Способ получения смеси оксалатов редкоземельных элементов

Способ получения смеси оксалатов редкоземельных элементов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соввтскнз

Социалистических

Республик н11 739060 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.09.76 (21) 2403593/23-04 с присоединением заявки 8о (23) Приоритет

Опубликовано 050680, Бюллетень М 21

Дата опубликования описания 0506.80

С 07 С 55/О

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДИ 547.461.2..07:661.865 (088 ° 8) h

1 ь.Л. Гольдинов, Ф.И. Новоселов, О.Б. Абрамов, Е.Д. Спицын, Е.В. Афанасенко и П.В. Киселевич (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ ОКСАЛАТОВ

РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения смеси оксалатов редкоземельных элементов и может быть использовано в произ5 водстве редкоземельных элементов в процессе переработки апатитов и фосФоритов в удобрениях.

Известен способ получения смеси оксалатов редкоземельных элементов (РЗЭ) из Фосфорсодержащих растворов экстракцией органическим растворителем с последующей реэкстракцией и переработкой реэкстрактов в оксалаты РЗЭ (1) .

Недос таток способа заключаетс я в необходимости применения дорогостоящих и дефицитных экстрагентов, значительно удорожающих производство и делающих его взрыво- и пожароопасным.

Кроме того, попутно получающиеся фосфатные и нитратные растворы загрязнены органическими соединениями, что затрудняет их утилизацию в производстве удобрений, так как наличие органических соединений увеличивает опасность взрыва при сушке смесей, содержащих нитрат аммония.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения смеси РЗЭ, заключающнйся в том., что осадок фосфатов РЗЭ, выделенный в процессе азотнокислотной переработки апатита, растворяют в азотной кислоте и подвергают однократному осаждению щавелевой кислотой, взятой в

200-кратном избытке. После многократной декантации и водной промывки полученного осадка оксалатов РЗЭ осадок сушат. В пересчете на окислы РЗЭ целевой продукт содержит 93-95% окислов.РЗЭ, в основном окись церия (50-523). Выход РЗЭ не известен. Содержание примесей в целевом продукте

5-7 вес,ъ (2).

Недостатком способа является использование большого количества щавелевой кислоты и низкая степень чистоты целевого продукта (количество примесей составляет 5-7 вес,Ъ).

Цель изобретения — повышение степени чистоты целевого продукта и упрощение способа вследствие уменьшения количества применяемой щавелевой кислоты.

Поставленная цель достигается тем, что при получении смеси оксалатов редкоземельных элементов, осадок фосФатов редкоземельных элементов, содержащий примеси кальция, железа и

739060 алюминия и фтора, растворяют в азотной кислоте и подвергают взаимодействию с эквимолярным количеством щавелевой кислоты при рН 0,3-1, преимущественно при рН 0,3-0,6. Осадок оксалатов РЗЭ отфильтровывают, а маточный раствор нейтрализуют до рН 1,1-3.

Образующийся при этом осадок возвращают на стадию обработки щавелевой кислотой. Процесс ведут при 4050 С.

Пример 1. 250 г осадка Фосфатов РЗЭ (фосфатный концентрат), полученного при утилизации РЗЭ в производстве сложных удобрений аэотнокис лым разложением аппатита и содержащего 16,9Ъ РЗЭ, смешивают с 300 r 15 осадка, полученного при нейтрализации маточного раствора после отделения целевого продукта и содержащего

6,1% РЗЭ. К смеси осадков приливают

436 и 56%-ной азотной кислоты и раст- 2П воряют осадок при перемешивании при

50 С. К раствору добавляют 41,6 r щавелевой кислоты (B пересчете на без— водную щавелевую кислоту).

Затем раствор нейтрализуют 259-ной

0 аммиачной водой до рН 0,25 при 40 С, полученную при этом суспензию отфильтровывают, осадок на фильтре промывают водой . Целевой продукт — влажный осадок оксалатов РЗЭ содержит 29,2Ъ, РЗЭ.

Количество влажного осадка 143 г.

Отфильтрованный от осадка маточный раствор нейтрализуют до рН 2. Полученную суспензию фильтруют и получают осадок смеси фосфатов и оксалатов РЗЭ, содержащий 5,7% РЗЭ. Ксличес тв о влажного ос адк а 3 20 г .

Выход сухого целевого продукта смеси оксалатов РЗЭ составляет 41, 8 г

Т а б л и ц а 1

РЗЭ 28,1

РЗЭ 6,1

РЗЭ 16,9

27,5 2, 3

436 41, 6 0 125 С О4

Р О

Са

0,68

0,24

РЗЭ 29,2

РЗЭ 6,1

300 С О, 5,6

P О 11,6

Са 1,0

РЗЭ 16,9

435 41,6 0,25 143 С 0

Р О

Са

27,8 2,9

2 250 Р О 26,9

Са 5,1

0,87, 0,38

1 250 Р О 26,9 300 C О 5,6

Са 5,1

Са 1,0 или 99,03 от содержащихся в сырье

Фосфатов РЗЭ. Содержание примесей соединений кальция, алюминия, железа и Фтора 1,0%.

Результаты опытов (примеры 2-4), осуществленных по методике примера 1, с изменением рН раствора представлены в табл, 1 и 2.

Общий расход воды на все стадии процесса составляет 340-350 мп.

Расход 25%-ной аммиачной воды

270-300 мл. Общая продолжительность процесса 90-100 мин.

П римеры 5-7, осуществленные по методике, описанной в примере 1, беэ добавления к сырью осадка после донейтралнзации маточного раствора, представлены в табл. 3.

Данные табл. 4 демонстрируют изменения состава целевого продукта прн изменении рН раствора при осаждении на первой =.òàäèè процесса получения оксалатов РЗЭ.

Состав оксалатов РЗЭ по распредеJ. åHHþ в нем РЗЭ зависит от концентрации Р33 в сырье и полностью соответствует распределению Р33 в сырье.

Предлагаемый способ позволяет количественно извлекать РЗЭ из сырья, так как РЗЭ, получаемые в виде осадка фосфатов и оксалатов на второй стадии нейтрализации, возвращаются на стадию обработки щавелевой кислотой. Способ обеспечивает значительное увеличение выхода целевого продукта н улучшение его качества при одновременном уменьшении расхода щавелевой кислоты.

7 39060

Продолжеьле табл.1

Полученный влажный промытый оса док оксалатов РЗ

Фосфатный концентрат

При мер рН

Количество, г остав, масс.%

Состав, масс.%

Состав масс.%

Количество, г

Количество, r

29,5

26,6 3,9

l,l4

РЗЭ

6,1

РЗЭ 16 9

РЗЭ

436 41, 6 1, О 150 С204

Р О

5,6

11,6

26,9

5,1

1,0

6,1

28,9

27,6 6,9

2,0

1,5

16,9

РЗЭ

4 . 250 Р,О

Са

РЗЭ

436 41,6 1 5 155 С Н

Р2 Оа

Са

26,9

300 С20

Р2 Н

Са

5,6

5,1

11,6

1,0

Таблица 2

РЗЭ

Р33 6,3

С204 3 3 880

Р<0511, О

Са 0,5

1,0 190

1 1020

С204

Р20

Са

РЗЭ 1,26

2 1020 C204 1, 4

Р2 05 7РЗ

Са 0,88

РЗЭ

РЗЭ 6,0

С О 5,1 872

Р 06 12,6

Са 0,81

2,0 210

С 04

Р О

Са

0,035

РЗЭ 4,1

С036 878

Р О 11 3

Са 1,98

РЗЭ 1,1

0,37

6,3

0,58

2,5 276

3 10SS

С О 1,25

Р о 8,0

Са 0,96

РЗЭ

0,01

РЗЭ 3,1

С032 870

Р205 10,5

Са 3,2

РЗЭ 1,1

0,2

4,0 370

4 1088

С2 О„

2 5

Са

С О 1,25

Р20 8,О

Са 0,96

5,5

0,07

3 250 Р206

Са

Исходные компоненты

Возвратный. осадок (смесь фосфатов} и оксала-.ов РЗЭ) 300 С Ов

2 5

Са, РЗЭ

Р33 1,26

С204 1, 4

Р2 05 7,3

Са 0,88

Азот ная кислота

56%ная, r авелевая кислота в пересчете на н с2 о

РЗЭ

2 4

Р 05

Са

0,14

0,9

6,0

0,9

0 i 028

0,40

5,4

0,85 одерание

Р О в елеом родуке по тноенив

РЗЭ,%

739060

Т а б л и ц а 3

РЗЭ 6,9

0 ilG

0,8

5,3 98,8

С О 2,9 С 0

0 13,0 331 P О

Са 0,54 Са

1,4

FB 0 15

М. 0,04

0,27

0,56

4,6 99,5

С20

Р О

Са

2,02 131

1,0

1,0

0,16

0,09

РЗЭ 0,02

0,36

0,02

0,25

3,9 99,8

Р 0

Са

0,24

0,01

0,07

0,9

0,47

Таблица4

РЗЭ 4,3

50,5

РЗЭ

48,0

Cz 0et

Р 0

Са

99,2

2,0

358

0,8

3 -0,3 24,4

0,36

0 ill

0,02

50,7

47,1

РЗЭ

С О

Р 0

Са

99,5

360 РЗЭ 2,8 2,16

1,0

4 0,22 35,3

0 37

0,12

0 03

5 0,22 38,4 б 0,24 40,0

7 0,25 39,0

РЗЭ 50,7

С 0447,0

Р 0 1,34 455

Са 0,23

РЗЭ 50,5

С 0 47,2

Р О 1,2 449

Са 0,19

0,2

РЗЭ 50,8

С 04 47;7

Р О 1, 5 453

Са 0,25

0,22

0,04

РЗЭ 1,9 1,07 120

РЗЭ 1,8 2,98 145

РЗЭ 6,0

С 0,2,6

Р О 12,6 325

Са 0,77

РЗЭ 5,6

С 04 2, 4

Р 0 11,5 338Р

Са 0,9

0,24

0,14

Р33 О, 04

739060

10. Продолжение табл. 4

Получено раствора рН при

OCcURденни на II стадии

Получено сухого осадка рН при ос аждении на I стадии

Опыт

Степень осаждения РЗЭ, В

Состав %

Состав, %

Р33

46,9

2,2

0,58

С2 04

2 6

Са

99,5

5 0,54 44,2

344 РЗЭ 1, 8 2,1.

0,11

0,06

48,9

РЗЭ

6 1,14 50,6

42,9

330 РЗЭ 1,0 2,0

С2 04

2 5

Са

99,8

5,2

1,5

0,4

0,46

Источники информации, принятые ° во внимание при экспертизе

1. Успехи в химии и технологии редкоземельных элементов. Под ред.

Л. Айринга, М., Металлургия, 1970, с . 45-63 .

40 2, Мазгай B. Выделение редких эе мель из Хибинского апатитового концентрата. Химия и химическая тех нология, 1958, 9 4, с. 20-25, Составитель Е. Григорьева

Техред A.Щепанская Корректор M. Коста

Редактор Н. Кравцова

Тираж 495 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3002/3

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1. Способ получения смеси оксалатов редкоземельных элементов растворением смеси фосфатов редкоземельных элементов в азотной кислоте с последующей обработкой щавелевой кислотой и выделением целевого продукта, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени чистоты целевого продукта и упрощения способа, обработку щавелевой кислотой ведут при рН 0,3-1, маточный раствор полученный после отделения целевого продукта дополнительно нейтрализуют до рН 1,1-3 и образующийся при этом осадок возвращают íà cтадию обработки щавелевой кислотой.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что обработку щавелевой кислотой ведут при рН 0,3-0,6.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что процесс ведут при 40-50 С.