Уважаемые коллеги, мы работаем в обычном режиме с 30.10 по 7.11. Посмотреть контакты
   
Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65

Статья опубликована в рамках: LXV Международной научно-практической конференции «Технические науки - от теории к практике» (Россия, г. Новосибирск, 28 декабря 2016 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Материаловедение и металлургическое оборудование и технологии

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Cадыралиева У.Ж., Ногаева К.А. ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ НЕФЕЛИНОВЫХ СИЕНИТОВ РАЗЛИЧНЫМИ КИСЛОТАМИ // Технические науки - от теории к практике: сб. ст. по матер. LXV междунар. науч.-практ. конф. № 12(60). – Новосибирск: СибАК, 2016. – С. 45-51.
Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ НЕФЕЛИНОВЫХ СИЕНИТОВ РАЗЛИЧНЫМИ КИСЛОТАМИ

Cадыралиева Уулболсун Жеенкуловна

д-р техн. наук, проф. Института горного дела и горных технологий им. Академика У.А. Асаналиева,

Кыргызская Республика, г. Бишкек

Ногаева Кулжамал Абдраимовна

д-р техн. наук, проф. Института горного дела и горных технологий им. Академика У.А. Асаналиева,

Кыргызская Республика, г. Бишкек

STUDY OF THE POSSIBILITY OF RARE EARTH ELEMENTS LEACHING OF NEPHELINE SYENITE OF VARIOUS ACIDS

Uulbolsun Sadyralieva

senior lecturer Institute of Mining and Mining Technologies them. Academician U.A. Asanalieva,

Kyrgyzstan, Bishkek

Kulzhamal Nogaeva

doctor of Technical Sciences, Professor Institute of Mining and Mining Technologies them. Academician U.A. Asanalieva,

Kyrgyzstan, Bishkek

 

АННОТАЦИЯ

В данной работе исследована возможности выщелачивания редкоземельных металлов различными минеральными кислотами. Выявлено, что нефелиновая руда в азотной кислоте подвергается более значительному разложению, по сравнению в соляной и серной кислоте. Это дает возможность применение процесса выщелачивания в разработке комплексной технологической схемы переработки нефелиновых сиенитов месторождения Сандык.

ABSTRACT

In this paper we investigate the possibility of leaching rare earth metals in mineral acids. It was found that nepheline ore in nitric acid is exposed to a significant degradation in comparison to hydrochloric and sulfuric acid. This enables the use of the leaching process in the development of complex technological scheme of processing nepheline syenite Sandyk field.

 

Ключевые слова: глинозем, гидрохимический способ, рентгенофазовый анализ, алюмосиликатное сырье.

Keywords: alumina, hydro-chemical method, X-ray analysis, aluminosilicate materials.

 

Сырьевой базой для создания в Кыргызстане алюминиевого производства могут служить месторождения бокситов и нефелиновых сиенитов, расширяющих перспективы производства глиноземного сырья. Указанное сырье слагает месторождения трех генетических групп: осадочной, магматической метаморфической [2]. При комплексной переработке нефелинового сырья рационально используются все его составляющие и наряду с глиноземом получаются сода, поташ и высококачественный цемент. Это делает переработку нефелиновых сиенитов экономически целесообразной, несмотря на сравнительно низкое содержание в нем глинозема.

Для переработки нефелинового сырья в зависимости от состава и свойств применяются различные способы: гидрохимический способ (Способ Байера открытый в 1899 г.) и химическое обогащение [1–2], также возможно кислотный способ [2–3].

В Кыргызстане, в настоящее время, не существует готовой технологии переработки нефелиновых руд. Дальнейшая перспектива разработки комплексной технологии переработки алюмосиликатного сырья с извлечением глинозема и концентрированием редких и редкоземельных элементов может найти применение не только в глиноземной промышленности, но при выделении редких и редкоземельных элементов в космической технике, ракетостроении, автомобилестроении и электронике.

С целью изучения количественного и качественного минералогического состава нефелиновых сиенитов месторождения Сандык нами использованы исходная проба, представляющая собой каменистую фракцию светло-серого цвета.

Проба была подвергнута измельчению в шаровой мельнице, тщательно перемешена, усреднена и подготовлена к технологической переработке и к дальнейшим физико-химическим исследованиям. Результаты рентгенофазового анализа исходного материала представлены в табл. 1 и рис. 1.

 

Таблица 1.

Результаты рентгенофазового анализа исходного материала

Compound Name

Formula

S-Q

Нефелин

KNa3[AlSiO4]4

7.3

Potassium Sodium Aluminum Silicate

 

 

Санидин

K[AlSi3O8] c Na

33.2

Микроклин

K[AlSi3O8] c Ca

40.9

Potassium Aluminum Silicate

 

 

Hydroxide

 

 

Мусковит

KAl2[AlSi3O10](OH)2

18.6

 

 

 

Рисунок 1. Дифрактограмма исходного сырья

 

На дифрактограммах рентгенофазового анализа исходной пробы основой фазы явяляется нефелин Na3K[AlSiO4]4; кроме этого содержатся микроклин K[AlSi3O8]cCa, мусковит KAl2[AlSi3O10](OH)2 и санидин K[AlSi3O8]cNa.

Для изучения возможности извлечения редкоземельных элементов из нефелино-сиенитового сырья проводилось выщелачивание растворами различных кислот: соляной, серной и азотной.

Кислотное выщелачивание нефелинового сырья осуществлялось при температуре Τ~250С, продолжительность τ – 60 минут, Навеска рассчитана по соотношению Ж:Т = 6,0:1,0 непрерывным перемешиванием пульпы со скоростью ν ~ 70 об/мин. Процесс осуществлен в аппарате, оснащенном кислотоустойчивыми приборами с мешалкой. По завершению процесса пульпа была разделена фильтрованием на жидкую и твердую ф азы. Осадок промывался до РН – среды нейтральной и сушился при Т-1050С.

Продукты переработки (гель, раствор и отработанный шлам) были исследованы рентгенофазовым анализом.

Алюмосиликатное нефелиновое сырье с содержанием РЗЭ – 0,021 % выщелачивалось по вышеописанной методике, раствором соляной кислоты, (17 % HCI.

Химический состав продуктов после обработки соляной кислотой:

  • гель, % – AI2O3 – 0,38; SiO2 – 75,45; Fe2O3 – 0,31;
  • фильтрат, г/дм3 – AI2O3 – 5,4; SiO2 – 0,06; Fe2O3 – 0,31; La – 0,00072; Ce – 0,00069; Pr – 0,00051; Nd – 0,00015; Yb – н/о; Y – 0,00047; Gd – 0.000475; ∑РЗЭ – 0,003 г/дм3;
  • - шлам, % – AI2O3 – 34,55; Na2O – 1,9; SiO2 – 45,7; К2О – 6,9; Fe2O3 – 2,2; ∑РЗЭ – 0,019 %.

Нефелиновое сырье с тем же составом выщелачивалось раствором серной кислоты (21 % H2SO4) при заданных условиях.

Химический состав полученных продуктов после обработки серной кислотой:

  • гель, % – AI2O3 – 0,066; SiO2 – 75,20; Fe2O3 – 0,02;
  • фильтрат, г/дм3 – AI2O3 – 5,0; SiO2 – 0,065; Fe2O3 – 0,1; La – 0,000595; Ce – 0,000588; Pr – 0,00051; Nd – 0,00015; Y – 0,000474; Gd – 0.00095; ∑РЗЭ0,00326 г/дм3; ∑РЗЭ – 0,0033 мг/дм3;
  • шлам после выщелачивания, % – AI2O3 – 31.7; Na2O – 2.0; SiO2 – 47.4; К2О – 7.2; Fe2O3 – 2,55; ∑РЗЭ – 0,0181 %.

Рентгенофазовым анализом определены следующие фазы в шламе: олигоклаз Na{AlSi3O8Ca{Al2Si2O8}; мусковит KAl2Si3AlO10(OH)2; микроклин KAlSi3O8, KMg2,5Si4O10(ОН)2, силикат алюминия SiO2(1-х) Al2O3, корунд a – Al2O3 и каолинит Al2 [OH]4{Si2O5.

По результатам физико–химических методов анализа определено, что нефелиновая руда в сернокислой среде подвергается более значительному разложению, чем в солянокислой среде. Содержание редкоземельных элементов в фильтрате составило 4,3 мг/дм3.

Нефелиновое сырье с тем же составом выщелачивалось раствором азотной кислоты (17 % HNO3) по вышеописанной методике.

Химический состав полученных продуктов после переработки азотной кислотой:

  • гель, % – AI2O3 – 1,68; SiO2 – 55,20; Fe2O3 – 0,1;
  • фильтрат, г/дм3 – AI2O3 – 6,75; SiO2 – 2,0; Fe2O3 – 0,77; La – 0,00115; Ce – 0,00112; Pr – 0,00102; Nd – 0,00022; Y – 0,00071; Gd – 0.000475; Dy – 0.00134; ∑РЗЭ – 0,006 мг/дм3;
  • шлам после выщелачивания, % – AI2O3 – 28.1; SiO2 – 48,6; Fe2O3 – 3,35; ∑РЗЭ – 0,0092 %.

 

Рисунок 2. Дифрактограмма шлама после выщелачивания азотной кислотой. Обозначения: ●-         a- Al2O3, ■- Na{AlSi3O8 · Ca{Al2Si2O8}, W- KAl2Si3AlO10(OH)2, - KAlSi3O8, ♦ - KMg2,5Si4O10(ОН)2 , ▌- SiO2(1-х) Al2O3

 

Рентгенофазовым анализом установлены следующие фазы в шламе: олигоклаз Na{AlSi3O8Ca{Al2Si2O8}; мусковит KAl2Si3AlO10(OH)2; микроклин KAlSi3O8, KMg2,5Si4O10(ОН)2, силикат алюминия SiO2(1-х) Al2O3, корунд a – Al2O3

По результатам физико–химических методов анализа определено, что нефелиновая руда в азотнокислой среде подвергается более значительному разложению, по сравнению с примененными ранее реагентами. Содержание редкоземельных элементов в растворе составило 6,035 мг/дм3.

Определено, что при обработке нефелинового сырья растворами различных кислот (соляной, серной и азотной) наряду с ценными компонентами в раствор переходят редкоземельные элементы.

Наиболее высокое извлечение РЗЭ получено при обработке их 3N HNO3, менее извлечение при обработке 5N H2SO4. Содержание РЗЭ в полученных растворах составило 6,035 и 3,5 мг/дм3 соответственно.

Таким образом, данные технологические процессы выщелачивания пульпы способствуют большему извлечению редкоземельных элементов из нефелиновых сиенитов и применимы в разработке технологической схемы получения концентрата РЗЭ.

 

Список литературы:

  1. Медведев А.С. Богатырева Е.В. Теория гидрометаллургических процессов. – М.: – Издат. Дом МИСиС, 2009.
  2. Минерально-сырьевая база Кыргызской Республики на рубеже перехода к рыночной экономике. – Бишкек,1998.
  3. Исматов Х.Р. Алюминийсодержащее сырье Узбекистана и пути его переработки // Кислотная переработка алюминийсодержащего сырья на глинозем, Ташкент,1974, С. 3–10.
Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом