Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н. В. Мельникова РАН, Москва, Россия

В. А. Чантурия, главный научный сотрудник, академик РАН, докт. техн. наук, эл. почта: vchan@mail.ru
В. Г. Миненко, ведущий научный сотрудник, докт. техн. наук, эл. почта: vladi200@mail.ru
М. В. Рязанцева, старший научный сотрудник, канд. техн. наук, эл. почта: ryzanceva@mail.ru
А. Л. Самусев, старший научный сотрудник, канд. техн. наук, эл. почта: andrey63vzm@mail.ru

Разработана технологическая схема переработки эвдиалитового концентрата, обеспечивающая извлечение циркония (Zr) — 89,4 %, редкоземельных металлов (РЗМ) — 82 %. При этом потери Zr с кеком выщелачивания составляют 9 %, РЗМ — 16 %. Низкие потери Zr (1,6 %) и РЗМ (2 %) при переработке продуктивного раствора азотнокислотного выщелачивания эвдиалитового концентрата достигаются за счет организации промывки и переработки силикагеля, последовательного выделения из продуктивного раствора Zr и РЗМ методом химического осаждения, регенерации реагентов и закрытия водяных контуров. Промывка и переработка силикагеля в метасиликат натрия с попутным получением осадка силикатов циркония и РЗМ, возвращаемый в процесс выщелачивания, позволяет снизить потери ценных компонентов на 43 %. Регенерация карбоната кальция с попут ным получениемаммиачной селитры обеспечивает переработку жидких солевых отходов (растворов нитрата кальция) и снижение потерь РЗМ на 11,3 %. Циркуляция отработанных растворов и промывных вод повышает концентрации ценных компонентов в продуктивном растворе на 5–6 % и снижает расход азотной кислоты на 12,2 %. По предварительной оценке, валовая прибыль на 1 т перерабатываемого концентрата составит ~128 тыс. руб. Исследован альтернативный сорбционный вариант переработки раствора кислотного выщелачивания эвдиалитового концентрата для извлечения РЗМ и циркония. Экспериментально обоснована возможность разделения РЗМ на легкую и тяжелую подгруппы использованием синтетических сорбционных материалов: в случае применения винилпиридиновой смолы ВП-3Ап извлечение легких РЗМ на смолу составляет 68–93 %, при этом 80–92 % РЗМ тяжелой группы переходят в элюат.

Авторы выражают благодарность младшему научному сотруднику ИПКОН РАН Г. А. Кожевникову
за оказанную помощь при выполнении экспериментальных исследований.

1. Юшина Т. И., Петров И. М., Черный С. А., Петрова А. И. Технологии переработки руд редкоземельных металлов при освоении новых месторождений // Обогащение руд. 2020. № 6. С. 47–53.
2. Liu S.-L., Fan H.-R., Liu X., Meng J. et al. Global rare earth elements projects: New developments and supply chains // Ore Geology Reviews. 2023. Vol. 157. 105428.
3. Karamalidis A. K., Eggert R. Rare earth elements: sustainable recovery, processing, and purification // American Geophysical Union, Special Publications. — Wiley, 2024. — 400 p.
4. Brahim J. A., Hak S. A., Achiou B., Boulif R. et al. Kinetics and mechanisms of leaching of rare earth elements from secondary resources // Minerals Engineering. 2022. Vol. 177. 107351.
5. Нечаев А. В., Поляков Е. Г., Кардаполов А. В., Копарулина Е. С. Лопарит и эвдиалит в перспективах развития редкометалльной промышленности России // Разведка и охрана недр. 2021. № 5. С. 51–56.
6. Нечаев А. В., Поляков Е. Г. Эвдиалит. — М. : Металлургиздат, 2024. — 204 с.
7. Расцветаева Р. К., Аксенов С. М. Эвдиалиту — 200 лет: история открытия и изучения // Природа. 2019. № 11. С. 73–76.
8. Silin I., Gürsel D., Büchter C., Weitkämper L. et al. Recovery of catapleiite and eudialyte from non-magnetic fraction of eudialyte ore processing of norra kärr deposit // Minerals. 2022. Vol. 12. 19.
9. Нечаев А. В., Поляков Е. Г. Проблемы химической технологии эвдиалита и пути их решения // Химическая технология. 2024. Т. 25, № 7. С. 259–268.
10. Майоров Д. В., Маслова М. В. Исследование кинетики процесса кислотного разложения эвдиалита // Химическая технология. 2023. Т. 24, № 5. С. 177–188.
11. Safiulina A. M., Lizunov A. V., Semenov A. A., Baulin D. V. et al. Recovery of uranium, thorium, and other rare metals from eudialyte concentrate by a binary extractant based on 1,5-bis[2-(hydroxyethoxyphosphoryl)-4- ethylphenoxy]-3-oxapentane and methyl trioctylammonium nitrate // Minerals. 2022. Vol. 12. 1469.
12. Пат. 2677571 РФ, C1. Способ вскрытия эвдиалитового концентрата / Богатырева Е. В., Ермилов А. Г., Чуб А. В., Хохлова О. В. ; заявл. 14.05.2018 ; опубл. 17.01.2019.
13. Пат. 2742330 РФ, C1. Способ переработки эвдиалитового концентрата / Штуца М. Г., Зубкова М. Ю., Зиганшин А. Г., Копарулина Е. С. и др. ; заявл. 18.08.2020 ; опубл. 04.02.2021.
14. Ma Y., Stopic S., Wang X., Forsberg K., Friedrich B. Basic sulfate precipitation of zirconium from sulfuric acid leach solution // Metals. 2020. Vol. 10. DOI: 10.3390/met10081099
15. Silin I., Dertmann C., Cvetković V. S., Stopic S., Friedrich B. Prevention of silica gel formation for eudialyte study using new digestion reactor // Minerals. 2024. Vol. 14. DOI: 10.3390/min14020124
16. Локшин Э. П., Тареева О. А., Дрогобужская С. В. Сорбционная конверсия эвдиалитового концентрата в сернокислой среде // Химия в интересах устойчивого развития. 2022. Т. 30, № 3. С. 274–280.
17. Chanturiya V. A., Minenko V. G., Samusev A. L., Ryazantseva M. V., Koporulina E. V. Combined physicochemical and energy methods to improve the recovery of rare earth elements from eudialyte concentrate // Minerals. 2023. Vol. 13. DOI: 10.3390/min13030414
18. Захаров В. И., Кислых В. В., Чекмарев А. М., Маслобоев В. А. и др. Вскрытие эвдиалитового концентрата азотной кислотой // Химия и технология редких элементов и минерального сырья. — Апатиты : КНЦ РАН, 1986. С. 5–7.
19. Sharifian S., Wang N.-H. L. Resin-based approaches for selective extraction and purification of rare earth elements: A comprehensive review // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2024. Vol. 12, Iss. 2. 112402.
20. Mikhaylenko M. Development and screening of resins to recover REE and scandium from different sources // Davis B. et al. Extrac tion 2018, The Minerals, Metals & Materials Series, Springer, Cham, 2018. P. 2113–2122. DOI: 10.1007/978-3-319-95022-8_177
21. ГОСТ 11125–84. Кислота азотная особой чистоты. Технические условия. — Введ. 01.01.1986.
22. ГОСТ 10091–75. Кальций фосфорнокислый однозамещенный 1-водный. Технические условия. — Введ. 01.07.1976.
23. ГОСТ 4530–76. Реактивы. Кальций углекислый. Технические условия. — Введ. 01.07.1977.
24. ГОСТ 3770–75. Реактивы. Аммоний углекислый. Технические условия. — Введ. 01.07.1976.
25. ГОСТ 83–79. Реактивы. Натрий углекислый. Технические условия. — Введ. 01.01.1980.
26. ГОСТ 4328–77. Реактивы. Натрия гидроокись. Технические условия. — Введ. 01.07.1978.
27. Chanturia V. A., Samusev A. L., Minenko V. G., Kozhevnikov G. A. Rare metal and rare earth recovery from silica geleudialyte concentrate leaching product // Journal of Mining Science. 2021. Vol. 57, No. 6. P. 1006–1013.

28. ГОСТ 2–2013. Селитра аммиачная. Технические условия. — Введ. 01.07.2014.
29. ГОСТ 19433–88. Грузы опасные. Классификация и маркировка. — Введ. 01.01.1990.
30. Корольченко А. Я. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов, и средства их тушения: справочник в 2 ч. — М. : Ассоциация «Пожнаука», 2000.
31. Лебедев В. Н., Локшин Э. П., Маслобоев В. А., Дозорова Р. Б., Михлин Е. Б. Сырьевые источники редкоземельных металлов России и проблемы их вовлечения в переработку // Цветные металлы. 1997. № 8. С. 46–51.