г (фиг. 2, 3).Example 5 100 g of phosphogypsum with a mass fraction of the sum of REE oxides of 0.8% was placed in a solution with a mass fraction of potassium carbonate of 2.5 mol / L with a volume of 1.28 L (w: m = 1600 in terms of the mass of REE oxides in phosphogypsum) and stirred for 5.0 hours at 110 ° C. The resulting slurry was filtered on a vacuum filter and washed with hot water at a temperature of 100 ° C with a volume of 10 ml. The undissolved portion is calcium carbonate. The resulting solution contains a mass fraction of rare-earth oxides of 0.046%, which corresponds to the degree of extraction into the solution of 98.2%, a mass fraction of potassium carbonate of 21.09% and a mass fraction of potassium sulfate of 5.503%. The mass of the carbonate sediment was 62.89 g (Fig. 2, 3).

Пример 6 100 г фосфогипса с массовой долей суммы оксидов РЗЭ 0,8% поместили в раствор с массовой долей карбоната калия 2,5 моль/л объемом 1,28 л (ж:т = 1600 в пересчете на массу оксидов РЗЭ в фосфогипсе) и перемешивали в течение 3,0 часов при температуре 110°С. Полученную пульпу фильтровали на вакуумном фильтре и промывали горячей водой с температурой 100°С объемом 10 мл. Нерастворенная часть представляет собой карбонат кальция. Полученный раствор содержит массовую долю оксидов РЗЭ 0,036%, что соответствует степени извлечения в раствор 76,2% (предельная степень извлечения не достигается), массовую долю карбоната калия 21,10% и массовую долю сульфата калия 5,503%. Масса карбонатного осадка составила 63,07 г (фиг. 2, 3).Example 6 100 g of phosphogypsum with a mass fraction of the sum of the REE oxides of 0.8% was placed in a solution with a mass fraction of potassium carbonate 2.5 mol / L with a volume of 1.28 L (w: m = 1600 in terms of the mass of REE oxides in phosphogypsum) and stirred for 3.0 hours at 110 ° C. The resulting slurry was filtered on a vacuum filter and washed with hot water at a temperature of 100 ° C with a volume of 10 ml. The undissolved portion is calcium carbonate. The resulting solution contains a mass fraction of rare-earth oxides of 0.036%, which corresponds to the degree of extraction into the solution of 76.2% (the limiting degree of extraction is not achieved), a mass fraction of potassium carbonate 21.10% and a mass fraction of potassium sulfate 5.503%. The mass of the carbonate sediment was 63.07 g (Fig. 2, 3).

Способ позволяет повысить эффективность комплексной переработки фосфогипса за счет сокращения количества операций: от 94 до 98% содержащихся в фосфогипсе РЗЭ извлекают в раствор непосредственно на стадии карбонизации, упрощения получения основной продукции - сульфата калия и карбоната кальция и попутной продукции - соединений РЗЭ, снижения нагрузки на окружающую среду вследствие полной переработки фосфогипса на основную и попутную продукцию.The method makes it possible to increase the efficiency of complex processing of phosphogypsum by reducing the number of operations: from 94 to 98% of the REE contained in phosphogypsum are extracted into the solution directly at the carbonization stage, simplifying the production of the main products - potassium sulfate and calcium carbonate and by-products - REE compounds, reducing the load on the environment due to the complete processing of phosphogypsum into main and by-products.

Claims (1)

Способ комплексной переработки фосфогипса, включающий карбонизацию, отделение твердого остатка карбоната кальция и жидкой фазы, содержащей сульфат-продукт, получением твердого сульфат-продукта, как товарного продукта отличающийся тем, что обработку фосфогипса ведут раствором карбоната калия с концентрацией от 2 до 3 моль/л, при соотношении ж:т от 1600 до 1800, в пересчете на сумму оксидов РЗЭ, которые содержатся в фосфогипсе, процесс ведут от 4 до 5 часов при температуре от 100 од 110°С, с получением твердой фазы, которая содержит карбонат кальция и жидкой фазы, которая содержит сульфат-продукт, карбонат калия и соединения РЗЭ, далее твердую фазу сушат до естественной влажности с получением товарного продукта - технического карбонат кальция, а жидкую фазу, направляют на стадию отделения соединений РЗЭ, которое выполняют осаждением из раствора при его охлаждении или сорбцией на анионообменных смолах с получением товарного продукта в виде смеси соединений РЗЭ, который направляют на дальнейшую переработку и жидкой фазы сульфатно-карбонатного раствора, который кристаллизируют с получением сульфат-продукт сульфата калия и жидкой фазы раствора карбоната калия, которую отправляют на этап карбонатной конверсии фосфогипса.The method of complex processing of phosphogypsum, including carbonization, separation of the solid residue of calcium carbonate and the liquid phase containing the sulfate product, obtaining a solid sulfate product, as a commercial product, characterized in that the processing of phosphogypsum is carried out with a solution of potassium carbonate with a concentration of 2 to 3 mol / l , with a ratio of w: t from 1600 to 1800, in terms of the amount of REE oxides contained in phosphogypsum, the process is carried out from 4 to 5 hours at a temperature of 100 to 110 ° C, with the receipt of a solid phase that contains calcium carbonate and a liquid a phase that contains a sulfate product, potassium carbonate and REE compounds, then the solid phase is dried to natural moisture to obtain a commercial product - technical calcium carbonate, and the liquid phase is sent to the stage of separation of REE compounds, which is performed by precipitation from a solution when it is cooled, or sorption on anion-exchange resins to obtain a commercial product in the form of a mixture of REE compounds, which is sent to a distant further processing and the liquid phase of the sulfate-carbonate solution, which is crystallized to obtain the sulfate product of potassium sulfate and the liquid phase of the potassium carbonate solution, which is sent to the stage of carbonate conversion of phosphogypsum.
RU2021117361A 2021-06-16 2021-06-16 Method for complex processing of phosphogypse RU2763074C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021117361A RU2763074C1 (en) 2021-06-16 2021-06-16 Method for complex processing of phosphogypse

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021117361A RU2763074C1 (en) 2021-06-16 2021-06-16 Method for complex processing of phosphogypse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2763074C1 true RU2763074C1 (en) 2021-12-27

Family

ID=80039049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021117361A RU2763074C1 (en) 2021-06-16 2021-06-16 Method for complex processing of phosphogypse

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2763074C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2851299C1 (en) * 2025-02-27 2025-11-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II" Method for comprehensive processing of phosphogypsum

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2258036C1 (en) * 2004-06-09 2005-08-10 Открытое акционерное общество "СОДА" (ОАО "СОДА") Phosphogypsum integrated processing method
RU2458999C1 (en) * 2011-04-28 2012-08-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) Method of phosphogypsum processing for manufacture of concentrate of rare-earth elements and gypsum
WO2016186527A1 (en) * 2015-05-20 2016-11-24 Pago Sp.Z O.O. Method for complex treatment of phosphogypsum
RU2739409C1 (en) * 2020-03-19 2020-12-23 Акционерное общество "Объединенная химическая компания "УРАЛХИМ" (АО "ОХК "УРАЛХИМ") Method of extracting rare-earth elements from phosphogypsum

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2258036C1 (en) * 2004-06-09 2005-08-10 Открытое акционерное общество "СОДА" (ОАО "СОДА") Phosphogypsum integrated processing method
RU2458999C1 (en) * 2011-04-28 2012-08-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (ИХТРЭМС КНЦ РАН) Method of phosphogypsum processing for manufacture of concentrate of rare-earth elements and gypsum
WO2016186527A1 (en) * 2015-05-20 2016-11-24 Pago Sp.Z O.O. Method for complex treatment of phosphogypsum
RU2739409C1 (en) * 2020-03-19 2020-12-23 Акционерное общество "Объединенная химическая компания "УРАЛХИМ" (АО "ОХК "УРАЛХИМ") Method of extracting rare-earth elements from phosphogypsum

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2851299C1 (en) * 2025-02-27 2025-11-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II" Method for comprehensive processing of phosphogypsum

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2769686A (en) Recovery of mineral values from leached zone material overlying florida pebble phosphate deposits
RU2736539C1 (en) Method of producing vanadium oxide of a battery grade
CN1061402A (en) The production method of double oxalate of rare earth ammonium and be used for producing rare earth oxide
RU2484018C2 (en) Method of treating rare-earth phosphate concentrate separated from apatite
RU2543160C2 (en) Method of sulphuric acid decomposition of rem-containing phosphate raw material
CN102910676A (en) Preparation method of high-purity vanadium pentoxide
RU2634948C1 (en) Method for acid processing of lean phosphate raw materials
RU2763074C1 (en) Method for complex processing of phosphogypse
RU2573905C1 (en) Method of processing rare-earth concentrate
RU2456358C1 (en) Method of processing of phospho-gypsum
CN113621834A (en) Method for selectively dephosphorizing molybdenum and phosphorus mixed solution
US3836627A (en) Process for making magnesium oxide and magnesium hydroxide from calcined dolomite and magnesium chloride
KR102865764B1 (en) Method, product and system for cogenerating ferric phosphate through nitrophosphate fertilizer device
RU2078041C1 (en) Method of magnesium sulfate producing
RU2520877C1 (en) Method of processing phosphogypsum for production of concentrate of rare earth metals and gypsum
RU2487185C1 (en) Method of extracting rare-earth metals from phosphogypsum
CN85102768A (en) Decomposing phosphate rock by chlorhydric acid prepares the method for phosphoric acid salt and phosphoric acid
RU2525877C2 (en) Method of processing phosphogypsum
RU2851299C1 (en) Method for comprehensive processing of phosphogypsum
CN1114635A (en) Process for producing potassium sulfate by plaster stone conversion method
CN112723404A (en) Method for separating calcium, magnesium and phosphorus in chemical beneficiation by-product
WO2022245733A4 (en) Systems and methods to recover value-added materials from gypsum
CN102869609B (en) Preparation KNO 3polyhalite IMI method
RU2375334C1 (en) Method of extracting phosphorus from iron-containing waste products of vyatsko-kamsk phosphorites
CN112645367A (en) Method for preparing calcium sulfate, magnesium oxide and potassium calcium magnesium nitrate from calcium magnesium-containing leaching solution