RU2813490C2 - Способ переработки природных фосфатов - Google Patents
Способ переработки природных фосфатов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2813490C2 RU2813490C2 RU2022112157A RU2022112157A RU2813490C2 RU 2813490 C2 RU2813490 C2 RU 2813490C2 RU 2022112157 A RU2022112157 A RU 2022112157A RU 2022112157 A RU2022112157 A RU 2022112157A RU 2813490 C2 RU2813490 C2 RU 2813490C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ree
- sorbent
- solution
- concentrate
- phosphoric acid
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 title claims abstract description 27
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 title claims abstract description 27
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 116
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 69
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 60
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 claims abstract description 27
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 26
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 18
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- -1 polymethylene Polymers 0.000 claims abstract description 13
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 abstract description 12
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 abstract description 11
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 abstract description 3
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 71
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 51
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 34
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 26
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 25
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 25
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 15
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 14
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 13
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 13
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 12
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 11
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 241000270295 Serpentes Species 0.000 description 5
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 5
- QAWTYRYXDYHQNU-UHFFFAOYSA-N diazathiane Chemical class NSN QAWTYRYXDYHQNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- KDLHZDBZIXYQEI-VENIDDJXSA-N palladium-100 Chemical compound [100Pd] KDLHZDBZIXYQEI-VENIDDJXSA-N 0.000 description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 4
- MJCSLOQMXMCZMD-UHFFFAOYSA-N dicalcium tetranitrate Chemical compound [Ca++].[Ca++].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MJCSLOQMXMCZMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KZGQGOXKCBISME-UHFFFAOYSA-J dicalcium;disulfate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O KZGQGOXKCBISME-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 description 3
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical class OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 150000007970 thio esters Chemical class 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical group [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PFRUBEOIWWEFOL-UHFFFAOYSA-N [N].[S] Chemical compound [N].[S] PFRUBEOIWWEFOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical group [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- VNWKDIUSXQCPGN-UHFFFAOYSA-J dicalcium tetrachloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Ca+2].[Ca+2] VNWKDIUSXQCPGN-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- CBMSICGVCDVFQL-UHFFFAOYSA-N phosphonitrate Chemical compound [O-][N+](=O)OP(=O)=O CBMSICGVCDVFQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области переработки природных фосфатов с получением экстракционной фосфорной кислоты и сложных фосфорсодержащих минеральных удобрений. Способ включает обработку природных фосфатов минеральной кислотой, получение суспензии, содержащей фосфорную кислоту, соли кальция и нерастворенный остаток, отделение нерастворимого остатка и малорастворимых солей кальция путем фильтрации, получение технологического раствора, содержащего фосфорную кислоту и растворимые соли кальция. Технологический раствор обрабатывают сорбентом 1-карбокси-2-(пергидро-1,3,5-дитиазин)-5-илэтан для выделения редкоземельных элементов (РЗЭ) и благородных металлов (БМ), раствор фильтруют с выделением концентрата РЗЭ и БМ, который подвергают термической обработке для удаления органической основы сорбента, после которой образовавшийся концентрат РЗЭ и БМ растворяют в азотной кислоте, обрабатывают сорбентом полиметиленсульфидом и отделяют от раствора твердый концентрат БМ, который подвергают термической обработке для удаления органической основы. Обеспечивается увеличение степени комплексной переработки природных фосфатов путем производства экстракционной фосфорной кислоты и сложных фосфорсодержащих удобрений с получением дополнительных ликвидных продуктов - редкоземельных и благородных металлов. 2 з.п. ф-лы, 7 пр.
Description
Изобретение относится к области переработки природных фосфатов с получением экстракционной фосфорной кислоты и сложных фосфорсодержащих минеральных удобрений.
Природные фосфаты (апатиты и фосфориты) являются комплексным сырьем, содержащим кроме фосфора, значительные количества других полезных веществ: редкие и редкоземельные элементы (РЗЭ), благородные металлы (БМ). Комплексная переработка апатитового концентрата существенно бы увеличила технико-экономические показатели производства экстракционной фосфорной кислоты и сложных фосфорсодержащих минеральных удобрений.
Из предшествующего уровня техники известны способы переработки природных фосфатов серной кислотой, получением суспензии, содержащей фосфорную кислоту и нерастворимую соль кальция (сульфат кальция), отделением нерастворимого остатка и сульфата кальция путем фильтрации, получением технологического раствора, содержащего фосфорную кислоту на дальнейшую переработку с целью получения экстракционной фосфорной кислоты [1]. Недостатком способа является отсутствие извлечения РЗЭ и БМ.
Известны способы переработки природных фосфатов азотной кислотой, заключающиеся в разложении фосфатов азотной кислотой, получении суспензии, содержащей фосфорную кислоту, растворимые соли кальция и нерастворенный остаток, отделение нерастворенного остатка путем фильтрации, получение технологического раствора, содержащего фосфорную кислоту и растворимые соли кальция. В зависимости от метода дальнейшей переработки технологического раствора получают как односторонние азотные и фосфорные удобрения, так и сложные с самым широким диапазоном соотношения питательных элементов [2, стр. 9 - 24, 3]. Недостатком способов является низкая степень извлечения РЗЭ и отсутствие извлечения БМ.
Известен способ переработки природных фосфатов в сложное фосфорсодержащее удобрение, включающий обработку исходного апатитового концентрата азотной кислотой с получением двух продуктов: нитроаммофоски и карбоната кальция [4]. Недостатком способа является отсутствие извлечения РЗЭ и БМ.
Известен способ переработки природных фосфатов соляной кислотой в экстракционную фосфорную кислоту и выделение РЗЭ в виде фосфатов. Высушенные осадки фосфатов РЗЭ содержат около 40% исходных РЗЭ [6]. Недостатком способа является неполное извлечение РЗЭ, потеря фосфора и отсутствие извлечения БМ.
Известен способ переработки природных фосфатов с получением очищенной фосфорной кислоты и извлечением РЗЭ с использованием сульфокатионита КУ-2-8 чС в Na+- и К+- формах для извлечения РЗЭ, при более лучшем извлечении РЗЭ цериевой группы, по сравнению с РЗЭ средних и иттриевых групп [5]. Недостатком способа является неполное извлечение всех РЗЭ и отсутствие извлечения БМ.
Известен способ переработки природных фосфатов азотной кислотой в сложное фосфорсодержащее минеральное удобрение и выделение РЗЭ сначала в виде фосфатов РЗЭ, а затем в виде оксалатов РЗЭ [7]. Недостатком способа является многостадийность и использование нескольких реагентов для извлечения РЗЭ, отсутствие извлечения БМ.
Известны способы извлечения РЗЭ в процессе комплексной переработки апатитового концентрата [2, стр. 147-168, 3]. Недостатком способов является их трудоемкость, технологическая сложность и, как следствие, практическая неприменимость в промышленности.
Задача, на решение которой направлено предполагаемое изобретение, является увеличение степени комплексной переработки природных фосфатов (апатитовые и фосфоритные концентраты) путем производства экстракционной фосфорной кислоты и сложных фосфорсодержащих удобрений с получением дополнительных ликвидных продуктов -редкоземельных и благородных металлов.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе переработки природных фосфатов, включающем обработку природных фосфатов минеральной кислотой, получение суспензии, содержащей фосфорную кислоту, соли кальция и нерастворенный остаток, отделение нерастворимого остатка и малорастворимых солей кальция путем фильтрации, получение технологического раствора, содержащего фосфорную кислоту и растворимые соли кальция, направляемого на дальнейшую обработку для получения фосфорной кислоты или сложных удобрений с целью увеличения степени комплексной переработки природных фосфатов, технологический раствор обрабатывают сорбентом 1-карбокси-2-(пергидро-1,3,5-дитиазин)-5-илэтан для выделения РЗЭ и БМ, раствор фильтруют для выделения из него концентрата РЗЭ и БМ, а концентрат РЗЭ и БМ подвергают термической обработке для удаления органической основы сорбента, после чего растворяют полученный совместный концентрат БМ и РЗЭ в азотной кислоте и отделяют группу БМ от группы РЗЭ с помощью сорбента полиметиленсульфида. Сорбционный концентрат БМ сдают в аффинажное предприятие. Концентрат РЗЭ подвергают разделению на индивидуальные элементы известными способами.
Достигаемый технический результат - получение дополнительного продукта в виде концентратов РЗЭ и БМ - заключается в сорбции РЗЭ и БМ из экстракционной фосфорной кислоты или фосфорнокислого раствора с помощью сорбента 1-карбокси-2-(пергидро-1,3,5-дитиазин)-5-илэтана, выделении концентрата РЗЭ и БМ из раствора фильтрованием, последующим растворением совместного концентрата БМ и РЗЭ азотной кислотой и селективного сорбционного выделения БМ из раствора сорбентом полиметиленсульфидом.
Изобретение поясняется примерами.
Пример 1.
Технологический раствор, образующийся после обработки апатитового концентрата серной кислотой и фильтрации от нерастворимой соли кальция - сульфата кальция и нерастворившегося твердого остатка, содержащий экстракционную фосфорную кислоту, подвергали обработке сорбентом 1-карбокси-2-(пергидро-1,3,5-дитиазин)-5-илэтан для выделения из раствора РЗЭ и БМ.
В стеклянный реакционный сосуд, снабженный механической мешалкой, помещали 12 л вышеуказанного технологического раствора, содержащего: серебра - 0,073 мг/л, золота - 0,012 мг/л, платины - 0,006 мг/л, палладия - 0,004 мг/л, родия - 0,011 мг/л, иридия - 0,009 мг/л, редкоземельных элементов в сумме 160 мг/л, вносили 10,0 г 1-карбокси-2-(пергидро-1,3,5-дитиазин)-5-илэтан (из ряда аминотиоэфиров), при температуре +35-45°С перемешивали в течение 40 минут. За это время сорбент сорбировал РЗЭ и БМ и образовывал твердый концентрат РЗЭ и БМ, который отделяли от раствора фильтрованием. Концентрат РЗЭ и БМ подвергали термической обработке для удаления органической основы сорбента. Анализ фильтрата на содержание РЗЭ и БМ показал наличие в фильтрате следующего количества РЗЭ и БМ: серебра 0,001 мг/л, золота 0,002 мг/л, платины 0,001 мг/л, родия 0,001 мг/л, иридия 0,001 мг/л, палладия не обнаружено, сумма РЗЭ 43 мг/л. Степень извлечения БМ составила: для серебра - 99%, для золота 83%, для платины 83%, для палладия 100%, для родия 91%, для иридия 89%, для суммы РЗЭ - 73%.
Затем золу концентрата РЗЭ и БМ, образовавшуюся после удаления органической основы, обрабатывали 0,2 л концентрированной азотной кислоты для получения раствора РЗЭ и БМ. В этот раствор вносили 8,3 г полиметиленсульфида (из ряда полимерных тиоэфиров), при температуре +35-45°С и перемешивали в течение 60 минут. За это время сорбент сорбировал БМ и образовывал твердый концентрат БМ, который отделяли от раствора фильтрованием. Концентрат БМ подвергали термической обработке для удаления органической основы сорбента и сдавали в аффинажное предприятие. Анализ золы концентрата БМ показал содержание серебра 0,861 мг (98%), золота 0,120 мг (83%), платины 0,060 мг (83%), палладия 0,047 мг (98%), родия 0,120 мг (91%), иридия 0,008 мг (89%). Оставшийся раствор РЗЭ подвергали разделению на индивидуальные элементы известными способами.
Пример 2.
Технологический раствор, образующийся после обработки апатитового концентрата серной кислотой и фильтрации от нерастворимой соли кальция - сульфата кальция и нерастворившегося твердого остатка, содержащий экстракционную фосфорную кислоту, подвергали обработке сорбентом 1-карбокси-2-(пергидро-1,3,5-дитиазин)-5-илэтан для выделения из раствора РЗЭ и БМ.
В стеклянный реакционный сосуд, снабженный механической мешалкой, помещали 10 л вышеуказанного технологического раствора, содержащего: серебра - 0,073 мг/л, золота - 0,012 мг/л, платины - 0,006 мг/л, палладия -0,004 мг/л, родия - 0,011 мг/л, иридия - 0,009 мг/л, редкоземельных элементов в сумме 160 мг/л, вносили сорбент 1-карбокси-2-(пергидро-1,3,5-дитиазин)-5-илэтан (из ряда аминотиоэфиров), нанесенный на носитель -анионообменную смолу методом «Змея в клетке», как описано в патенте РФ №2579133 в количестве 20,0 г при температуре +35-45°С и перемешивании в течение 40 минут.
За это время сорбент сорбировал РЗЭ и БМ, образовывал твердый концентрат РЗЭ и БМ, который отделяли от раствора фильтрованием. Концентрат РЗЭ и БМ подвергали термической обработке для удаления органической основы сорбента. Анализ фильтрата на содержание РЗЭ и БМ показал наличие в фильтрате следующего количества БМ: серебра 0,000 мг/л, золота 0,001 мг/л, платины 0,002 мг/л, родия 0,002 мг/л, иридия 0,001 мг/л, палладия не обнаружено, сумма РЗЭ 44 мг/л Степень извлечения составила: серебра -100%, золота 92%, платины 67%, палладия 100%, родия 82%, иридия 89%, сумма РЗЭ 72,5%.
Затем золу концентрата РЗЭ и БМ, образовавшуюся после удаления органической основы, обрабатывали 0,4 л концентрированной азотной кислоты для получения раствора РЗЭ и БМ. В этот раствор вносили 6,9 г полиметиленсульфида (из ряда полимерных тиоэфиров), при температуре +35-45°С и перемешивали в течение 60 минут. За это время сорбент сорбировал БМ и образовывал твердый концентрат БМ, который отделяли от раствора фильтрованием. Концентрат БМ подвергали термической обработке для удаления органической основы сорбента и сдавали в аффинажное предприятие. Анализ золы концентрата БМ показал содержание серебра 0,735 мг (99%), золота 0,970 мг (97%), платины 0,50 мг (83%), палладия 0,048 мг (100%), родия 0,100 мг (92%), иридия 0,008 мг (89%). Оставшийся раствор РЗЭ подвергали разделению на индивидуальные элементы известными способами.
Пример 3.
Технологический раствор, образующийся после обработки апатитового концентрата серной кислотой и фильтрации от нерастворимой соли кальция - сульфата кальция и нерастворившегося остатка, содержащий экстракционную фосфорную кислоту, подвергали обработке сорбентом 1-карбокси-2-(пергидро-1,3,5-дитиазин)-5-илэтан для выделения из раствора РЗЭ и БМ.
8 л вышеуказанного технологического раствора, содержащего серебра -0,073 мг/л, золота - 0,012 мг/л, платины - 0,006 мг/л, палладия - 0,004 мг/л, родия - 0,011 мг/л, иридия - 0,009 мг/л, редкоземельных элементов в сумме 160 мг/л обрабатывали сорбентом 1-карбокси-2-(пергидро-1,3,5-дитиазин)-5-илэтан (из ряда аминотиоэфиров), нанесенным на носитель -анионо-обменную смолу методом «Змея в клетке», как описано в патенте РФ №2579133. Для этого 20,0 г сорбента помещали в колонку и пропускали через колонку фильтрат раствора при комнатной температуре и скорости 1 колоночный объем/час. За это время сорбент сорбировал РЗЭ и БМ. Концентрат РЗЭ и БМ подвергали термической обработке для удаления органической основы сорбента. Анализ фильтрата на содержание РЗЭ и БМ показал наличие в фильтрате суммы РЗЭ 46 мг/л и БМ: серебра 0,001 мг/л, золота 0,002 мг/л, платины 0,002 мг/л, палладия 0,001 мг/л, родия 0,002 мг/л, иридия 0,002 мг/л. Степень извлечения РЗЭ 71%. Степень извлечения БМ составила: серебра - 99%, золота 83%, платины 67%, палладия 75%, родия 87%, иридия 78%.
Затем концентрат РЗЭ и БМ, образовавшийся после удаления органической основы, обрабатывали 0,4 л концентрированной азотной кислоты для получения раствора РЗЭ и БМ. В этот раствор вносили 5,5 г полиметиленсульфида (из ряда полимерных тиоэфиров), при температуре +35-45°С и перемешивали в течение 60 минут. За это время сорбент сорбировал БМ и образовывал твердый концентрат БМ, который отделяли от раствора фильтрованием. Концентрат БМ подвергали термической обработке для удаления органической основы сорбента и сдавали в аффинажное предприятие. Анализ золы концентрата БМ показал содержание серебра 0,584 мг (100%), золота 0,094 мг (98%), платины 0,410 мг (85%), палладия 0,031 мг (97%), родия 0,081 мг (92%), иридия 0,065 мг (90%). Оставшийся раствор РЗЭ подвергали разделению на индивидуальные элементы известными способами.
Пример 4.
Технологический раствор, образующийся после обработки апатитового концентрата азотной кислотой и фильтрации от нерастворившегося твердого остатка, содержащий экстракционную фосфорную кислоту и растворимую соль кальция - нитрат кальция подвергали обработке сорбентом для извлечения РЗЭ и БМ. Анализ этого раствора показал наличие в растворе следующего количества БМ: 7,6 мг/л серебра, 1,1 мг/л золота, 0,73 мг/л платины, 0,58 мг/л палладия, а также 182 мг/л суммы РЗЭ.
В стеклянный реакционный сосуд, снабженный механической мешалкой, помещали вышеуказанный технологический раствор в количестве 32 литров, вносили 27,0 г 1-карбокси-2-(пергидро-1,3,5-дитиазин)-5-илэтан (из ряда аминотиоэфиров) при температуре +20-25°С и перемешивании в течение 40 минут.
За это время сорбент сорбировал РЗЭ и БМ и образовывал твердый концентрат РЗЭ и БМ, который отделяли от раствора фильтрованием. Концентрат РЗЭ и БМ подвергали термической обработке для удаления органической основы сорбента. Анализ фильтрата показал наличие в фильтрате 47 мг/л суммы РЗЭ, серебра 0,13 мг/л, золота 0,058 мг/л, платины 0,22 мг/л, палладия не обнаружено. Степень извлечения РЗЭ 74%, степень извлечения серебра - 98%, золота 95%, платины 70%, палладия 100%.
Затем концентрат РЗЭ и БМ, образовавшийся после удаления органической основы, обрабатывали 0,5 л концентрированной азотной кислоты для получения раствора РЗЭ и БМ. В этот раствор вносили 11,5 г полиметиленсульфида (из ряда полимерных тиоэфиров), при температуре +35-45°С и перемешивали в течение 60 минут. За это время сорбент сорбировал БМ и образовывал твердый концентрат БМ, который отделяли от раствора фильтрованием. Концентрат БМ подвергали термической обработке для удаления органической основы сорбента и сдавали в аффинажное предприятие. Анализ золы концентрата БМ показал содержание серебра 0,861 мг (98%), золота 0,120 мг (83%), платины 0,060 мг (83%), палладия 0,047 мг (98%), родия 0,120 мг (91%), иридия 0,008 мг (89%). Оставшийся раствор РЗЭ подвергали разделению на индивидуальные элементы известными способами.
Пример 5.
Технологический раствор, образующийся после обработки апатитового концентрата азотной кислотой и фильтрации от нерастворившегося твердого остатка, содержащий экстракционную фосфорную кислоту и растворимую соль кальция - нитрат кальция подвергали обработке сорбентом для извлечения РЗЭ и БМ. Анализ этого раствора показал наличие в растворе 7,6 мг/л серебра, 1,1 мг/л золота, 0,73 мг/л платины, 0,58 мг/л палладия, 182 мг/л суммы РЗЭ.
Затем вышеуказанный технологический раствор в количестве 22 литра обрабатывали сорбентом 1-карбокси-2-(пергидро-1,3,5-дитиазин)-5-илэтан (из ряда аминотиоэфиров), нанесенном на носитель - анионообменную смолу методом «Змея в клетке», как описано в патенте РФ №2579133 в количестве 20,0 г при температуре +20-25°С и перемешивании в течение 40 минут. За это время сорбент сорбировал РЗЭ и БМ и отделялся от раствора фильтрованием. Концентрат РЗЭ подвергали термической обработке для удаления органической основы сорбента. Анализ фильтрата показал наличие в фильтрате 34 мг/л суммы РЗЭ, 0,086 мг/л серебра, 0,99 мг/л золота, 0,041 мг/л платины, палладия не обнаружено. Степень извлечения РЗЭ составила 81%. Степень извлечения серебра - 99%, золота 10,0%, платины 94%, палладия 100%.
Затем концентрат РЗЭ и БМ, образовавшийся после удаления органической основы, обрабатывали 0,4 л концентрированной азотной кислоты для получения раствора РЗЭ и БМ. В этот раствор вносили 8,0 г полиметиленсульфида (из ряда полимерных тиоэфиров), при температуре +35-45°С и перемешивали в течение 60 минут. За это время сорбент сорбировал БМ и образовывал твердый концентрат БМ, который отделяли от раствора фильтрованием. Концентрат БМ подвергали термической обработке для удаления органической основы сорбента и сдавали в аффинажное предприятие. Оставшийся раствор РЗЭ подвергали разделению на индивидуальные элементы известными способами.
Пример 6.
Технологический раствор, образующийся после обработки апатитового концентрата азотной кислотой и фильтрации от нерастворившегося остатка, содержащий экстракционную фосфорную кислоту и растворимую соль кальция - нитрат кальция обрабатывали сорбентом для извлечения РЗЭ и БМ.
Анализ этого раствора показал наличие в растворе 7,6 мг/л серебра, 1,1 мг/л золота, 0,73 мг/л платины, 0,58 мг/л палладия, 182 мг/л суммы РЗЭ.
Далее 8 литров вышеуказанного раствора обрабатывали сорбентом 1-карбокси-2-(пергидро-1,3,5-дитиазин)-5-илэтан (из ряда аминотиоэфиров), нанесенном на носитель -анионообменную смолу методом «Змея в клетке», как описано в патенте РФ №2579133. Для этого 20 г сорбента помещали в колонку и пропускали через колонку фосфорноазотнокислый раствор при комнатной температуре и скорости 1 колоночный объем/час. За это время сорбент сорбировал РЗЭ и БМ. Концентрат РЗЭ и БМ подвергали термической обработке для удаления органической основы сорбента. Анализ фильтрата показал наличие в фильтрате 42 мг/л суммы РЗЭ, серебра 0,028 мг/л, золота 0,08 мг/л, платины 0, 09 мг/л, палладия 0,036 мг/л. Степень извлечения суммы РЗЭ - 77%. Степень извлечения серебра - 99%, золота 93%, платины 88%, палладия 94%.
Затем концентрат РЗЭ и БМ, образовавшийся после удаления органической основы, обрабатывали 0,4 л концентрированной азотной кислоты для получения раствора РЗЭ и БМ. В этот раствор вносили 5,5 г полиметиленсульфида (из ряда полимерных тиоэфиров), при температуре +35-45°С и перемешивали в течение 60 минут. За это время сорбент сорбировал БМ и образовывал твердый концентрат БМ, который отделяли от раствора фильтрованием. Концентрат БМ подвергали термической обработке для удаления органической основы сорбента и сдавали в аффинажное предприятие. Оставшийся раствор РЗЭ подвергали разделению на индивидуальные элементы известными способами.
Пример 7.
Технологический раствор, образующийся после обработки концентрата вятского обожженного фосфорита соляной кислотой и фильтрации от нерастворившегося твердого остатка, содержащий экстракционную фосфорную кислоту и растворимую соль кальция - хлорид кальция обрабатывали сорбентом для извлечения РЗЭ и БМ.
Вышеуказанный технологический раствор содержал: серебра - 0,040 мг/л, золота - 0,027 мг/л, платины - 0,017 мг/л, палладия - 0,034 мг/л, редкоземельных элементов в сумме 210 мг/л.
В стеклянный реакционный сосуд, снабженный механической мешалкой и содержащий 10 л технологического раствора помещали сорбента 1-карбокси-2-(пергидро-1,3,5-дитиазин)-5-илэтан (из ряда аминотиоэфиров), нанесенном на носитель - анионообменную смолу методом «Змея в клетке», как описано в патенте РФ №2579133. Обработка производилась при температуре +35-45°С и перемешивании в течение 40 минут. За это время сорбент экстрагировал РЗЭ и БМ и отделялся от раствора фильтрованием. Концентрат РЗЭ и БМ подвергали термической обработке для удаления органической основы сорбента. Анализ фильтрата показал наличие в фильтрате 25 мг/л суммы РЗЭ, платины 0,03 мг/л, серебра, золота, палладия не обнаружено. Степень извлечения суммы РЗЭ составила 88%, серебра -100%, золота 100%, палладия 100%, платины 82%.
Затем концентрат РЗЭ и БМ, образовавшийся после удаления органической основы, обрабатывали 0,1 л концентрированной азотной кислоты для получения раствора РЗЭ и БМ. В этот раствор вносили 7,1 г полиметиленсульфида (из ряда полимерных тиоэфиров), при температуре +35-45°С и перемешивали в течение 60 минут. За это время сорбент сорбировал БМ и образовывал твердый концентрат БМ, который отделяли от раствора фильтрованием. Концентрат БМ подвергали термической обработке для удаления органической основы сорбента и сдавали в аффинажное предприятие. Оставшийся раствор РЗЭ подвергали разделению на индивидуальные элементы известными способами
По результатам экспериментов, описанных примерами 1-7, можно сделать вывод, что в процессе реализации заявляемого способа действительно удается получить дополнительный ликвидный продукт - концентраты РЗЭ и БМ.
Изобретение является новым, поскольку оно не известно из существующего уровня техники. Изобретение имеет изобретательский уровень, поскольку оно явным образом не следует из существующего уровня техники. Изобретение является промышленно применимым, так как оно может быть использовано в химической промышленности при переработке природных фосфатов минеральными кислотами для получения экстракционной фосфорной кислоты или сложных фосфорсодержащих удобрений с выделением концентратов РЗЭ и БМ.
Формула изобретения.
1. Способ переработки природных фосфатов, включающий обработку природных фосфатов минеральной кислотой, получение суспензии, содержащей фосфорную кислоту, соли кальция и нерастворенный остаток, отделение нерастворимого остатка и малорастворимых солей кальция путем фильтрации, получение технологического раствора, содержащего фосфорную кислоту и растворимые соли кальция, направляемого на дальнейшую обработку для получения фосфорной кислоты или сложных удобрений, отличающийся тем что с целью увеличения степени комплексной переработки природных фосфатов, технологический раствор обрабатывают сорбентом 1-карбокси-2-(пергидро-1,3,5-дитиазин)-5-илэтан для выделения РЗЭ и БМ, раствор фильтруют для выделения из него концентрата РЗЭ и БМ, концентрат РЗЭ и БМ подвергают термической обработке для удаления органической основы сорбента, растворяют в азотной кислоте, обрабатывают сорбентом полиметиленсульфидом для выделения концентрата БМ, полученный твердый концентрат БМ озоляют и сдают в аффинажное предприятие, а оставшийся раствор, представляющий собой концентрат РЗЭ, разделяют на элементы известными способами.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве минеральной кислоты применяют серную, или азотную, или соляную кислоты.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сорбента РЗЭ и БМ применяют 1-карбокси-2-(пергидро-1,3,5-дитиазин)-5-илэтан в чистом виде или нанесенном на ионообменный носитель.
Литература
1. Копылев Б.А. Технология экстракционной фосфорной кислоты, Л: Химия, 1981, стр. 67-68.
2. Комплексная азотнокислотная переработка фосфатного сырья / Гольдинов А.Л., Копылев Б.А., Абрамов О.Б., и др. - Л.: Химия, 1982.
3. Обзор патентов на изобретения основной группы С05В 11/00 и подгруппы С05В 11/06, размещенных на российском сервере Европейского патентного ведомства ().
4. Технологический регламент действующего производства нитроаммофоски на ОАО «Дорогобуж», 1981 год.
5. Получение фосфорной кислоты сорбционной конверсией апатитового концентрата с использованием сульфокатионита в натриевой или калиевой формах / Локшин Э.П., Тареева О.А., Седнева Т.А. и др., Известия ВУЗ, серия Химия и химическая технология, 2020, т.63 (1), стр. 78-85.
6. Технология минеральных удобрений / Дубовицкий A.M., Шерешевский А.И., ГХИ, М-Л, 1947, стр. 173-178.
7. Техноэкологические аспекты распределения промышленно-ценных и радиоактивных компонентов в продуктах азотно-кислотной переработки апатитовых концентратов / Лебедев В.Н., Мельник Н.А., Экология промышленного производства, 2007, №2, стр. 56-59.
8. Алеев Р.С., Дальнова Ю.С., Борисова В.В. и др. Способ извлечения золота и палладия из растворов. Патент РФ №2102508, 1998.
9. Бикбаева Г.Г., Алеев Р.С., Рафиков С.Р. и др. Извлечение платины из водных растворов полиэтиленмоносульфидом. ЖНХ, т.29, в.4, с. 1010, 1984.
10. Симанова С.А., Карпов Ю.А., Ширяева О.А., Дальнова Ю.С. и др. Особенности сорбционного концентрирования платиновых металлов новыми сера-азотсодержащими сорбентами поликонденсационного типа. Материалы 2 Международного симпозиума «Разделение и концентрирование в аналитической химии и радиохимии», Краснодар, 25-30 сент. 2005.
11. Дальнова О.А., Дальнова Ю.С, Барановская В.Б., Тертышный И.Г. и др. Способ получения сорбента редкоземельных металлов. Патент РФ №2579133, 2016.
Claims (3)
1. Способ переработки природных фосфатов, включающий обработку природных фосфатов минеральной кислотой, получение суспензии, содержащей фосфорную кислоту, соли кальция и нерастворенный остаток, отделение нерастворимого остатка и малорастворимых солей кальция путем фильтрации, получение технологического раствора, содержащего фосфорную кислоту и растворимые соли кальция, отличающийся тем, что технологический раствор обрабатывают сорбентом 1-карбокси-2-(пергидро-1,3,5-дитиазин)-5-илэтан для выделения редкоземельных элементов (РЗЭ) и благородных металлов (БМ), раствор фильтруют с выделением концентрата РЗЭ и БМ, который подвергают термической обработке для удаления органической основы сорбента, после которой образовавшийся концентрат РЗЭ и БМ растворяют в азотной кислоте, обрабатывают сорбентом полиметиленсульфидом и отделяют от раствора твердый концентрат БМ, который подвергают термической обработке для удаления органической основы.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве минеральной кислоты применяют серную, или азотную, или соляную кислоты.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сорбента РЗЭ и БМ применяют 1-карбокси-2-(пергидро-1,3,5-дитиазин)-5-илэтан в чистом виде или нанесенном на ионообменный носитель.
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2022112157A RU2022112157A (ru) | 2023-11-07 |
| RU2813490C2 true RU2813490C2 (ru) | 2024-02-12 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2102508C1 (ru) * | 1994-11-04 | 1998-01-20 | Акционерное общество "Ставропольполимер" | Способ извлечения золота и палладия из растворов |
| RU2363745C1 (ru) * | 2007-12-21 | 2009-08-10 | Сергей Владимирович Шустов | Способ получения концентратов рения и платины из содержащих их кислых растворов |
| RU2560802C1 (ru) * | 2014-03-03 | 2015-08-20 | Андрей Вилорьевич Доронин | Способ переработки природного фосфата для извлечения редкоземельных элементов |
| RU2579133C1 (ru) * | 2014-09-18 | 2016-03-27 | Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет" (АО "Гиредмет") | Способ получения сорбента редкоземельных металлов |
| RU2582838C1 (ru) * | 2014-12-09 | 2016-04-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ интенсификации сорбции благородных металлов с помощью нанодисперсного сорбента |
| RU2624575C1 (ru) * | 2016-10-17 | 2017-07-04 | 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) | Способ переработки апатитового концентрата |
| CN111187905A (zh) * | 2020-02-11 | 2020-05-22 | 包头稀土研究院 | 分解含稀土磷酸盐的矿物的方法 |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2102508C1 (ru) * | 1994-11-04 | 1998-01-20 | Акционерное общество "Ставропольполимер" | Способ извлечения золота и палладия из растворов |
| RU2363745C1 (ru) * | 2007-12-21 | 2009-08-10 | Сергей Владимирович Шустов | Способ получения концентратов рения и платины из содержащих их кислых растворов |
| RU2560802C1 (ru) * | 2014-03-03 | 2015-08-20 | Андрей Вилорьевич Доронин | Способ переработки природного фосфата для извлечения редкоземельных элементов |
| RU2579133C1 (ru) * | 2014-09-18 | 2016-03-27 | Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет" (АО "Гиредмет") | Способ получения сорбента редкоземельных металлов |
| RU2582838C1 (ru) * | 2014-12-09 | 2016-04-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ интенсификации сорбции благородных металлов с помощью нанодисперсного сорбента |
| RU2624575C1 (ru) * | 2016-10-17 | 2017-07-04 | 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) | Способ переработки апатитового концентрата |
| CN111187905A (zh) * | 2020-02-11 | 2020-05-22 | 包头稀土研究院 | 分解含稀土磷酸盐的矿物的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2225892C1 (ru) | Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса | |
| AU2014368485B2 (en) | Method for recovering ash from waste incineration | |
| RU2293781C1 (ru) | Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса | |
| WO2011008137A2 (ru) | Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса | |
| JPH0214803A (ja) | リン酸より重金属イオンを除去する方法 | |
| RU2543160C2 (ru) | Способ сернокислотного разложения рзм-содержащего фосфатного сырья | |
| US10351428B2 (en) | Method of phosphorus removal and recovery | |
| RU2519692C1 (ru) | Способ извлечения редкоземельных элементов из твердых материалов, содержащих редкоземельные элементы | |
| RU2109686C1 (ru) | Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса | |
| RU2813490C2 (ru) | Способ переработки природных фосфатов | |
| RU2057137C1 (ru) | Способ получения нерастворимого гидролизующегося таннина, нерастворимый гидролизующийся таннин и способы обработки отработанной жидкости таннином | |
| CN113621834A (zh) | 一种钼、磷混合溶液中选择性脱磷的方法 | |
| RU2104938C1 (ru) | Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса | |
| US4762693A (en) | Process for working up heavy metal-containing residues originally from the decontamination of crude phosphoric acid | |
| CS216522B2 (en) | Method of cleaning the waste waters containing dissolved organic impurities | |
| RU2164220C1 (ru) | Способ переработки сульфатных ванадийсодержащих сточных вод | |
| RU2836282C1 (ru) | Способ переработки апатита по сернокислотной технологии | |
| RU2473708C1 (ru) | Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса | |
| RU2086507C1 (ru) | Способ переработки фосфатного редкоземельного концентрата, выделенного при нейтрализации азотнофосфорнокислого раствора, полученного после вскрытия апатита азотной кислотой | |
| SU598855A1 (ru) | Способ получени сложных удобрений из фосфатных руд | |
| SU1754667A1 (ru) | Способ очистки сточных вод от никел | |
| SU739060A1 (ru) | Способ получени смеси оксалатов редкоземельных элементов | |
| RU2663512C1 (ru) | Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса | |
| SU1636346A1 (ru) | Способ обработки отработанных растворов натрий-катионитовых фильтров | |
| RU2103387C1 (ru) | Способ извлечения цинка из цинксодержащих отходов |