RU2824026C1 - Perovskite concentrate processing method - Google Patents
Perovskite concentrate processing method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2824026C1 RU2824026C1 RU2024104383A RU2024104383A RU2824026C1 RU 2824026 C1 RU2824026 C1 RU 2824026C1 RU 2024104383 A RU2024104383 A RU 2024104383A RU 2024104383 A RU2024104383 A RU 2024104383A RU 2824026 C1 RU2824026 C1 RU 2824026C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- niobium
- suspension
- extraction
- concentrate
- Prior art date
Links
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- RJSRQTFBFAJJIL-UHFFFAOYSA-N niobium titanium Chemical compound [Ti].[Nb] RJSRQTFBFAJJIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N calcium titanate Chemical compound [Ca+2].[O-][Ti]([O-])=O AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 11
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 13
- 229910052664 nepheline Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010434 nepheline Substances 0.000 claims description 7
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 24
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 abstract description 18
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 abstract description 18
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 abstract description 14
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 abstract 3
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 abstract 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 36
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 8
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 8
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к сернокислотной переработке титано-редкометалльного сырья с получением титановой и редкометалльной продукции.The invention relates to sulfuric acid processing of titanium-rare metal raw materials to obtain titanium and rare metal products.
Перовскитовый концентрат является сырьевым материалом, в составе которого помимо титана и редких металлов содержится радиоактивный компонент в виде тория, который необходимо удалить в процессе переработки концентрата. Известные способы сернокислотной переработки перовскитового концентрата не позволяют получить продукционный титан-ниобийсодержащий раствор с пониженным содержанием ThO2 без использования дополнительных операций и химических реагентов, которые снижают устойчивость титансодержащего раствора и загрязняют его нежелательными примесями.Perovskite concentrate is a raw material that, in addition to titanium and rare metals, contains a radioactive component in the form of thorium, which must be removed during concentrate processing. Known methods of sulfuric acid processing of perovskite concentrate do not allow obtaining a production titanium-niobium-containing solution with a reduced ThO 2 content without the use of additional operations and chemical reagents that reduce the stability of the titanium-containing solution and contaminate it with unwanted impurities.
Известен способ переработки перовскитового концентрата (см. а.с. 1249047 СССР, МПК4 С09С 1/36, 1986), заключающийся в том, что перовскитовый концентрат, содержащий 0,075 мас. % ThO2, измельчают до крупности частиц 200 меш (менее 74 мкм), добавляют в него серную кислоту с концентрацией 80-85% H2SO4 до обеспечения Т:Vж=1,0:1,45 и 0,1-0,2 мас. части сульфата натрия на 1 мас. часть перовскитового концентрата и выдерживают смесь при температуре 200°С в течение 4-5 часов с получением кальцийсодержащего спека, который отделяют фильтрацией. Выделенный спек помещают в воду, проводят выщелачивание при температуре 70°С в течение 4 часов и добавляют известь в количестве 0,55-0,75 мас. части по отношению к 1 мас. части перовскитового концентрата. Образовавшуюся суспензию фильтруют с получением титансодержащего раствора и кальцийсодержащей твердой фазы. Извлечение тория в титансодержащий раствор составляет 1,1-2,1% ThO2.A method for processing perovskite concentrate is known (see patent 1249047 USSR, IPC4 C09C 1/36, 1986), which consists in the fact that perovskite concentrate containing 0.075 wt. % ThO 2 is ground to a particle size of 200 mesh (less than 74 μm), sulfuric acid with a concentration of 80-85% H 2 SO 4 is added to it to ensure T:V liquid = 1.0:1.45 and 0.1-0.2 wt. parts sodium sulfate per 1 wt. part perovskite concentrate, and the mixture is maintained at a temperature of 200°C for 4-5 hours to obtain a calcium-containing cake, which is separated by filtration. The separated cake is placed in water, leached at 70°C for 4 hours, and lime is added in an amount of 0.55-0.75 parts by weight relative to 1 part by weight of perovskite concentrate. The resulting suspension is filtered to obtain a titanium-containing solution and a calcium-containing solid phase. The extraction of thorium into the titanium-containing solution is 1.1-2.1% ThO 2 .
К недостаткам способа относится то, что при переработке перовскитового концентрата для снижения содержания тория используются дополнительные химические реагенты, которые усложняют способ, загрязняют титан-ниобийсодержащий раствор нежелательными примесями, снижают его устойчивость к образованию твердых фаз и затрудняют дальнейшую переработку.The disadvantages of the method include the fact that when processing perovskite concentrate, additional chemical reagents are used to reduce the thorium content, which complicates the method, contaminates the titanium-niobium-containing solution with undesirable impurities, reduces its resistance to the formation of solid phases and complicates further processing.
Известен также принятый в качестве прототипа способ переработки перовскитового концентрата (см. а.с. 1366476 СССР, МПК4 C01G 23/00, 1988), согласно которому перовскитовый концентрат состава, мас. %: 50 TiO2, 35 СаО, 1,1 Nb2O5, 0,08 ThO2, измельченный до крупности частиц менее 63 мкм, загружают в серную кислоту с концентрацией 75-85%) H2SO4 при T:Vж=1:3-4 и обрабатывают при температуре 140-150°С в течение 1-1,5 часа с получением пульпы, в которую добавляют воду до обеспечения концентрации 900-1000 г/л H2SO4 и выдерживают при температуре 140-150°С в течение 1-2 часов, после чего охлаждают до 90°С и фильтруют с получением титан-ниобийсодержащего раствора состава, г/л: 102,4-141,4 TiO2, 2,4-3,4 Nb2O5 и кальцийсодержащей твердой фазы. Расчетная степень извлечения титана, ниобия и тория в титан-ниобийсодержащий раствор составляет, %: 84,8-96,5 TiO2, 87,2-95,4 Nb2O5, 71,5-94,3 ThO2.Also known is a method for processing perovskite concentrate adopted as a prototype (see patent no. 1366476 USSR, IPC4 C01G 23/00, 1988), according to which perovskite concentrate of the composition, wt. %: 50 TiO 2 , 35 CaO, 1.1 Nb 2 O 5 , 0.08 ThO 2 , crushed to a particle size of less than 63 μm, are loaded into sulfuric acid with a concentration of 75-85%) H 2 SO 4 at T:V liquid = 1:3-4 and treated at a temperature of 140-150 ° C for 1-1.5 hours to obtain a pulp, to which water is added to ensure a concentration of 900-1000 g / l H 2 SO 4 and kept at a temperature of 140-150 ° C for 1-2 hours, after which it is cooled to 90 ° C and filtered to obtain a titanium-niobium-containing solution of the composition, g / l: 102.4-141.4 TiO 2 , 2.4-3.4 Nb 2 O 5 and a calcium-containing solid phase. The calculated degree of extraction of titanium, niobium and thorium in the titanium-niobium-containing solution is, %: 84.8-96.5 TiO 2 , 87.2-95.4 Nb 2 O 5 , 71.5-94.3 ThO 2 .
Недостаток данного способа заключается в том, что в титан-ниобийсодержащий раствор переходит значительное количество радиоактивного тория, который при дальнейшей переработке переходит в целевые продукты, ограничивая их использование и снижая экологичность способа.The disadvantage of this method is that a significant amount of radioactive thorium passes into the titanium-niobium-containing solution, which, during further processing, passes into the target products, limiting their use and reducing the environmental friendliness of the method.
Изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении экологичности способа за счет снижения степени извлечения тория в получаемый после фильтрации титан-ниобийсодержащий раствор при исключении использования дополнительных химических реагентов и в обеспечении высокой степени извлечения ценных компонентов.The invention is aimed at achieving a technical result consisting in increasing the environmental friendliness of the method by reducing the degree of thorium extraction into the titanium-niobium-containing solution obtained after filtration, while eliminating the use of additional chemical reagents and ensuring a high degree of extraction of valuable components.
Технический результат достигается тем, что в способе переработки перовскитового концентрата, включающем его измельчение, обработку серной кислотой при нагревании с образованием пульпы, ее разбавление, нагревание полученной суспензии и фильтрацию суспензии с получением титан-ниобийсодержащего раствора и кальцийсодержащей твердой фазы, согласно изобретению, в перовскитовый концентрат добавляют минеральный крем-нийсодержащий титанат кальция до обеспечения массового отношения 1:0,1-0,5, полученную смесь измельчают, обрабатывают серной кислотой с концентрацией 35-45% при Т:Vж=1:0,8-1,5 и температуре 100-105°С в течение 0,5-1,0 часа, образовавшуюся пульпу разбавляют концентрированной серной кислотой до обеспечения отношения Т:Vж=1:2,5-3,5, после чего выдерживают в режиме кипения в течение 1,5-3,0 часов с образованием суспензии, которую и подвергают фильтрации.The technical result is achieved in that in the method for processing perovskite concentrate, including grinding it, treating with sulfuric acid while heating to form a pulp, diluting it, heating the resulting suspension and filtering the suspension to obtain a titanium-niobium-containing solution and a calcium-containing solid phase, according to the invention, mineral silicon-containing calcium titanate is added to the perovskite concentrate to ensure a weight ratio of 1:0.1-0.5, the resulting mixture is ground, treated with sulfuric acid with a concentration of 35-45% at T:V liquid = 1:0.8-1.5 and a temperature of 100-105°C for 0.5-1.0 hours, the resulting pulp is diluted with concentrated sulfuric acid to ensure a ratio of T:V liquid = 1:2.5-3.5, after which it is maintained in boiling mode for 1.5-3.0 hours to form a suspension, which is then filtered.
Технический результат достигается также тем, что в качестве минерального кремнийсодержащего титаната кальция используют сфеновый концентрат, содержащий нефелин в количестве 0,5-2,0 мас. % в пересчете на Al2O3.The technical result is also achieved by the fact that sphene concentrate containing nepheline in an amount of 0.5-2.0 wt.% in terms of Al 2 O 3 is used as the mineral silicon-containing calcium titanate.
Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.The essential features of the claimed invention, which determine the scope of legal protection and are sufficient to obtain the above-mentioned technical result, perform functions and are related to the result as follows.
Добавление в перовскитовый концентрат минерального кремнийсодержащего титаната кальция до обеспечения массового отношения 1:0,1-0,5 обеспечивает условия для удаления тория из титан-ниобийсодержащего раствора. Количество добавляемого кремнийсодержащего титаната кальция в указанном отношении менее 0,1 приводит к повышению в растворе количества тория, а его добавка более 0,5 не оказывает заметного влияния на повышение степени извлечение тория, однако снижает технологичность способа.Addition of mineral silicon-containing calcium titanate to perovskite concentrate to ensure a mass ratio of 1:0.1-0.5 provides conditions for removing thorium from the titanium-niobium-containing solution. The amount of silicon-containing calcium titanate added in the specified ratio of less than 0.1 leads to an increase in the amount of thorium in the solution, and its addition of more than 0.5 does not have a noticeable effect on increasing the degree of thorium extraction, but reduces the processability of the method.
Измельчение полученной смеси способствует повышению степени гомогенизации компонентов, уменьшению размера и повышению активности их частиц, что повышает эффективность извлечения титана и ниобия.Grinding the resulting mixture helps to increase the degree of homogenization of the components, reduce the size and increase the activity of their particles, which increases the efficiency of titanium and niobium extraction.
Обработка смеси серной кислотой с концентрацией 35-45% при Т:Vж=1:0,8-1,5 и температуре 100-105°С в течение 0,5-1,0 часа обеспечивает химическую активацию перовскитового концентрата и минерального кремнийсодержащего титаната кальция.Treatment of the mixture with sulfuric acid with a concentration of 35-45% at T:V liquid = 1:0.8-1.5 and a temperature of 100-105°C for 0.5-1.0 hours ensures chemical activation of the perovskite concentrate and mineral silicon-containing calcium titanate.
Обработка смеси серной кислотой с концентрацией менее 35% снижает эффективность химической активации, а с концентрацией более 45% приводит к преждевременному формированию кристаллической фазы ценных компонентов, что снижает их извлечение в раствор.Treatment of the mixture with sulfuric acid with a concentration of less than 35% reduces the efficiency of chemical activation, and with a concentration of more than 45% it leads to premature formation of the crystalline phase of valuable components, which reduces their extraction into the solution.
Обработка смеси при объеме жидкой фазы Vж менее 0,8 повышает вязкость пульпы, что снижает эффективность активации твердых частиц, а при объеме Vж более 1,5 не оказывает существенного влияния на эффективность активации, увеличивая расход серной кислоты.Processing the mixture with a liquid phase volume V zh of less than 0.8 increases the viscosity of the pulp, which reduces the efficiency of activation of solid particles, and with a volume V zh of more than 1.5 does not have a significant effect on the efficiency of activation, increasing the consumption of sulfuric acid.
Обработка смеси при температуре ниже 100°С и времени менее 0,5 часа также снижает эффективность активации, а при температуре выше 105°С и времени более 1,0 часа не оказывает заметного влияния на эффективность активации, но повышает энергозатраты.Processing the mixture at a temperature below 100°C and for a time of less than 0.5 hours also reduces the activation efficiency, and at a temperature above 105°C and for a time of more than 1.0 hour it does not have a noticeable effect on the activation efficiency, but increases energy costs.
Разбавление образовавшейся пульпы концентрированной серной кислотой до обеспечения отношения Т:Vж=1:2,5-3,5 позволяет понизить степень извлечения тория в титан-ниобийсодержащий раствор и достичь высокую степень перехода в него титана и ниобия.Dilution of the resulting pulp with concentrated sulfuric acid to ensure a T:V ratio of 1:2.5-3.5 allows for a reduction in the degree of thorium extraction into the titanium-niobium-containing solution and a high degree of titanium and niobium transfer into it.
Разбавление пульпы концентрированной серной кислотой при объеме кислоты Vж менее 2,5 снижает степень перехода ценных компонентов в титан-ниобийсодержащий раствор, а при объеме кислоты Vж более 3,5 также снижается степень перехода ценных компонентов в титан-ниобийсодержащий раствор за счет образования в нем кристаллической фазы.Dilution of the pulp with concentrated sulfuric acid at an acid volume V zh of less than 2.5 reduces the degree of transition of valuable components into the titanium-niobium-containing solution, and at an acid volume V zh of more than 3.5, the degree of transition of valuable components into the titanium-niobium-containing solution also decreases due to the formation of a crystalline phase in it.
Выдерживание разбавленной пульпы в режиме кипения в течение 1,5-3,0 часов с образованием суспензии позволяет понизить степень извлечения тория в титан-ниобийсодержащий раствор и достичь высокую степень перехода в него титана и ниобия.Maintaining the diluted pulp in boiling mode for 1.5-3.0 hours with the formation of a suspension allows to reduce the degree of extraction of thorium into the titanium-niobium-containing solution and to achieve a high degree of transition of titanium and niobium into it.
При выдерживании разбавленной пульпы в режиме кипения в течение менее 1,5 часов снижается степень перехода ценных компонентов в титан-ниобийсодержащий раствор, а при выдерживании разбавленной пульпы в течение более 3,0 часов степень извлечения ценных компонентов в титан-ниобийсодержащий раствор также снижается за счет образования в нем кристаллической фазы.When the diluted pulp is maintained in boiling mode for less than 1.5 hours, the degree of transition of valuable components into the titanium-niobium-containing solution decreases, and when the diluted pulp is maintained for more than 3.0 hours, the degree of extraction of valuable components into the titanium-niobium-containing solution also decreases due to the formation of a crystalline phase in it.
Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в повышении экологичности способа за счет снижения извлечения тория в получаемый после фильтрации титан-ниобийсодержащий раствор при исключении использования дополнительных химических реагентов и обеспечении повышенного извлечения ценных компонентов.The combination of the above-mentioned features is necessary and sufficient to achieve the technical result of the invention, which consists in increasing the environmental friendliness of the method by reducing the extraction of thorium into the titanium-niobium-containing solution obtained after filtration, while eliminating the use of additional chemical reagents and ensuring increased extraction of valuable components.
В частном случае осуществления изобретения предпочтительно в качестве минерального кремнийсодержащего титаната кальция использовать сфеновый концентрат, содержащий нефелин в количестве 0,5-2,0 мас. % в пересчете на Al2O3, что обеспечивает стабильность титан-ниобийсодержащего раствора.In a particular case of implementing the invention, it is preferable to use sphene concentrate containing nepheline in an amount of 0.5-2.0 wt.% in terms of Al 2 O 3 as the mineral silicon-containing calcium titanate, which ensures the stability of the titanium-niobium-containing solution.
Содержание нефелина в сфеновом концентрате менее 0,5 снижает стабильность раствора, что ведет к формированию кристаллической фазы, а содержание более 2,0 мас. % нежелательно по причине загрязнения раствора вредными примесями.The content of nepheline in sphene concentrate less than 0.5 reduces the stability of the solution, which leads to the formation of a crystalline phase, and a content of more than 2.0 wt. % is undesirable due to contamination of the solution with harmful impurities.
Вышеуказанный частный признак изобретения позволяет осуществить способ в оптимальном режиме.The above-mentioned particular feature of the invention allows the method to be implemented in an optimal mode.
Сущность и преимущества заявленного способа могут быть более наглядно проиллюстрированы следующими примерами конкретного выполнения.The essence and advantages of the claimed method can be more clearly illustrated by the following examples of specific implementation.
Пример 1. Берут 1 кг перовскитового концентрата состава, мас. %: 50 TiO2, 35 СаО, 1,1 Nb2O5, 0,08 ThO2, и добавляют 100 г минерального кремнийсодержащего титаната кальция в виде сфенового концентрата, содержащего нефелин в количестве 0,5 мас. % в пересчете на Al2O3. Сфеновый концентрат добавляют до обеспечения массового отношения 1:0,1. Полученную смесь измельчают в шаровой мельнице до крупности частиц менее 63 мкм. Затем смесь обрабатывают серной кислотой с концентрацией 35% при Т:Vж=1:0,8 и температуре 100°С в течение 1 часа. Образовавшуюся пульпу разбавляют концентрированной серной кислотой до обеспечения отношения Т:Vж=1:3,5, после чего выдерживают в режиме кипения в течение 1,5 часов с образованием суспензии. Суспензию фильтруют с получением титан-ниобийсодержащего раствора и кальцийсодержащей твердой фазы. Степень извлечения титана и ниобия в раствор составляет, %: 95,2 TiO2, 93,9 Nb2O5. Извлечение тория в раствор составляет 1,55% ThO2.Example 1. Take 1 kg of perovskite concentrate with the following composition, wt. %: 50 TiO 2 , 35 CaO, 1.1 Nb 2 O 5 , 0.08 ThO 2 , and add 100 g of mineral silicon-containing calcium titanate in the form of sphene concentrate containing nepheline in an amount of 0.5 wt. % in terms of Al 2 O 3 . The sphene concentrate is added until a mass ratio of 1:0.1 is achieved. The resulting mixture is ground in a ball mill to a particle size of less than 63 μm. Then the mixture is treated with sulfuric acid with a concentration of 35% at T:V liquid = 1:0.8 and a temperature of 100 °C for 1 hour. The resulting pulp is diluted with concentrated sulfuric acid until a T:V liquid ratio of 1:3.5 is achieved, after which it is maintained in boiling mode for 1.5 hours to form a suspension. The suspension is filtered to obtain a titanium-niobium-containing solution and a calcium-containing solid phase. The degree of extraction of titanium and niobium into the solution is, %: 95.2 TiO 2 , 93.9 Nb 2 O 5 . The extraction of thorium into the solution is 1.55% ThO 2 .
Пример 2. Берут 1 кг перовскитового концентрата состава, мас. %: 50 TiO2, 35 СаО, 1,1 Nb2O5, 0,08 ThO2, и добавляют 250 г минерального кремнийсодержащего титаната кальция в виде сфенового концентрата, содержащего нефелин в количестве 1,25 мас. % в пересчете на Al2O3. Сфеновый концентрат добавляют до обеспечения массового отношения 1:0,25. Полученную смесь измельчают в шаровой мельнице до крупности частиц менее 63 мкм. Затем смесь обрабатывают серной кислотой с концентрацией 40% при Т:Vж=1:1 и температуре 105°С в течение 0,8 часа. Образовавшуюся пульпу разбавляют концентрированной серной кислотой до обеспечения отношения Т:Vж=1:3, после чего выдерживают в режиме кипения в течение 2 часов с образованием суспензии. Суспензию фильтруют с получением титан-ниобийсодержащего раствора и кальцийсодержащей твердой фазы. Степень извлечения титана и ниобия в титан-ниобийсодержащий раствор составляет, %: 97,9 TiO2, 96,2 Nb2O5. Извлечение тория в раствор составляет 1,07% ThO2.Example 2. Take 1 kg of perovskite concentrate with the following composition, wt. %: 50 TiO 2 , 35 CaO, 1.1 Nb 2 O 5 , 0.08 ThO 2 , and add 250 g of mineral silicon-containing calcium titanate in the form of sphene concentrate containing nepheline in an amount of 1.25 wt. % in terms of Al 2 O 3 . The sphene concentrate is added until a mass ratio of 1:0.25 is achieved. The resulting mixture is ground in a ball mill to a particle size of less than 63 μm. Then the mixture is treated with sulfuric acid with a concentration of 40% at T:V liquid = 1:1 and a temperature of 105 °C for 0.8 hours. The resulting pulp is diluted with concentrated sulfuric acid until a T:V liquid ratio of 1:3 is achieved, after which it is maintained in boiling mode for 2 hours to form a suspension. The suspension is filtered to obtain a titanium-niobium-containing solution and a calcium-containing solid phase. The degree of extraction of titanium and niobium into the titanium-niobium-containing solution is, %: 97.9 TiO 2 , 96.2 Nb 2 O 5 . The extraction of thorium into the solution is 1.07% ThO 2 .
Пример 3. Берут 1 кг перовскитового концентрата состава, мас. %: 50 TiO2, 35 СаО, 1,1 Nb2O5, 0,08 ThO2, и добавляют 500 г минерального кремнийсодержащего титаната кальция в виде сфенового концентрата, содержащего нефелин в количестве 2,0 мас. % в пересчете на Al2O3. Сфеновый концентрат добавляют до обеспечения массового отношения 1:0,5. Полученную смесь измельчают в шаровой мельнице до крупности частиц менее 63 мкм. Затем смесь обрабатывают серной кислотой с концентрацией 45% при Т:Vж=1: 1,5 и температуре 105°С в течение 0,5 часа. Образовавшуюся пульпу разбавляют концентрированной серной кислотой до обеспечения отношения T:Vж=1:2,5, после чего выдерживают в режиме кипения в течение 3 часов с образованием суспензии. Суспензию фильтруют с получением титан-ниобийсодержащего раствора и кальцийсодержащей твердой фазы. Степень извлечения титана и ниобия в титан-ниобийсодержащий раствор составляет, %: 95,6 TiO2, 94,7 Nb2O5. Извлечение тория в раствор составляет 2,1% ThO2.Example 3. Take 1 kg of perovskite concentrate with the following composition, wt. %: 50 TiO 2 , 35 CaO, 1.1 Nb 2 O 5 , 0.08 ThO 2 , and add 500 g of mineral silicon-containing calcium titanate in the form of sphene concentrate containing nepheline in an amount of 2.0 wt. % in terms of Al 2 O 3 . The sphene concentrate is added until a mass ratio of 1:0.5 is achieved. The resulting mixture is ground in a ball mill until a particle size of less than 63 μm is achieved. Then the mixture is treated with sulfuric acid with a concentration of 45% at T:V liquid = 1:1.5 and a temperature of 105°C for 0.5 hour. The resulting pulp is diluted with concentrated sulfuric acid until a ratio of T:V liquid = 1:2.5 is achieved, after which it is maintained in boiling mode for 3 hours to form a suspension. The suspension is filtered to obtain a titanium-niobium-containing solution and a calcium-containing solid phase. The degree of extraction of titanium and niobium into the titanium-niobium-containing solution is, %: 95.6 TiO 2 , 94.7 Nb 2 O 5 . The extraction of thorium into the solution is 2.1% ThO 2 .
Пример 4 (по прототипу). Берут 1 кг перовскитового концентрата состава, мас %: 50 TiO2, 35 СаО, 1,1 Nb2O5, 0,08 ThO2. Измельчают концентрат до крупности частиц менее 63 мкм (90%), загружают его в серную кислоту с концентрацией 80%) H2SO4 до обеспечения отношения T:Vж=1:4 и выдерживают при температуре 150°С в течение 1,5 часа с получением пульпы, в которую добавляют воду до концентрации 900 г/л H2SO4, и кипятят при температуре 150°С в течение 2 часов, после чего охлаждают до 90°С и фильтруют с получением титан-ниобийсодержащего раствора (фильтрата) в количестве 4,09 л состава, г/л: 118 TiO2, 2,5 Nb2O5, 0,141 ThO2 и кальцийсодержащей твердой фазы. Степень извлечения титана и ниобия из перовскита в титан-ниобийсодержащий раствор составляет, %: 91,5 TiO2, 89,5 Nb2O5. Извлечение тория в раствор составляет 72,5% ThO2.Example 4 (based on the prototype). Take 1 kg of perovskite concentrate with the composition, wt %: 50 TiO 2 , 35 CaO, 1.1 Nb 2 O 5 , 0.08 ThO 2 . The concentrate is ground to a particle size of less than 63 µm (90%), loaded into sulfuric acid with a concentration of 80%) H 2 SO 4 until the T:V ratio is 1:4 and maintained at a temperature of 150°C for 1.5 hours to obtain a pulp, to which water is added to a concentration of 900 g/l H 2 SO 4 , and boiled at a temperature of 150 ° C for 2 hours, after which it is cooled to 90 ° C and filtered to obtain a titanium-niobium-containing solution (filtrate) in the amount of 4.09 l of the composition, g/l: 118 TiO 2 , 2.5 Nb 2 O 5 , 0.141 ThO 2 and calcium-containing solid phase. The degree of extraction of titanium and niobium from perovskite into a titanium-niobium-containing solution is, %: 91.5 TiO 2 , 89.5 Nb 2 O 5 . The extraction of thorium into the solution is 72.5% ThO 2 .
Как видно из приведенных примеров, предлагаемый способ обеспечивает повышение экологичности за счет значительного снижения степени извлечения тория в получаемый титан-ниобийсодержащий раствор до 1,07-2,1% ThO2 и обеспечивает высокую степень извлечения ценных компонентов, %: 95,2-97,9 TiO2, 93,9-96,2 Nb2O5 при исключении использования дополнительных химических реагентов. Способ относительно прост и может быть реализован в промышленном масштабе с привлечением доступных реагентов.As can be seen from the examples provided, the proposed method provides increased environmental friendliness due to a significant reduction in the degree of thorium extraction into the resulting titanium-niobium-containing solution to 1.07-2.1% ThO 2 and provides a high degree of extraction of valuable components, %: 95.2-97.9 TiO 2 , 93.9-96.2 Nb 2 O 5 while eliminating the use of additional chemical reagents. The method is relatively simple and can be implemented on an industrial scale using available reagents.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2824026C1 true RU2824026C1 (en) | 2024-07-31 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4552730A (en) * | 1984-08-27 | 1985-11-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Recovery of titanium from perovskite using sulfuric acid leaching |
| US4562049A (en) * | 1984-09-20 | 1985-12-31 | The United States Of America As Represented By Secretary Of Interior | Recovery of titanium from perovskite by acid sulfation |
| SU1229179A1 (en) * | 1984-01-09 | 1986-05-07 | Предприятие П/Я Г-4855 | Method of disintegrating perovskite concentrate |
| SU1366476A1 (en) * | 1986-04-21 | 1988-01-15 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского филиала им.С.М.Кирова АН СССР | Method of processing perovskite concentrate |
| SU1606455A1 (en) * | 1983-06-27 | 1990-11-15 | Н.С. Двегубский и А.А. Гор чев | Method of exposing titanium raw material |
| RU2367605C1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-09-20 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук | Method for processing of titanium-containing concentrate |
| RU2387722C1 (en) * | 2008-08-05 | 2010-04-27 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук | Method of processing perovskite concentrate with extraction of niobium and tantalum |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1606455A1 (en) * | 1983-06-27 | 1990-11-15 | Н.С. Двегубский и А.А. Гор чев | Method of exposing titanium raw material |
| SU1229179A1 (en) * | 1984-01-09 | 1986-05-07 | Предприятие П/Я Г-4855 | Method of disintegrating perovskite concentrate |
| US4552730A (en) * | 1984-08-27 | 1985-11-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Recovery of titanium from perovskite using sulfuric acid leaching |
| US4562049A (en) * | 1984-09-20 | 1985-12-31 | The United States Of America As Represented By Secretary Of Interior | Recovery of titanium from perovskite by acid sulfation |
| SU1366476A1 (en) * | 1986-04-21 | 1988-01-15 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского филиала им.С.М.Кирова АН СССР | Method of processing perovskite concentrate |
| RU2367605C1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-09-20 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук | Method for processing of titanium-containing concentrate |
| RU2387722C1 (en) * | 2008-08-05 | 2010-04-27 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук | Method of processing perovskite concentrate with extraction of niobium and tantalum |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Al-Zahrani et al. | Extraction of alumina from local clays by hydrochloric acid process | |
| DE60113716T2 (en) | RECOVERY OF TITANIUM DIOXIDE FROM TIO2-rich RAW MATERIALS SUCH AS STEEL MANUFACTURING SLAGS | |
| WO2010057410A1 (en) | Clean production method of vanadium oxide | |
| CN102502720A (en) | Process for producing battery-grade lithium carbonate through processing carbonate type lithium concentrate by deep carbonation method | |
| CN103361486A (en) | Method for extracting high purity scandium oxide and titanium from waste acid solution containing scandium and titanium | |
| RU2247788C1 (en) | Method for preparation of scandium oxide from red mud | |
| EP0186370A2 (en) | Titanium dioxide pigment production from ilmenite | |
| RU2824026C1 (en) | Perovskite concentrate processing method | |
| CA1066025A (en) | Method of treating alunite ore | |
| EA035071B1 (en) | Extraction of products from titanium-bearing minerals | |
| DE10142692A1 (en) | Purification of tantalum compounds by combining with a fluoride-containing compound, other than hydrofluoric acid, and sulfuric acid to form a solution and then separating off the tantalum content | |
| JP5431780B2 (en) | A processing method for obtaining a niobium raw material or a tantalum raw material, a method for separating and purifying niobium or tantalum, and a method for producing niobium oxide or tantalum oxide. | |
| JP2001329321A (en) | Method for treating tantalum / niobium-containing raw material and method for producing tantalum / niobium product using the same | |
| CN112794343B (en) | Method for purifying and preparing ammonium beryllium fluoride from beryllium fluoride-containing mixture | |
| RU2149908C1 (en) | Method of breaking down of mineral and technogenic materials | |
| EA010106B1 (en) | Process for complete utilization of olivine constituents | |
| CN106987723A (en) | A kind of method that aluminium is reclaimed from the low molten aluminium slag of iron aluminium concentrate | |
| DE1911141C3 (en) | Process for extracting the beryllium content from ores | |
| US4031182A (en) | Recovery of aluminum from alunite ore using acid leach to purify the residue for bayer leach | |
| CN112320831B (en) | Method for preparing aluminum chloride crystals from fly ash to cooperatively produce gallium metal | |
| CN103011286B (en) | Process for producing bismuth subcarbonate with crude bismuth oxide | |
| RU2801582C1 (en) | Perovskite concentrate processing method | |
| SU1742214A1 (en) | Method for preparation of coagulator on the basis of aluminium sulfate from helenite slags | |
| JP3586105B2 (en) | Production method of ultra-high purity tantalum oxide | |
| DE2550425C2 (en) | Process for the production of a coagulant of the aluminum sulphate type from Alunit for the purification of mechanical impurities from the water |