chemicallytechFine Chemical TechnologiesТонкие химические технологии2410-65932686-7575MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).10.32362/24106593-2018-13-3-64-71chemicallytech-153Research ArticleCHEMISTRY AND TECHNOLOGY OF INORGANIC MATERIALSХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBEHAVIOR OF RARE-EARTH METALS IN HYDROMETALLURGICAL PROCESSING OF PYROCHLOR-MONAZITE-GOETHITE ORESПОВЕДЕНИЕ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ ПРИ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ ПИРОХЛОР-МОНАЦИТ-ГЁТИТОВЫХ РУДПермяковаН. А.PermyakovaN. A.

аспирант кафедры химии и технологии редких и рассеянных элементов, наноразмерных и композиционных материалов имени К.А. Большакова

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д.86

младший научный сотрудник технологического отдела

119017, Россия, Москва, пер. Старомонетный, д.31

Postgraduate Student, K.A. Bolshakov Chair of Chemistry and Technology of Rare and Scattered Elements, Nanosized and Composite Material

86, Vernadskogo Pr., Moscow 119571, Russia

Junior Research Assistant of the Technological Department

31, Staromonetny per., Moscow 119017, Russia

permyakovana@mitht.ruЛысаковаЕ. И.LysakovaE. I.

кандидат химических наук, доцент, доцент кафедры химии и технологии редких и рассеянных элементов, наноразмерных и композиционных материалов имени К.А. Большакова

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86

Ph.D. (Chem.), Docent, Associate Professor of K.A. Bolshakov Chair of Chemistry and Technology of Rare and Scattered Elements, Nanosized and Composite Materials

86, Vernadskogo Pr., Moscow 119571, Russia

noemail@neicon.ruАнуфриеваС. И.AnufrievaS. I.

кандидат химических наук, заведующий технологическим отделом

119017, Россия, Москва, пер. Старомонетный, д. 31

Ph.D. (Chem.), Chief of the Technological Departmen

31, Staromonetny per., Moscow 119017, Russia

noemail@neicon.ruЛихникевичЕ. Г.LikhnikevichE. G.

кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник технологического отдела

119017, Россия, Москва, пер. Старомонетный, д. 31

Ph.D. (Eng.), Leading Researcher of the Technological Department

31, Staromonetny per., Moscow 119017, Russia

noemail@neicon.ruМИРЭА - Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова) ; Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья имени Н.М. ФедоровскогоРоссияMIREA - Russian Technological University (M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies); N.M. Fedorovsky All-Russian Scientific-Research Institute of Mineral ResourcesRussian FederationМИРЭА - Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова)РоссияMIREA - Russian Technological University (M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies)Russian FederationВсероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья имени Н.М. ФедоровскогоРоссияN.M. Fedorovsky All-Russian Scientific-Research Institute of Mineral ResourcesRussian Federation2018280620181336471Copyright © Permyakova N.A., Lysakova E.I., Anufrieva S.I., Likhnikevich E.G., 20182018Пермякова Н.А., Лысакова Е.И., Ануфриева С.И., Лихникевич Е.Г.Permyakova N.A., Lysakova E.I., Anufrieva S.I., Likhnikevich E.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/153

The article is dedicated to finding out the specific features of the behavior of rare-earth metals in hydrometallurgical processing of pyrochlore-monazite-goetite ores of the Chuktukonsky ore field is shown in the work. Chuktukonsky ore field is a potential source of rare earth metals. The mentioned ores are practically unenforceable. Hydrometallurgical methods for their complex processing were suggested. Agitational and autoclave nitric acid leaching depending on such technological parameters as temperature, HNO3 concentration, process duration, S:L ratio and the use of H2O2 were studied. The possibility of transferring manganese (that is present in a significant amount in the ore) into a nitric acid solution by hydrogen peroxide was considered. Based on the results of the conducted studies, the distribution of REM in the products of the hydrometallurgical conversion of pyrochlore-monazitegoetite ore was estimated. It was found out that incomplete opening of the ore material was observed during agitational leaching: average REM recovery into the solution is 60%. The study made it possible to solve the problem of purifying nitric acid solutions from phosphorus that hinders the subsequent extraction and separation of rare earth metal ions forming strong complexes with rare earths. Removal of phosphorus from the solution was achieved by conducting the process under pressure at elevated temperatures (200-230 0C). It was found that the optimal decomposition conditions ensuring the transfer of almost 99% of the REM into the nitric acid solution are: 25% solution of HNO3, ore size - 0.071 mm; 5% by volume H2O2; t(160 0С) = 1 h; t(230 0С) = 1 h, gradual temperature increase from 160 to 230 0С; S:L = 1:8. Autoclave nitric-acid leaching allows selecting rare earth metals from the main part of iron, phosphorus and niobium.

Работа посвящена выявлению особенностей поведения редкоземельных металлов при гидрометаллургической переработке пирохлор-монацит-гётитовых руд Чуктуконского рудного поля, являющегося потенциальным источником получения РЗМ. Указанные руды практически необогатимы. Предложены гидрометаллургические методы их комплексной переработки. Изучено агитационное и автоклавное азотнокислое выщелачивание в зависимости от таких технологических параметров, как температура, концентрация HNO3, продолжительность процесса, отношение Т:Ж и др. Рассмотрена возможность перевода марганца, в значительных количествах присутствующего в руде, в азотнокислый раствор пероксидом водорода. На основании результатов проведенных исследований дана оценка распределения РЗМ по продуктам гидрометаллургического передела. Выявлено, что при агитационном выщелачивании имеет место неполное вскрытие рудного материала: степень извлечения РЗМ в раствор составляет в среднем 60%. Решена задача очистки азотнокислых растворов от фосфора, затрудняющего последующее экстракционное извлечение и разделение ионов РЗМ, которые образуют с фосфором прочные комплексы. Удаление фосфора из раствора достигается путем проведения процесса под давлением при повышенных температурах (200-230 оС). Установлено, что оптимальными условиями разложения, обеспечивающими перевод почти 99% РЗМ в азотнокислый раствор, являются: автоклавное выщелачивание 25%-ым раствором HNO3, крупность руды -0.071 мм; 5% об. H2O2; τ (160 оС) = 1 ч; τ (230 оС) = 1 ч, последовательное повышение температуры от 160 до 230 оС; Т:Ж=1:8. Автоклавное азотнокислое выщелачивание позволяет обеспечить отделение РЗМ от основной части железа, фосфора и ниобия.

пирохлор-монацит-гётитовые рудыредкоземельные металлыагитационное выщелачиваниеавтоклавное выщелачиваниеазотная кислотаобесфосфориваниепероксид водородаpyrochlor-monazite-goethite oresrare-earth metalsagitational leachingautoclave leachingnitric aciddephosphorizationhydrogen peroxideReferencesБыховский Л.З., Левченко Е.Н., Онтоева Т.Д., Пикалова В.С., Рогожин А.А. Перспективы обеспечения потребностей высокотехнологичных производств России редкометалльным минеральным сырьем // Разведка и охрана недр. 2016. № 9. С. 106-115.Bykhovskiy L.Z., Levchenko E.N., Ontoeva T.D., Picalova V.S., Rogozhin A.A. Prospects for high-tech industries Russia needs rare metal mineral raw materials. Razvedka i okhrana nedr (Prospect and Protection of Mineral Resources). 2016; (9): 106-115. (in Russ.).Быховский Л.З., Потанин С.Д., Котельников Е.И. О перспективах и очередности освоения минерально-сырьевого потенциала редкоземельного и скандиевого сырья России // Разведка и охрана недр. 2016. № 8. С. 3-8.Bykhovskiy L.Z., Potanin S.D., Kotelnikov E.I. On the prospects and priorities for developing the mineral and raw materials potential rare-earth and scandium raw materials of Russia. Razvedka i okhrana nedr (Prospect and Protection of Mineral Resources). 2016; (8): 3-8. (in Russ.).Быховский Л.З., Архипова Н.А. Рудная база стратегических редких металлов России: состояние, перспективы освоения и развития // Горный журнал. 2017. № 7. С. 4-9.Bykhovskiy L. Z., Arkhipova N. A. Ore base of strategic rare metals of Russia: State, prospects for development and development. Gornyi zhurnal (Mining Journal). 2017; (7): 4-9. (in Russ.).Лихникевич Е.Г., Пермякова Н.А., Сычева Н.А. Особенности поведения марганца и редкоземельных элементов при гидрометаллургической переработке комплексных редкометалльно-редкоземельных руд // Разведка и охрана недр. 2016. № 7. С. 51-54.Likhnikevich E.G., Permyakova N.A., Sycheva N.A. The behavior of manganese and rare earth elements in the hudrometallurgical processing of complex raremetal-rare-earth ores. Razvedka i okhrana nedr (Prospect and Protection of Mineral Resources). 2016; (7): 51-54. (in Russ.).Коровин С.С., Зимина Г.В., Резник А.М. [и др.] Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология. В 3-х книгах. Книга I: Учебник для вузов. М.: МИСИС, 1996. 376 с.Korovin S.S., Zimina G.V., Reznik A.M. [et al.] Rare and scattered elements. Chemistry and technology. In three books. Book I. Moscow: MISIS Publ., 1996. 376 p. (in Russ.).Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. Металлургия редких металлов. Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1991. 432 с.Zelikman A.N., Korshunov B.G. Metallurgy of rare metals. 2nd edition. Moscow: Metallurgiya Publ., 1991. 432 p. (in Russ.).Вольдман Г.М., Зеликман А.Н. Теория гидрометаллургических процессов. Учебное пособие для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Интермет Инжиниринг, 2003. 464 с.Vol'dman G.M., Zelikman A.N. The theory of hydrometallurgical processes. 4th edition. Moscow: Intermet Engineering Publ., 2003. 464 p. (in Russ.).Кузьмин В.И., Шабанов В.Ф., Кузьмин Д.В. Способ переработки железистых редкоземельных фосфатных руд: пат. 2551332 Рос. Федерация. № 2013153434/02; заявл. 02.12.2013; опубл. 20.05.2015. Бюл. № 14.Kuzmin V.I., Shabanov V.F., Kuzmin D.V. Method for processing ferrous rare-earth phosphate ores: pat. 2551332 Russian Federation. No. 2013153434/02; filled 02.12.2013; publ. 20.05.2015.Лихникевич Е.Г., Петрова Н.В., Михайлова Н.С. [и др.] Комплексная переработка ниобий-редкоземельно-фосфатных руд гидрометаллургическим способом // Разведка и охрана недр. 1999. № 1. С.42-43.Likhnikevich E.G., Petrova N.V., Mikchailova N.S. [et al.] Complex processing of niobium-rare-earthphosphate ores by hydrometallurgical method. Razvedka i okhrana nedr (Prospect and Protection of Mineral Resources). 1999. (1): 42-43. (in Russ.).Филиппов А.П., Нестеров Ю.В. Редокс-процессы и интенсификация выщелачивания металлов. М.: Издательский дом «Руда и Металлы», 2009. 543 с.Philippov A.P., Nesterov Yu.V. Redox processes and intensification of metal leaching. Moscow: Publishing House "Ruda i Metally" ("Ore and Metals"), 2009. 543 p. (in Russ.).Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г., Елютин А.В., Захаров А.М. Ниобий и тантал. М.: Металлургия, 1990. 296 с.Zelikman A.N., Korshunov B.G., Elyutin A.V., Zakharov A.M. Niobium and tantalum. Moscow: Metallurgiya Publ., 1990. 296 p. (in Russ.).Чекмарев А.М. Сольвометаллургия - перспективное направление металлургии редких и цветных металлов. М.: ЗАО «Изд-во Атомиздат», 2004. 190 с.Chekmarev A.M. Solvometallurgy-perspective direction of metallurgy of rare and non-ferrous metals. Moscow: Atomizdat Publ., 2004. 190 p. (in Russ.).Громов П.Б., Муждабаева М.А., Копкова Е.К., Серба Н.В. Извлечение ниобия и тантала при разложении висмутотанталита минеральными кислотами // Цветные металлы. 2018. № 1. С. 28-33.Gromov P.B., Muzhdabaeva M.A., Kopkova E.K., Serba N.V. Extraction of niobium and tantalum at decomposition of the vismutotantalit mineral acids. Tsvetnye metally (Non-Ferrous Metals). 2018; (1): 28-33 (in Russ.).Громов П.Б., Дрогобужская С.В., Копкова Е.К., Муждабаева М.А. Выщелачивание ниобия(V) и тантала(V) из плюмбомикролита неводным растворителем на основе одноатомных алифатических спиртов // Хим. технология. 2015. Т. 16. № 1. С. 39-45.Gromov P.B., Drogobuzhskaya S.V., Kopkova E.K., Muzhdabaeva M.A. Leaching of niobium(V) and tantalum(V) from plumbomicrolita non-aqueous-based solvent of monohydric aliphatic alcohols. Khimicheskaya tekhnologiya (Chemical Technology). 2015; 16(1): 39-45. (in Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.