PL54179B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 5.XII.1967 54179 KI. 12 m, 17 MKP C Ol i UKD ilr/i OO Wspóltwórcy wynalazku: Józef Kwiecien, Irena Milianowicz, Janusz Ter¬ lecki, Waclaw Bielecki, Lech Wyrwa, Zygmunt Wyroba Wlasciciel patentu: Instytut Nawozów Sztucznych, Tarnów (Polska) Sposób wyodrebnienia ziem rzadkich z odpadowego siarczanu wapnia Przedmiotem wynalazku jest sposób wyodreb¬ niania ziem rzadkich z odpadowego siarczanu wapnia zwanego „fosfogipsem", który otrzymuje sie na przyklad przez rozklad koncentratu apatytu Kola i innych zawierajacych ziemie rzadkie surow¬ ców fosforowych kwasem siarkowym lub mieszani¬ na kwasów mineralnych na przyklad azotowego z siarkowym przy produkcji ekstrakcyjnego kwasu fosforowego — w postaci wysokoskoncentrowanych fosforanów ziem rzadkich.Znane metody wydzielania pierwiastków ziem rzadkich polegaja na wytraceniu ich w postaci fosforanów z roztworów kwasu fosforowego przez rozklad koncentratu apatytu Kola kwasami mine¬ ralnymi.Przy rozkladzie koncentratu apatytu Kola kwa¬ sem solnym lub azotowym praktycznie wszystkie ziemie rzadkie przechodza do roztworu kwasu fosforowego zas w przypadku zastosowania kwasu siarkowego okolo 20% ziem rzadkich zawartych w koncentracie przechodzi do roztworu kwasu fo¬ sforowego. Wzbogacanie przeprowadza sie w okre¬ slonej temperaturze i przedziale pH okolo 1,5—4,5 za pomoca amoniaku badz weglanu sodowego lub weglanu wapniowego w zaleznosci od rodzaju soli kwasu fosforowego, jakie sie chce uzyskac. Przy takim sposobie postepowania otrzymuje sie prze¬ waznie niskoprocentowe i trudnofiltrujace sie osa¬ dy fosforanów ziem rzadkich, których dalszy przerób na przyklad na wodorotlenki — natrafia na powazne trudnosci.Sposób wedlug wynalazku umozliwia wyodreb¬ nianie wysokoskoncentrowanych fosforanów ziem 5 rzadkich i opiera sie na stwierdzonym zjawisku rozkladu blizej nie zbadanych polaczen komplek¬ sowych pierwiastków ziem rzadkich z CaS04 za¬ wartych w fosfogipsie — w czasie konwersji siar¬ czanu wapniowego. Konwersje przeprowadza sie io znanym sposobem za pomoca roztworu weglanu amonowego. Odfiltrowana i przemyta woda mie¬ szanine fosforanów i weglanów ziem rzadkich i weglanu wapniowego traktuje sie nadmiarem kwasu azotowego az do calkowitego jej rozpusz¬ czenia. Nastepnie do uzyskanego kwasnego roz¬ tworu dodaje sie wody amoniakalnej, w efekcie czego nastepuje wytracenie fosforanów ziem rzad¬ kich. W przypadku zastosowania jako surowca fosfogipsu otrzymanego z rozkladu koncentratu apatytu Kola kwasem siarkowym w cieczy po od¬ dzieleniu fosforanów ziem rzadkich nie stwier¬ dzono obecnosci ziem rzadkich ani fosforanów.Wytracane tym sposobem ziemie rzadkie dekan- tuje sie i oczyszcza przez wielokrotne lugowanie goraca woda, a nastepnie filtruje i suszy.Przebieg konwersji i wytracanie fosforanów ziem rzadkich sposobem wedlug wynalazku jest nastepujacy: Na wstepnie oczyszczony fosfogips, otrzymany z rozkladu koncentratu apatytu Kola kwasem siarkowym lub w przypadku zastosowania 15 20 25 5417954179 3 do rozkladu apatytu kwasu azotowego z wytrace¬ niem go za pomoca siarczanu amonowego, dziala sie w temperaturze 40—45° C, 40% roztworem we¬ glanu amonowego. Po uplywie 3-ch godzin odfil- trowuje sie produkty konwersji fosfogipsu i prze¬ mywa goraca woda. Uzyskany wilgotny osad skla¬ dajacy sie z mieszaniny weglanu wapniowego, fosforanów i weglanów ziem rzadkich rozpuszcza sie w 45% kwasie azotowym i filtruje otrzymany roztwór.Nastepnie mieszajac wprowadza sie do niego 20% woda amoniakalna. Po osiagnieciu pH = 8 — 9, podgrzewa sie roztwór do temperatury 50—60° w celu koagulacji i polepszenia sedymentacji wy¬ traconych fosforanów ziem rzadkich. Zdekanto- wany osad luguje sie kilkakrotnie goraca woda w celu uwolnienia go od soli wapnia i innych zanieczyszczen, a nastepnie filtruje i ewentualnie suszy.Zawartosc ziem rzadkich w produkcie suchym wynosi okolo 50% w przeliczeniu na tlenki. Dal¬ szy przerób wydzielonych tym sposobem fosfora¬ nów na czyste wodorotlenki lub tlenki ziem rzad¬ kich metoda siarczanowa i szczawianowa prze¬ biega bez zadnych trudnosci. Stosujac odmiane sposobu wedlug wynalazku mozna ziemie rzadkie zawarte w apatycie oddzielac w sposób selek¬ tywny. W tym celu surowiec wyjsciowy poddaje sie na wstepie znanej obróbce, po czym przerabia dalej sposobem wedlug wynalazku.Odmiana sposobu wedlug wynalazku polega na tym, ze z surowca wyjsciowego usuwa sie naj¬ pierw w znany sposób ziemie rzadkie grupy itrowców przez wymycie ich z odpadowego siar¬ czanu wapnia za pomoca rozcienczonego kwasu siarkowego, po czym pozostalosc traktuje sie roz¬ tworem weglanu amonowego, nastepnie kwasu azotowego i z uzyskanego roztworu po oddzieleniu stalych zanieczyszczen wytraca sie amoniakiem fosforany ziem rzadkich grupy lantanowców.Przyklad: 500 kg oczyszczonego wstepnie, wilgotnego fosfogipsu skladajacego sie z fosfora¬ nów, siarczanów ziem rzadkich i wapnia o zawar¬ tosci 1,5%, ziem rzadkich, 8% P205, 17, 5% CaO, 19% So4 i 40% H20, wprowadzono mieszajac — do 1000 kg 40% roztworu weglanu amonowego i kon¬ wertowano w temperaturze 40—45° C w ciagu trzech godzin: Nastepnie odfiltrowano produkty konwersji fosfogipsu i przemyto goraca woda. 5 Filtrat i popluczki skierowano do konwersji nastepnych partii fosfogipsu, a wilgotny osad roz¬ puszczono w nadmiarze 45% kwasu azotowego i przefiltrowano. Nastepnie mieszajac wprowa¬ dzono 20% wode amoniakalna. Po osiagnieciu 10 pH = 8 — 9 podgrzano roztwór do temperatury 70°C w celu koagulacji i polepszenia sedymentacji wytraconych fosforanów ziem rzadkich.Ciecz z nad osadu zdekantowano i przerobiono na nawozowa saletre wapniowa. Zdekantowany 15 osad przemyto kilkakrotnie goraca woda, odfiltro¬ wano i wysuszono. Uzyskano 14 kg fosforanów ziem rzadkich o zawartosci okolo 50% Rz203. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe 20 1. Sposób wyodrebniania ziem rzadkich z odpa¬ dowego siarczanu wapnia uzyskiwanego przy rozkladzie surowców fosforowych kwasem siar¬ kowym, w postaci wysokoskoncetrowanych fosforanów ziem rzadkich znamienny tym, ze 25 na surowiec wyjsciowy dziala sie 40 %-owym roztworem weglanu amonowego, a otrzymana mieszanine fosforanów i weglanów ziem rzad¬ kich i wapnia rozpuszcza sie w nadmiarze kwa¬ su azotowego o stezeniu 45%, po czym, po od- 30 dzieleniu stalych zanieczyszczen, roztwór zadaje sie amoniakiem do osiagniecia pH = 8 — 9, a otrzymany osad fosforanów ziem rzadkich dekantuje sie, przemywa, a nastepnie oddziela przez filtracje. 35 2. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 1 znamienna tym, ze z surowca wyjsciowego usuwa sie naj¬ pierw w znany sposób ziemie rzadkie grupy itrowców przez wymycie ich z odpadowego siarczanu wapnia za pomoca rozcienczonego 40 kwasu siarkowego, po czym pozostalosc trak¬ tuje sie roztworem weglanu amonowego, na¬ stepnie kwasu azotowego i z uzyskanego roz¬ tworu po oddzieleniu stalych zanieczyszczen wytraca sie amoniakiem fosforany ziem rzad- 45 kich grupy lantanowców. Lub. Zakl. Graf. Zam. 3003 25.VIII.07 270 PL