Извлечение редкоземельных элементов из растворов подземного выщелачивания урана

Целью исследований явилась разработка технологии попутного извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) из растворов подземного выщелачивания (ПВ) урана. Исследования проведены на реальных растворах ПВ после извлечения из них урана. Сорбцию РЗЭ проводили с использованием сульфокатионита марки ТОКЕМ (гелевой структуры), определена полная динамическая обменная емкость катионита по РЗЭ и основным примесям. Исследована десорбция РЗЭ и примесей от концентрации азотной кислоты. Показано, что для десорбции основной части примесей металлов необходимо использовать азотную кислоту с концентрацией 22,5 г/л, с последующей десорбцией РЗЭ и оставшихся примесей раствором азотной кислоты с концентрацией 180 г/л. Осаждение РЗЭ из азотнокислого десорбата проводили с помощью щавелевой кислоты. Показано, что в пределах рН 2,2—2,7 щавелевая кислота практически количественно осаждает РЗЭ из раствора. При осаждении оксалатов (рН = 2,2—2,3) в осадок преимущественно переходит кальций, а при рН 2,5—2,7 — железо и алюминий. Для отмывки черновых концентратов окислов РЗЭ от примеси окиси кальция использовали растворы хлорида и нитрата аммония. Установлено, что при использовании 20% растворов NH4NO3 или NH4Cl удается резко снизить содержание окиси кальция и повысить содержание окислов РЗЭ в концентрате. Предложена принципиальная технологическая схема сорбционного извлечения РЗЭ из растворов ПВ и получения 30% концентрата окислов РЗЭ.

Петухов О. Ф., Рузиев Б. Т., Шарафутдинов У. З. Извлечение редкоземельных элементов из растворов подземного выщелачивания урана // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 1. – С. 58–67. DOI: 10.25018/0236-14932021-1-0-58-67.

Петухов Олег Федорович¹ — д-р техн. наук, заместитель начальника ЦНИЛ НГМК по урану и РЗМ, e-mail: o.petuhov@ngmk.uz.
Рузиев Бахтиер Толипович¹ — начальник геотехнологической лаборатории по урану ЦНИЛ НГМК,
Шарафутдинов Улугбек Зиятович¹ — канд. техн. наук, доцент, начальник инновационного центра НГМК,
¹ Навойский горно-металлургический комбинат, Навои, Узбекистан.

Петухов О.Ф., e-mail: o.petuhov@ngmk.uz.

1. Санакулов К. С., Петухов О. Ф., Шарафутдинов У. З. Редкие металлы — инновационный ресурс НГМК // Горный вестник Узбекистана. — 2018. — № 4. — С. 57—61.

2. Виллани Ф. М. Редкоземельные элементы. Технология и применение. — М.: Металлургия, 1985.

3. Аймбетова И. О., Устимов А. М., Бахов Ж. К., Сейсенбаев А. Е., Тулекбаева А. К. Как извлечь редкоземельные металлы из техногенных растворов урановой промышленности // Редкие земли. — 2014. — № 3. — С. 126—131.

4. Плаксин И. Н., Тэтару С. А. Гидрометаллургия с применением ионитов. — М.: Металлургия, 1964. — С. 210—219.

5. Шахно И. В., Шевцова З. Н., Федоров П. И., Коровин С. С. Химия и технология редких и рассеянных элементов. Т. 2. — М.: Высшая школа, 1964. — С. 117—119.

6. Рябчиков Д. И., Рябухин В. А. Аналитическая химия РЗЭ и иттрия. — М.: Наука, 1966. — С. 110—114.

7. Санакулов К. С., Петухов О. Ф., Золотарев Ю. П., Каримов А. К., Рузиев Б. Т., Сапаров А. Б. Патент Республики Узбекистан № IAP 05479 от 12.06.2015 года. Способ комплексной переработки черносланцевых руд.

8. Гедгагов Э. И., Тарасов А. В., Гиганов В. Г. Лунькова М. А. Разработка инновационной сорбционно-экстракционной технологии получения соединений РЗМ // Цветные металлы. — 2017. — № 8. — С. 50—55.

9. Смирнов Д. И., Молчанов Т. В., Водолазов Л. И., Пеганов В. А. Сорбционное извлечение РЗЭ, иттрия и алюминия из красных шламов // Цветные металлы. — 2002. — № 8. — С. 64—69.

10. Степанов С. И., Чекмарев А. М. Разделение редкоземельных элементов. — М.: РХТУ им. Менделеева, 2016. — С. 29.

11. Поляков Е. Г., Нечаев А. В., Смирнов А. В. Металлургия редкоземельных элементов. — М.: Металлургиздат, 2018. — С. 129.

12. Arenas L. F., Ponce de Leon C., Walsh F. C. Electrochemical redox processes involving soluble cerium spies // Electrochimica Acta. 2016. Vol. 205. Pp. 226—247.

13. Larsson K., Binnemans K. Separation of rare earth by split — anion extraction // Hydrometallugy. 2015. Vol. 156. Pp. 206—214.

14. Krishnamurthy N., Gupta C. K. Extractive metallurgy of rare earths, 2-nd ed. Boca Raton, London, New York, Washington, D.C.: CRC Press, 2015. 869 p.

15. Черняк А. С. Химическое обогащение руд. — М.: Недра, 1987. — 163 с.

16. Wang L., Huang X., Yu Y., Zhao L., Wang C., Feng Z., Cui D., Long Z. Towards cleaner production of rare earth elements from bastnaesite in China // Journal of Cleaner Production. 2017. Vol. 165. Pp. 231—242.