Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева, Кольский научный центр РАН, Апатиты, Россия:

Н. В. Мудрук, мл. науч. сотр., эл. почта: kirnat@chemy.kolasc.net.ru
Ю. В. Коровина, инженер
И. Р. Елизарова, ст. науч. сотр.
А. И. Николаев, зам. директора, зав. лаб. химии и технологии сырья тугоплавких редких металлов

Изучен состав раствора, полученного при азотнокислотном разложении перовскитового концентрата. Для повышения концентрации солевой массы в растворе проведено его упаривание. Показано, что в процессе упаривания раствора с парогазовой фазой из системы удаляется 50–60 % (об.) азотной кислоты, при этом устойчивость раствора сохраняется. Исследовано несколько вариантов осаждения нитрата кальция из упаренных растворов, в том числе с использованием методов нейтрализации и вымораживания. Полученные результаты свидетельствуют о том, что при нейтрализации растворов до рН = 8–10 совместно с нитратом кальция частично осаждаются гидроксиды редкоземельных металлов (РЗМ), т. е. происходит потеря ценных компонентов. Установлено, что и при вымораживании нитрата кальция из упаренного раствора также потеряются РЗМ. Эта потеря обусловлена большой массой образующейся соли, которая хорошо растворяется в воде. Данные методы не могут быть рекомендованы для очистки азотнокислых растворов от нитрата кальция, поскольку приводят к потерям ценных компонентов — РЗМ. Также в работе исследован процесс очистки от железа и тория раствора с большой солевой массой по нитрату кальция путем осаждения железо-ториевого кека известковым молоком. Осаждение проводили до фиксированного рН = 4,7—5,0. Этот прием позволил оптимизировать состав азотнокислого раствора для дальнейшего извлечения из него РЗМ методом жидкостной экстракции. Установлено, что существенных потерь РЗМ при этом не происходит. Также в результате осаждения железо-ториевого кека происходит дезактивация изучаемых растворов. Полученные результаты позволили выбрать условия осаждения железо-ториевого кека из растворов от переработки перовскита (концентрацию CaO в известковом молоке, способ добавления известкового молока, pH осаждения), при которых железо и торий переходят в осадок полностью, а соосаждение РЗМ является минимальным.

1. Николаев А. И., Герасимова Л. Г., Петров В. Б., Майоров В. Г. Перовскитовый концентрат — перспективное нетрадиционное сырье для производства титановой и редкометалльной продукции // Комплексное использование минерального сырья. 2015. № 2. С. 26–34.
2. Николаев А. И., Калинников В. Т. Попутное производство редкоземельных металлов при переработке перовскитового концентрата Африкандского месторождения // Цветные металлы. 2013. № 3. С. 58–63.
3. Kalashnikov A. O., Konopleva N. G., Pakhomovsky Ya. A., Ivanyuk G. Yu. Rare Earth Deposits of the Murmansk Region, Russia — A Review // Economic Geology. 2016. Vol. 111. P. 1529–1559.
4. Crane S. R., Davidson C. F., Narbuck D. D. Titanium metal production from perovskite using a sulfate-fluoride system // Light Metals. — Warrendale (PA) : TMS, 1989. P. 991–998.
5. Pat. 4562049 US. Recovery of titanium from perovskite by acid sulfation / Shirts M. B., Martin D. A., Petersen A. E. ; filed 20.09.1984 ; publ. 31.12.1985.
6. Крысенко Г. Ф., Эпов Д. Г., Медков М. А., Ситник П. В. Вскрытие перовскитового концентрата гидродифторидом аммония // Химическая технология. 2015. Т. 16, № 4. С. 219–223.
7. Пат. 2525025 РФ. Способ вскрытия перовскитовых концентратов / Богатырева Е. В., Кучина И. Ю., Ермилов А. Г. ; заявл. 20.06.2013 ; опубл. 10.08.2014, Бюл. № 22.
8. Калинкин А. М. Кинетика сорбции CO₂ перовскитом CaTiO₃ и степень разложения перовскита азотной кислотой после его механической активации // Журнал физической химии. 2008. Т. 82, № 3. С. 401–404.
9. Линкевич Е. Г., Соколов С. В. Поведение перовскита в процессе гидрометаллургического передела // Технологическая минералогия природных и техногенных месторождений : сб. статей IX Российского семинара по технологической минералогии. — Магнитогорск, 22–24 апреля 2014. — Петрозаводск : КарНЦ РАН, 2015. — 171 с.
10. Герасимова Л. Г., Николаев А. И., Петров В. Б., Быченя Ю. Г. Азотнокислотное разложение перовскита в присутствии фторсодержащего реагента // Цветные металлы. 2017. № 5. С. 50–53.
11. СанПиН 2.6.1.2800–10. Гигиенические требования по ограничению облучения населения за счет источников ионизирующего излучения. — Введ. 24.12.2010.
12. СП 2.6.1.2612–10. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ 99/2010). — М. : Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2010. — 83 с.
13. СП 2.6.1.798–99. Обращение с минеральным сырьем и материалами с повышенным содержанием природных радионуклидов. — М. : Минздрав России, 2000. — 16 с.
14. Позин М. Е. Технология минеральных солей (удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот). Ч. I. — Изд. 4-е. — Л. : Химия, 1974. — 768 с.
15. Binnemans K., Jones P. T., Blanpain B. et al. Recycling of rare earths: a critical review // Journal of Cleaner Production. 2013. Vol. 51.
16. Лебедев В. Н., Маслобоев В. А., Сергеева С. Д., Руденко А. В. Переработка растворов азотнокислотного выщелачивания лопарита. — Апатиты : Изд-во КНЦ РАН, 1997. — 104 с.