Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Металлургия редкоземельных металлов

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Технология переработки различных видов редкоземельного сырья

Создание рациональной технологии переработки редкоземельного сырья, в том числе комплексного и нетрадиционного, в общем виде подразумевает выполнение следующих основных этапов [1]:

  • — систематизация сырья по составу главных и сопутствующих минералов, запасам, а также подготовленности месторождений к эксплуатации;
  • — создание банка термодинамических характеристик отдельных соединений, реакций, процессов (применительно к технологическим схемам);
  • — выбор реагентов и возможных направлений переработки сырья на основе физико-химических и термодинамических данных для основного минерального компонента и сопутствующих ему примесных минералов;
  • — формирование требований к концентрату по содержанию примесных минералов и подготовка технических условий на концентрат;
  • — оценка оптимальных направлений переработки сырья с получением необходимых целевых и попутных продуктов;
  • — определение областей использования и утилизации попутно получаемых продуктов и возможности расширения их номенклатуры в зависимости от потребностей, в том числе и особенно в смежных областях промышленности региона;
  • — прогнозирование потребностей в получаемых продуктах ближайших регионов и страны в целом. Определение возможности экспорта продукции;
  • — оценка аппаратурно-технологической схемы предполагаемого производства и предварительный выбор аппаратуры;
  • — предварительная технико-экономическая оценка технологии на основе результатов лабораторных исследований и корректировка экономических показателей на последующих стадиях;
  • — проведение опытно-промышленных испытаний с наработкой представительных партий целевых продуктов и оценка их специализированными организациями и потенциальными потребителями. К этому пункту также можно отнести получение при испытаниях

образцов отходов производства и их классификацию в соответствии с нормами и правилами, а также радиационную оценку технологии в случае повышенного содержание природных радионуклидов.

Приведенный перечень следует дополнить выбором и, при необходимости, разработкой методов контроля технологических параметров и качества получаемых продуктов.

Среди всего многообразия процессов переработки редкоземельного сырья можно выделить следующие пять принципиальных стадий [2].

  • 1. Подготовка рудного материала к разложению (выщелачиванию, вскрытию):
    • а) его механическая обработка (дробление, измельчение) с целью раскрытия ценных минералов и создания большей удельной поверхности твердой фазы;
    • б) изменение химического состава исходного материала с целью перевода упорных соединений (минералов) в менее упорные, например, кислото- или щелочерастворимые.
  • 2. Вскрытие — перевод РЗМ из рудного материала (или продукта, полученного в результате подготовительных операций) в водные растворы (чаще всего) или полупродукты (спеки, сплавы и т. п.).
  • 3. Разделение твердой и жидкой фаз (для гидрометаллургических процессов — это операции сгущения, фильтрации и промывки твердой фазы).
  • 4. Подготовка растворов к выделению из них чистых соединений или металлов: операции очистки растворов от примесей различными методами (удаление радиоактивных примесей, осаждение малорастворимых соединений, удаление примесей сорбцией на ионообменных смолах или экстракцией); концентрирование раствора по извлекаемому компоненту выпаркой, ионным обменом, экстракцией органическими растворителями и т. п.).
  • 5. Получение чистых соединений РЗЭ из полупродуктов химической переработки методами кристаллизации или осаждения малорастворимых соединений, восстановления газообразными реагентами и т. п.

Большинство технологических схем переработки комплексного редкоземельного сырья, характерного для российских сырьевых источников, относится к чисто гидрометаллургическим, обеспечивающим на химических переделах его комплексную переработку и возможность разделения ценных, вредных и лимитируемых компонентов. В общем виде схему переработки любого редкоземельного сырья можно представить в виде, показанном на рис. 5.1.

Низкие концентрации полезных компонентов в природном сырье, нестабильность состава и свойств вмещающих минералов и связанное с этим возникновение различных минеральных форм в составе одних и тех же рудных тел, химическая стойкость большинства редкоземельных минералов, высокие требования к качеству концентратов и чистоте конечной продукции обусловливают необходимость применения интенсивных методов воздействия на структуру минералов и сложность технологических процессов при химической переработке исходного сырья. В любом случае при переработке редкоземельного сырья любого типа первоначально выделяют смесь редкоземельных элементов (в виде оксидов, гидроксидов, карбонатов), которую затем направляют на разделение с целью получения соединений индивидуальных элементов.

Принципиальная схема переработки редкоземельного сырья [2,3]

Рис. 5.1. Принципиальная схема переработки редкоземельного сырья [2,3]

Методы разложения редкоземельного сырья разнообразны, выбор их в каждом конкретном случае определяется многими факторами, но прежде всего химическим и минералогическим составом исходного сырья. Для первоначального вскрытия используется ограниченное количество методов, которые условно можно разделить на три большие группы — сплавление, хлорирование или фторирование, а также разложение минеральными кислотами [4, 5].

В общем виде вскрытие представляет собой сложный гетерогенный процесс. Скорость его, т. е. количество вещества, переходяще-

го из минеральной в относительно менее упорную форму в единицу времени (или расходуемое в единицу времени количество реагента), зависит от концентрации реагентов, температуры, скорости перемешивания, величины поверхности фаз и других факторов и большей частью изменяется в ходе процесса. Последнее объясняет разнообразие подходов к методам вскрытия исходного сырья. Существует апробированный комплекс разнообразных методов, учитывающих особенности минерального и элементного составов сырья, соотношения в нем полезных компонентов, типов минерализации и т. п. [2].

Ниже будут рассмотрены уже нашедшие практическое применение и разрабатываемые способы переработки рудных концентратов, рассматриваемых в России в качестве сырьевых источников, с получением РЗЭ-содержащих полупродуктов.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>