CC BY
41
Достовалов Виктор Александрович
доктор технических наук, Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток, Россия
dostovalov2001@mail.ru
Молчанова Наталья Николаевна
директор, ООО «Гидрометаллург», г. Владивосток, Россия 631135@mail.ru
Molchanov Vladimir Petrovich
PhD (Geology & Mineralogy), Far East Geological Institute of the Far-Eastern Branch of the RAS, Vladivostok, Russia
vpmol@mail.ru
Medkov Michael Azarevich
Dr. Sc. (Chemistry), Institute of Сhemistry of the Far-Eastern Branch of the RAS, Vladivostok, Russia
medkov@ich.dvo.ru
Dostovalov Victor Aleksandrovich
Dr. Sc. (Engineering), Far-Eastern Federal University, Vladivostok, Russia
dostovalov2001 @mail.ru
Molchanova Natalia Nikolaevna
Director, LLC "Hydrometallurg", Vladivostok, Russia
631135@mail.ru
DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.184-187 УДК 553.493 : 669.85.86 + 662.775
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПИРОХЛОР-МОНАЦИТ-ГЁТИТОВЫХ РУД И ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ
Н. А. Пермякова, Е. Г. Лихникевич, Ф. И. Отрубянников
Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н. М. Федоровского, г. Москва, Россия
Аннотация
Представлена технологическая оценка малообъемных технологических проб пирохлор-монацит-гётитовых руд Чуктуконского рудного поля при гидрометаллургической переработке при проведении геолого-технологического картирования. Ключевые слова:
редкоземельные металлы, гидрохимическая технология, автоклавное выщелачивание, азотная кислота.
TECHNOLOGICAL FEATURES OF PYROCHLORE-MONAZITE-GOETHITE ORES AND CHOICE OF PROCESSING TECHNOLOGY
N. A. Permyakova, E. G. Likhnikeevich, F. I. Otrubyannikov
All-Russian Scientific-Research Institute of Mineral Resources Named after N. M. Fedorovsky, Moscow, Russia
Abstract
The article presents technological evaluation of low-volume metallurgical sampling pyrochlore-monazite-goethite ores of Chuktukonskoye ore field in the hydrometallurgical processing within geological-technological mapping. Keywords:
rare earth metals, hydrochemical technology, autoclave leaching, nitric acid.
Освоение богатой по запасам минерально -сырьевой базы редких металлов Российской Федерации имеет ряд сложностей, в частности, достаточно низкое качество руд многих отечественных месторождений по сравнению с мировыми, высокая комплексность руд и их трудная обогатимость, часто повышенная радиоактивность, в некоторых случаях сложные географо-экономические и горнотехнические условия, снижающие инвестиционную привлекательность месторождений. Кроме того, отсутствуют не только необходимые действующие перерабатывающие промышленные производства, но и современные промышленные технологии глубокой переработки редкометалльного минерального сырья.
Актуальным направлением является технологическая оценка отечественного редкометалльного сырья с учетом перспективных технологических решений для извлечения, разделения и получения товарных
соединений редких металлов и их внедрения в промышленное производство. Потенциальным источником редких металлов являются комплексные пирохлор-монацит-гётитовые руды Чуктуконского рудного поля.
Чуктуконское рудное поле является неотъемлемой частью истории развития уникальной структуры Сибирской платформы — Чадобецкого куполовидного поднятия, осложненного Теринским и Чуктуконским выступами. Его открытие состоялось в 1956-1960 гг. Рудное поле приурочено к центральной части Чуктуконского выступа Чадобецкого куполовидного поднятия, в минерагеническом отношении входит в состав Чадобецкого фосфатно-редкоземельно-редкометалльного района и генетически связано с латеритными корами выветривания мел-палеогенового возраста. На первых этапах геологического изучения Чуктуконского рудного поля были выявлены третичные бокситоносные отложения — Чадобецкая группа месторождений бокситов. Однако позже были установлены ореолы рассеяния цветных и редких металлов, доказана приуроченность редких металлов к корам выветривания рудоносных карбонатитов [1]. В настоящее время генетическая модель формирования месторождения предполагает его образование в результате латеритного выветривания редкометалльных щелочно-ультраосновных карбонатитов.
Объектом исследования являются пирохлор-монацит-гётитовые руды Чуктуконского рудного поля. Минеральный состав исходного сырья весьма специфичен и имеет сложный состав. Основные ценные компоненты представлены пирохлором (№), монацитом (£РЗЭ), пиролюзитом и псиломеланом (Мп). Железистые минералы (гётит и гематит) по содержанию значительно превалируют над пирохлором и монацитом, а также марганцевыми минералами. Важно отметить, что руды практически необогатимы магнитными, гравитационными и флотационными методами за счет слабоконтрастных физических свойств рудного материала, а также за счет сложных текстурно-структурных особенностей руды [2]. Поскольку руды труднообогатимы, для извлечения полезных компонентов (РЗЭ, Y, №, Мп, Fe) необходимо применение гидрометаллургических технологий, способных обеспечить их комплексное извлечение.
Технологические свойства руд были исследованы в лабораторных условиях на 30 малообъемных технологических пробах (МТП) при проведении геолого-технологического картирования объекта. Пробы характеризуются значительными колебаниями содержаний оксидов ниобия (от 0,18 до 1,73 %), марганца (от 2,92 до 27,12 %), железа (от 31,80 до 68,52 %), РЗО ^Оз — от 0,16 до 2,55 %; Се02 — от 0,34 до 3,33 %) и соотношений рудных и порообразующих минералов [3]. МТП представляют собой преимущественно рыхлый и слабо уплотненный (комковатый) материал железистого и глинисто-железистого состава. 25 МТП были отобраны из охристых руд, представляющих природную смесь гидроксидов железа, одна проба представлена дезинтегрированными карбонатитами, 2 пробы глинястые с высокими содержаниями А1, Fe, Мп, Р и 2 пробы — бурые железняки.
Для проведения технологической оценки МТП в едином технологическом режиме рекомендована моделирующая гидрометаллургическая схема (рис. 1), основанная на автоклавном азотнокислотном выщелачивании руды с последовательным повышением температуры (Снш3 = 20 %; /(I стадия) = 140 °С, /(II стадия)= 180 °С, т = 2 ч, Т : Ж = 1 : 4). Выбор азотной кислоты в качестве вскрывающего реагента для гидрометаллургической переработки обусловлен особенностями ее взаимодействия с рудными минералами, а также возможностью разделения РЗЭ экстракцией ТБФ из азотнокислых растворов, проверенной в промышленной практике [4].
Рис. 1. Моделирующая гидрометаллургическая схема переработки малообъемных технологических проб
Чуктуконского рудного поля
Результаты технологических исследований автоклавного азотнокислотного вскрытия указывают на селекцию РЗЭ от основной массы железа и фосфора, в раствор переходит не более 32-37 % Бе20з и не более 10-12 % Р205. Наличие в пробах повышенного содержания железосодержащих минералов влияет на показатель степени извлечения £РЗЭ в раствор из-за капсулирования фосфатов редкоземельных элементов. Вариации по величине извлечения ^РЗЭ в жидкую фазу (44,0-100,0 %) также могут быть связаны с влиянием на показатели извлечения РЗЭ соотношения Се4+ (нерастворимого в минеральных кислотах) и Се3+ (рис. 2, 3) в пробах.
1'УЛЛ
Нерастворимый осадок, содержащий ЫЬ.Р.I с
Раствор, содержащий РЗЭ.ТЬ.Мп
Номер I
Рис. 2. Извлечение ХРЗО в азотнокислый раствор из малых технологических проб
109 90 но
■ во
1.1»]«||^.111м111||||||«|Ш1
У 12345б?Н<> 10 13 1? 20 21 22 23 24 25 34 37 ЗЯ 39 40 41 42 46 47 4« 49 50
Е1 "мер мрооы
Рис. 3. Извлечение Бе203 в азотнокислый раствор из малых технологических проб
На стадии гидрометаллургической переработки также может быть решена задача отделения редкоземельных металлов от фосфора. Удаление фосфора из раствора достигается проведением процесса в гидротермальных условиях при 200-230 оС. В этих условиях нитраты железа разлагаются и фосфор осаждается в виде малорастворимых гидроксиферрофосфатов. Таким образом, последовательное повышение температуры автоклавного выщелачивания с 140-160оС до 200-230 оС способствует более селективному концентрированию фосфора и железа в нерастворимом остатке. Ниобий практически полностью концентрируется в кеке от выщелачивания во всех изученных пробах (рис. 4).
По>п-|> пробы
Рис.4. Извлечение №205 в азотнокислый раствор из малых технологических проб
Марганец при гидрометаллургической переработке ведет себя неоднозначно, извлекается в азотнокислый раствор от 12,19 до 98,57 %. При этом для большинства проб извлечение марганца не превышает 30 %. Такое поведение марганца может быть связано как с сорбированием его на поверхности гидроксидов железа, так и с недоизвлечением из марганцевых оксидных минералов (пиролюзита, псиломелана). Корреляционной зависимости между содержаниями в исходных пробах фосфора, железа, РЗЭ и извлечением марганца не прослеживалось (рис. 5).
Рис. 5. Извлечение МпО в азотнокислый раствор из малых технологических проб
Таким образом, технологические исследования малообъемных технологических проб пирохлор-монацит-гётитовых руд Чуктуконского рудного поля при проведении геолого-технологического картирования показали особенности их поведения при гидрометаллургической переработке и характер распределения ценных (ХРЗЭ, Nb, Mn, Fe) и примесных компонентов по продуктам передела. Для переработки руды с высоким содержанием железа, ниобия и марганца могут быть введены дополнительные операции (очистка растворов, введение восстановителя с целью повышения степени извлечения марганца в раствор). Изменение режимов азотнокислого выщелачивания с последующим уточнением условий влияет на выбор метода последующей переработки ниобийсодержащего кека.
Литература
1. Ультрадисперсные частицы в переработке руд цветных и редких металлов Красноярского края / Ю. Л. Михлин и др.; под ред. Ю. Л. Михлина. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2016. С. 62.
2. Технологическая оценка пирохлор-монацит-гётитовых руд Чуктуконского рудного поля в рамках геолого-технологического картирования / Н. А. Пермякова и др. // Современные проблемы комплексной переработки труднообогатимых руд и техногенного сырья (Плаксинские чтения — 2017): мат-лы междунар. науч. конф. (Красноярск, 12-15 сентября 2017 г.). Красноярск, 2017. С. 66-68.
3. Комплексный подход к технологической оценке пирохлор-монацит-гётитовых руд / С. И. Ануфриева и др. // Сборник материалов международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы получения и применения РЗМ и РМ — 2017» (Москва, 21-22 июня 2017 г.). М., 2017. С. 67-70.
4. Пат. Рос. Федерация 2576763, МПК C22B59/00, C22B3/38. Способ экстракционного разделения редкоземельных металлов из азотнокислых растворов / Бумбуров В. Г., Бекетов А. Р., Евсеев В. П., Поляков Е. В., Литвинов А. Ю.; заявитель и патентообладатель ОАО "НИИД" (RU). № 2014134568/02; заявл. 22.08.2014; опубл. 10.03.2016, Бюл. № 7.
Сведения об авторах Пермякова Наталия Анатольевна
Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н. М. Федоровского, г. Москва permyakovana@mitht.ru Лихникевич Елена Германовна
кандидат технических наук, Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н. М. Федоровского, г. Москва, Россия likhnikeevich@mail.ru Отрубянников Федор Иванович
Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н. М. Федоровского, г. Москва otrubyannikov@vims-geo.ru
Permyakova Nataliya Anatolevna
All-Russian Scientific-Research Institute of Mineral Resources Named after N. M. Fedorovsky, Moscow, Russia permyakovana@mitht.ru Likhnikeevich Elena Germanovna PhD (Engineering), All-Russian Scientific-Research Institute of Mineral Resources Named after N. M. Fedorovsky, Moscow, Russia likhnikeevich@mail.ru Otrubyannikov Fedor Ivanovich
All-Russian Scientific-Research Institute of Mineral Resources Named after N. M. Fedorovsky, Moscow, Russia otrubyannikov@vims-geo.ru
DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.187-191 УДК 553.543
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ СЕРПЕНТИНИТОВ С. А. Сагарунян, А. Г. Арустамян, Э. С. Агамян, Э. М. Назарян, А. С. Сагарунян
Институт общей и неорганической химии им. Манвеляна НАН, г. Ереван, Армения Аннотация
Кислотно-щелочным комбинированным методом проведена переработка серпентинитов. Показано, что при обработке серпентинита растворами сильных минеральных кислот степень выщелачивания магния в раствор можно довести до 95 мас. %. После очистки полученного раствора от примесей металлов нейтрализацией его используют для получения соединения магния по существующим технологиям, а при обработке твердой фазы каустической щелочью около ~ 90 мас. % SiO2, содержащегося в ней, переходит в раствор. Полученные растворы и твердую фазу перерабатывают по существующим технологиям, получают соответствующие химические соединения. Ключевые слова:
серпентинит, кислота, щелочь, кремнезем, магний.
, Россия
, Россия
