Способ сорбционной переработки черносланцевых руд

(51) 22 60/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Техническим результатом изобретения является сорбционное концентрирование и селективное отделение урана и молибдена от ванадия, а ванадия от редкоземельных элементов и редкоземельных элементов от железа и алюминия, повышение интенсификации сорбционного процесса,сокращение технологической схемы и использование экологически чистых окислителей. Технический результат достигается в способе сорбционной переработки черносланцевых руд,включающем извлечение ценных компонентов противотоком ионитами при регулируемомсреды и окислительно-восстановительного потенциала,при этом сорбцию проводят анионитами из растворов комплексно содержащих уран, молибден, ванадий и редкоземельные элементы, на первой стадии извлекают уран и молибден при 0,8-1,6 в интервале 350-400 мВ,а на второй стадии - ванадий в присутствии перекиси водорода до достижения 750-800 мВ и 1,8-2,0 при температуре 60 С, после чего маточники сорбции отправляют на катионообменный сорбент при 2,0-2,5 и 300350 мВ для извлечения редкоземельных элементов.(72) Школьник Владимир СергеевичЖарменов Абдурасул АлдашевичКозлов Владиллен АлександровичКузнецов Андрей ЮрьевичБриджен Николас ДжонДенисенко Александр Петрович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма БАЛАУСА Козлов Владиллен Александрович(56)2211253 2, 27.08.20032265072 2, 27.11.2005 Аймбетова И.О. Разработка технологии производства метаванадата аммония из черных сланцев месторождения Баласаускандык Автореф.дисканд.тех.наук,-Алматы, 2010.с.1-1719294 , 15.04.200820124 , 15.09.20104229422, 21.10.1980(54) СПОСОБ СОРБЦИОННОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЧЕРНОСЛАНЦЕВЫХ РУД(57) Изобретение относится к области гидрометаллургии, а именно, к способам извлечения редких и радиоактивных элементов. Изобретение относится к области гидрометаллургии, а именно, к способам извлечения редких и радиоактивных элементов. Известен способ концентрирования урана из разбавленных растворов,при котором осуществляют сорбцию урана анионитами, отмывку анионита от примесей, донасыщение анионита ураном путем контакта его с частью уранового десорбата, десорбцию урана кислотно-солевыми растворами и осаждение из товарного десорбата пероксида урана пероксидом водорода (Патент 2404126, МПК С 01 43/00, опубл. 20.11.2010). Недостатком способа является невозможность селективного отделения урана от анионных примесей, снижение интенсивности сорбционного процесса. Известен способ селективного извлечения урана из руд, при котором руду подвергают после измельчения выщелачиванию с получением пульпы при 4,2-2,2 и далее при 4,6-2,0 процесс выщелачивания совмещают с противоточной сорбцией урана,поддерживая необходимое значение температуры ипо ходу пульпы. В качестве окислителя используют соединения марганца, десорбцию урана с насыщенного ионита МПК 6 С 22 В 60/02, опубл 27.10.1997). Недостатком способа является отсутствие селективного отделения урана от анионных примесей, а введение в качестве окислителя соединений марганца не позволяет удержать ванадий в степени окисленияи добиться селективного извлечения ценных компонентов(урана и молибдена). Наиболее близким по технической сущности является способ извлечения урана, молибдена и ванадия из руд, который включает измельчение и выщелачивание ценных компонентов минеральной кислотой и последующее сорбционное извлечение растворенных урана, молибдена и ванадия из пульпы. Перед выщелачиванием измельченную руду в виде водной пульпы окисляют путем обработки анионитом в ОН-форме при 8,5-11,6,окислительно-восстановительном потенциале (ОВП) от -50 до 150 мВ при температуре 30-80 С, а Приведенный состав ионных форм элементов в растворе не позволяет выбрать одно свойство и на его основе создать технологию комплексного извлечения и разделения. Для решения этого вопроса необходимо применить ряд комбинированных приемов химии. Известно, что поведение многовалентных ионов элементов в растворах зависит от ионного потенциала,определяемого отношением заряда к ионному радиусу. На фиг. сгруппированы свойства редких 2 выщелачивание и сорбционное извлечение ведут путем добавления в окисленную пульпу серной кислоты до 1,5-3,5 и анионита в сульфатной форме (Патент 2211253, МПК С 22 В 60/02,опубл. 27.08.2003). Однако данный способ не позволяет окислять соединения редких металлов в низших степенях из шпенелидов черных сланцев анионитом в ОНформе. Техническим результатом изобретения является сорбционное концентрирование и селективное отделение урана и молибдена от ванадия, а ванадия от редкоземельных элементов и редкоземельных элементов от железа и алюминия, повышение интенсификации сорбционного процесса,сокращение технологической схемы и использование экологически чистых окислителей. Технический результат достигается способом сорбционной переработки черносланцевых руд,включающем извлечение ценных компонентов противотоком ионитами при регулируемомсреды и окислительно-восстановительного потенциала , сорбцию проводят анионитами из растворов комплексно содержащих уран, молибден,ванадий, редкоземельные элементы, железо и алюминий, при этом на первой стадии извлекают уран и молибден при 0,8-1,6 в интервале 350400 мВ, а на второй стадии - ванадий в присутствии перекиси водорода до достижения 750-800 мВ и 1,8-2,0 при температуре 60 С, после чего маточники сорбции отправляют на катионообменный сорбент при 2,0-2,5 и 300350 мВ для извлечения редкоземельных элементов. Предлагаемый способ включает взаимодействие в сорбционной колонне в противотоке с анионитом сложных по солевому составу растворов, причем взаимодействие осуществляется в переменном интервале значений окислительновосстановительного потенциалаи величинысреды, при которых извлекаемые металлы находятся в растворенном состоянии. Исходный состав раствора, поступающий на сорбционный передел, приведен в табл. 1 металлов в зависимости от ионного потенциала. Металлы с ионным потенциалом меньше 3-катионы(с 8-электронной конфигурацией во внешней оболочке). Металлы же с очень высоким ионным потенциалом - более 8, образуют прочные комплексные анионы с ковалентными связями(РО 4)3-, (О 4)3-, О 22, МоО 22. При ионном потенциале 3-8 располагаются ионы металлов с амфотерными свойствами. Кроме того, известно, 26646 чтоивлияют на полиядерность ионных форм и кинетику их взаимного перехода. Сущность сорбционного способа переработки черносланцеых руд с извлечением урана,молибдена, ванадия и редкоземельных элементов заключается в том, что на первой стадии сорбции окисление урана и молибдена проводят железом и ванадием , а на второй стадии сорбции окисление ванадияпроводят перекисью водорода, а сорбцию редкоземельных элементов проводят после разрушения пероксида. Концентрирование и селективное извлечение урана и молибдена на анионит, перемещаемый противотоком раствору, ведут в условиях, при которыхподдерживают вьюститным железом(2) в пределах 350-400 В (3/2201) и 0.8-1.6, ванадий с достаточной надежностью удерживается в растворе в виде пары 4/3,которая предотвращает появление 5. Появление ванадия в высшей степени окисления вызывает два нежелательных процесса, с одной стороны, переход ванадия на анионит вместе с ураном и молибденом(нарушается селективность процесса), а с другой стороны, выпадение осадка труднорастворимых комплексных солей железа и ванадия. При снижениименее 350 В именее 0,8 снижается интенсивность сорбционного извлечения,а повышениеболее 400 В иболее 1,6 приводит к выпадению труднорастворимых солей. Селективное отделение ванадия от редкоземельных элементов достигается за счет введения перекиси водорода (Н 2 О 2), играющую роль как окислителя, так и восстановителя. При концентрации Н 2 О 2 1,0-1,5 г/л или окислительновосстановительном потенциале 750-800 и 1,8-2,0 ванадий извлекается из раствора до содержания 0,008 г/л. В процессе сорбции ванадия при температуре 60 С происходит разрушение пероксида ванадия, пероксид водорода удаляется и в растворе понижаетсядо значений менее 400 В. Пример осуществления способа. Берут продуктивный раствор, состав которого приведен в таб.1., проводят противоточную сорбцию в колонке, заполненной анионитом АМ-п в количестве 10 мл. при 1,2 и 400 В в динамических условиях и пропускают 1 л. раствора. Маточник сорбции контролируют на содержание уранаи молибдена (Мо). Процесс сорбции заканчивают при содержании в маточникахне более 4 мг/л и Мо 8 мг/л. Смола содержит 14,5 кг/т и Мо 17,5 кг/т. Далее маточник сорбции, содержащий 3,5 г/л 25 обрабатывают раствором КОН до 1,8 и перекисью водорода (Н 2 О 2) из расчета 1,0 г/л до 750 В. Раствор пропускают через новую порцию анионита до остаточного содержания 25 в маточниках не более 0,01 г/л. Процесс сорбции проводят при температуре 60 С до полного разрушения Н 22 и пониженияменее 400 В. Маточники сорбции пропускают через катионит Ку 2 при 2,0-2,2 и 300-350 В для извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ). ИзвлечениеРЗЭ составляет около 90. Результаты сорбционного извлечения металлов приведены в табл.2,3,4 Таблица 2 Результаты сорбционного извлечения и отделения урана и молибдена от ванадия. параметры Содержание на анионите Отноше Мо ние кг/ткг/т 3/2,г/л 10,4 13,5 90 17,4 87 18,9 14,6 97,3 17,6 88 21,0 14,8 98,6 17,9 89,5 26 13,8 92,0 17,5 87,5 23.6 14,7 98,0 17,9 89,5 22.6 14,9 99,3 18,2 91 Таблица 3 Результаты сорбционного извлечения и отделения ванадия от редкоземельных элементов (РЗЭ) Исходный раствор Содержание на анионите СС, 2 5 г/л кг/т Содержание на анионите 139 349,4 99,82 138 349,5 99,85 Таблица 4 Результаты сорбционного извлечения и отделения РЗЭ ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ сорбционной переработки черносланцевых руд, включающий извлечение ценных компонентов противотоком ионитами при регулируемом рН среды и окислительновосстановительного потенциала, отличающийся тем, что сорбцию проводят анионитами из растворов комплексно содержащих уран, молибден, Содержание на анионите РЗЭ кг/т ванадий и редкоземельные элементы, при этом на первой стадии извлекают уран и молибден при рН 0,8-1,6 в интервале 350-400 мВ, а на второй стадии - ванадий в присутствии перекиси водорода до достижения 750-800 мВ и рН 1,8-2,0 при температуре 60 С, после чего маточники сорбции отправляют на катионообменный сорбент при рН 2,0-2,5 и 300-350 мВ для извлечения редкоземельных элементов.