Особенности извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Работа посвящена исследованию влияния способа переработки гипсосодержащих отходов на степень извлечения из них редкоземельных металлов (РЗМ). Гипсосодержащие отходы производства фосфорной кислоты обрабатывали водными растворами различных кислот в интервале температур 25–140 °С при соотношении Т : Ж от 1 : 1 до 1 : 3. Установлено, что максимальное выделение РЗМ из фосфогипса достигается при обработке соляной и азотной кислотами при температуре кипения водных растворов соответствующих кислот. Преимущество отдается азотной кислоте, так как после кислотной обработки в гипсе образуется большое количество нитратов, которые можно использовать в качестве сельскохозяйственного удобрения. Обработка фосфогипса при повышенных температурах и давлении приводит к большему растворению гипса, но не увеличивает выход РЗМ из него. Максимальная экономическая эффективность выделения РЗМ из фосфогипса достигается при соотношении Т : Ж примерно 1 : 2, температуре обработки 103–105 °С и времени каскада не более 10 мин.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

И. Никулин

Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Email: alexeyvyugin@yandex.ru
Rússia, Белгород

Т. Никуличева

Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Email: alexeyvyugin@yandex.ru
Rússia, Белгород

А. Гальцев

Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Email: alexeyvyugin@yandex.ru
Rússia, Белгород

Д. Колесников

Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Email: alexeyvyugin@yandex.ru
Rússia, Белгород

В. Захвалинский

Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Email: alexeyvyugin@yandex.ru
Rússia, Белгород

А. Вьюгин

Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Autor responsável pela correspondência
Email: alexeyvyugin@yandex.ru
Rússia, Белгород

Н. Аносов

Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Email: alexeyvyugin@yandex.ru
Rússia, Белгород

Bibliografia

  1. Локшин Э.П., Тареева А.О., Елизарова И.Р. О комплексной переработке фосфогипса // Журн. прикл. химии. 2013. Т. 86. № 4. С. 497–502.
  2. Кудрявцева И.С., Щеголева Э.В. Использование фосфогипса в качестве строительного материала // Науч. вестн. Воронежского гос. архитектурно-строительного ун-та. 2017. № 3. С. 83–88.
  3. Башлыкова Т.В., Вальков А.В., Петров В.И. Извлечение редкоземельных элементов из фосфогипса и отходов золотодобычи // Цв. металлы. 2012. № 3. С. 40–42.
  4. Даминев Р.Р., Курбангалеева М.Х. Извлечение редкоземельных элементов из фосфогипса // Башкирский хим. журн. 2021. Т. 28. № 4. С. 90–92.
  5. Бушуев Н.Н., Зинин Д.С. Особенности термического разложения оксалатов кальция и РЗЭ // Журн. неорган. химии. 2016. Т. 61. № 2. С. 173–179.
  6. Матвеева В.А., Смирнов Ю.Д., Сучков Д.В. Промышленная переработка фосфогипса в органоминеральное удобрение // Геохимия окружающей среды и здоровье. 2022. Т. 44. № 5. С. 1605–1618.
  7. Rashad A.M. Phosphogypsum as a Construction Material // J. Cleaner Prod. 2017. V. 166. P. 732–743. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.08.049
  8. Peelman S., Zhi H.I. Sun, Jilt Sietsma, Yongxiang Yang. Leaching of Rare Earth Elements: Review of Past and Present Technologies // Rare Earths Ind. 2016. P. 319–334. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-802328-0.00021-8
  9. Dollimore D. The Thermal Decomposition of Oxalates // Thermochim. Acta. 1987. V. 117. P. 331–363. https://doi.org/10.1016/0040-6031(87)88127-3
  10. Alcordo I.S., Rechcigl J.E. Phosphogypsum in Agriculture: A Review // Adv. Agronomy. 1993. V. 49. P. 55–118. https://doi.org/10.1016/S0065-2113(08)60793-2
  11. Walawalkar M., Nichol K.C., Azimi G. Process Investigation of the Acid Leaching of Rare Earth Elements from Phosphogypsum using HCl, HNO3, and H2SO4 // Hydrometallurgy. 2016. V. 166. P. 195–204. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2016.06.008
  12. Lambert A., Anawati J., Walawalkar M., Tam J., Azimi G. Innovative Application of Microwave Treatment for Recovering of Rare Earth Elements from Phosphogypsum // ACS Sustainable Chem. Eng. 2018. V. 6. P. 16471–16481. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.8b03588
  13. Mukaba J.L., Eze C.P., Pereao O., Petrik L.F. Rare Earths’ Recovery from Phosphogypsum: An Overview on Direct and Indirect Leaching Techniques // Minerals. 2021. V. 11. P. 1051. https://doi.org/10.3390/min11101051
  14. Revuelta M.B. Gypsum Products// Construction Materials. Springer Textbooks in Earth Sciences, Geography and Environment. Cham: Springer, 2021. 602 p. https://doi.org/10.1007/978-3-030-65207-4_8
  15. Ma L., Niu X., Hou J., Zheng S., Xu W. Reaction Mechanism and Influence Factors Analysis for Calcium Sulfide Generation in the Process of Phosphogypsum Decomposition // Termochim. Acta. 2021. V. 526. P. 163–168. https://doi.org/10.1016/j.tca.2011.09.013

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
2. Fig. 1. Schematic diagram of the reactor for phosphogypsum processing

Baixar (277KB)
3. Fig. 2. REM content in phosphogypsum (Balakovo)

Baixar (81KB)
4. Fig. 3. Dependences of extraction of total REM after treatment with acid solutions on T : L ratio

Baixar (52KB)
5. Fig. 4. Dependences of total REM content in filtrate (a), in dry residue (b) on the concentration of nitric acid solution at temperatures of 100, 120 and 140 °C

Baixar (134KB)
6. Fig. 5. Temperature dependences of total REM content in filtrate and wash water, as well as in the dry residue after phosphogypsum treatment with 2 M nitric acid solution

Baixar (92KB)
7. Fig. 6. Temperature dependences of elements content (except REM) in filtrate after phosphogypsum treatment with 2 M nitric acid solution

Baixar (99KB)
8. Fig. 7. Time dependences of REM content in the filtrate (a) and in the precipitate precipitated in the filtrate during cooling (b) during phosphogypsum treatment with 2 M HNO3 solution

Baixar (123KB)

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024