Выставки и конференции

Актуальные вопросы получения и применения РЗМ и РМ-2017

21-22 июня 2017 г. в ОАО «Институт «ГИНЦВЕТМЕТ» состоялась международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы получения и применения РЗМ и РМ 2017». В ней приняли участие более 100 специалистов, было заслушано на разных секциях 76 докладов. Доклады участников конференции в сокращенном варианте были опубликованы в Сборнике трудов конференции. Следует отметить наиболее значимые выступления.
В своем докладе Г.Б Мелентьев ( *Сб. трудов… стр.19) подчеркнул, что Россия вынуждена фактически заново воссоздавать всю технологическую последовательность редкоземельных производств – от добычи и обогащения исходного сырья до химико-металлургических переделов, выпуска концентратов РЗМ, индивидуальных соединений и готовых изделий, причем в условиях отсутствия внутреннего рынка и внешней конкурентной среды. В настоящее время единственным производителем РЗМ-продукции является ОАО «Ловозерский ГОК», концентраты которого поступают на Соликамский магниевый завод, который не производит разделение РЗМ на индивидуальные соединения, а выпускает коллективный концентрат редких земель, отправляемый в основном за рубеж. Доля РФ в мировом выпуске РЗМ не превышает 2%, хотя по запасам страна занимает 2-е место в мире. Радикально изменить ситуацию можно путем увеличения объема РЗМ-продукции более 8,5 тыс. т в год за счет ввода в эксплуатацию новых мощностей на предприятиях Ловозера и Соликамска и освоения Томторского месторождения.
Ряд докладов были посвящены вопросам выщелачивания редкометального сырья. Так, специалистами Объединенного института высоких температур РАН (Г.Б.Мелентьев, с. 19) предложен метод пирохимического вскрытия томторской руды и разделения за одну операцию ее ведущих полезных компонентов, ниобия и РЗМ методом ликвационной плавки, то есть расслоением расплава флюсованной рудной шихты на несмешивающиеся слои Г.Б.Мелентьев, (с.19). В работе А.Н. Дьяченко и сотр., (с.71) исследовано вскрытие гидроксильных кеков, полученных при щелочном вскрытии монацитового концентрата. В работе В.Л.Софронова и сотр., с. 99) предложен метод кислотного вскрытия отрита, который характеризуется увеличенным содержанием тяжелых (иттриевых) РЗМ. В качестве реагента предложена серная кислота. Для вскрытия монацитового концентрата В.Л.Софронов и сотр. (с. 101) предложили азотнокислое вскрытие в автоклаве при температуре 473 К и давлении 1,6 Мпа. Это обеспечило высокую скорость вскрытия с последующим экстракционным разделением. В работе АО «Институт металлургии и обогащения» авторами М.А.Найманбаевым и сотр. (с.97) предложен метод хлорирования для выделения РЗМ из цирконового концентрата. Этот метод аналогичен тому процессу, который используется на Соликамском магниевом заводе. Для отделения от примесей использована сорбция сильнокислотным катионитом марки КУ-2, который производится на предприятиях РФ и Украины. Товарная продукция – 30%-ный суммарный концентрат РЗМ. Однако большое внимание участников конференции было уделено докладу Г.А.Сарычева и сотр, (стр.108), в котором приведены основные результаты вскрытия руды Томторского месторождения. Рекомендован двухстадийный вариант щелочного вскрытия, при котором в раствор после выщелачивания переходит 90% фосфора и 98% алюминия. Полученный гидратный осадок подвергается автоклавному выщелачиванию в азотной кислоте с получением чернового ниобиевого концентрата. Раствор направляется на экстракцию скандия и тория, из рафината предложено получать РЗМ в любом виде методом экстракционного разделения. Это в принципе известный процесс. Однако в зависимости от состава сырья, содержащего РЗМ, вносятся те или иные усовершенствования.
Длительное время единственным методом, применяемым в РФ для извлечения, разделения и концентрирования РЗМ, являлась жидкостная экстракция. Несмотря на свои недостатки, такие как пожароопасность, большие потери органических составляющих экстрагента и огромнуя капиталоемкость, она сыграла определяющую роль в создании в СССР производства РЗМ. Ряд докладов на конференции был посвящен экстракционному
методу разделения РЗМ и РМ. Для разделения суммарного концентрата РЗМ на легкую и среднетяжелую группы Д.Г.Стариковым и сотр. (стр. 88) проведены успешные опытные испытания с применением 100%-ного трибутилфосфата (ТБФ). Для этого потребовались 24 ступени экстракции и 4 для реэкстракции. Такой же экстрагент предложен В.Л.Софроновым и сотр. (стр.105) для разделения РЗМ, выделенных из апатитового концентрата. Для вскрытия апатита использовались кислотные варианты технологии. Для экстракции РЗМ из экстракционной фосфорной кислоты В.В.Сергеев и сотр. (стр.118) рекомендуют ди-2-этилгексилфосфорную кислоту. Этот способ применим в цикле переработки апатитовых концентратов сернокислотным способом. Для повышения эффективности разделения РЗМ С.И.Степановым и сотр. (стр.83) и А.М.Абрамовым и сотр. (стр. 152) предложены синергетные смеси экстрагентов. Для проверки экспериментальных данных А.М.Абрамовым и сотр. (стр. 148) создано экспериментальное производство на базе ГК «Скайград» по разделению групповых концентратов РЗМ на индивидуальные соединения высокой чистоты. Это производство включает стадии растворения концентратов РЗМ, окисления церия с его последующей экстракцией, а также экстракционное разделение других РЗЭ легкой группы и концентрата среднетяжелой группы. Применительно к рудам Томторского месторождения В.Д. Косынкиным и сотр. (стр. 165) утверждается, что разделение элементов среднетяжелой группы (СТГ) с применением одного экстрагента невозможно. Поэтому ими предложено для повышения эффективности разделения РЗМ использовать трибутилфосфат, изододецилфосфетановую кислоту, триалкилметиламмоний нитрат (ТАМАН), а также их смеси. В.Г.Гиганов и сотр. (стр. 174) для разделения РЗЭ тяжелой группы использовали смеси экстрагентов. На этой основе предложены схемы переработки растворов после вскрытия Томторской руды. Для получения высокочистых РЗМ О.В.Юрасова и сотр. (стр. 331) предложили экстракционный прием разделения. В частности, для получения индивидуальных оксидов иттрия и европия предложено использовать олеиновую кислоту. Для получения лютеция предложено использовать известный экстрагент Aliquat 336.
В докладе Ю.Г.Глущенко и сотр. (стр.127) отмечено, что в последнее время появилось много работ по альтернативным способам разделения РЗМ и РМ. Так, американская компания TRER предложила ионообменники для первичного концентрирования РЗМ с последующим делением известным методом ионообменной хроматографии. Помимо американцев, этим процессом занимаются в Швеции (Университет в г. Лунг). Р.Х.Хамизов и М.А.Конов (стр. 121) предложили т.н. метод удерживания кислоты, который применим с ионообменными смолами для переработки экстракционной фосфорной кислоты с целью извлечения РЗМ. В качестве смол используются нанопористые материалы. А.В.Татарников и М.А.Михайленко (с. 188) предложили новые сорбенты для РЗМ, содержащие фосфонатные или аминные функциональные группы. Причем авторы отмечают, что рекомендуемые смолы имеют различное предпочтение: сульфосмолы – к РЗМ легкой группы, а а опытный образец АА03 – к тяжелым РЗМ. И.Д.Трошкина и Н.В.Балановский (стр. 193) для существенного улучшения кинетических характеристик сорбентов предложили использовать в гидрометаллургии редких металлов импрегнированные смолы. Для создания последних в пористую матрицу (обычно стиролдивинилбензольную) вводят расчетное количество экстрагента. Как правило, это промышленно выпускаемый реагент. Авторы отмечают перспективность их использования для решения технологических и экологических задач. Важные вопросы использования смол в гидрометаллургических схемах поднимают С.В.Захарьян и сотр (стр.197) в своем докладе. Они выявили причины химической деструкции ионитов, найдены оптимальные условия работы ионитов. Этими же авторами С.В.Захарьян и сотр.( стр.203), разработаны процессы скоростной сорбции и десорбции на примере рения. Показано, что на сорбции рения можно работать в плотных слоях смол со скоростями, превышающими 20 уд. об. в час, а на десорбции аммиачными растворами – более 20 у.о. в час. Процесс десорбции заканчивается через полчаса после начала пропускания десорбента. В работе использован анионит для рения Purolite A170 макропористой структуры. Другие применения сорбции в технологии производства РЗМ – это извлечение скандия. Так, А.Л.Смирнов и сотр. (стр. 210) разработали способ разделения тория и скандия в фазе сорбента – аминометилфосфонового амфолита. Кольцов и сотр. (с. 214) предложили извлекать РЗМ из золошлаков Дорогобужской ТЭЦ кучным выщелачиванием и сорбцией смолами, при этом извлечение на стадиях сорбции и десорбции для РЗМ составило 99,6%. Локшин и сотр. (с. 216) разработали технологию разделения тория и РЗМ в процессе азотнокислой переработки хибинского апатитового концентрата. Метод сорбционной конверсии использован для отделения тория от РЗМ. Для этого в раствор вводят фтор-ион, и РЗМ избирательно поглощаются сульфосмолой. При этом торий остается в растворе. Этими же авторами Э.П.Локшин и сотр., (стр. 219) разработан элегантный метод обесфторивания раствора, основанный на том, что в азотнокислую пульпу после вскрытия концентрата, содержащего фтор-ион, вводится сорбент – сульфокатионит. При этом РЗМ поглощается сорбентом, а фтор-ион остается в растворе. Казахстанскими учеными М.П.Копбаевой и сотр. (стр. 222) предложена технология попутного извлечения скандия методом сорбции ионитами из растворов ПВ урана. Авторы отмечают, что для извлечения скандия важным обстоятельством является установление оптимального режима начальных стадий концентрирования. В качестве сорбента рекомендован Lewatit TP260 с аминометилфосфоновыми группами. Десорбент – растворы соды определенной концентрации. Этот доклад является одним из немногих удачных технических решений для извлечения скандия из месторождения Чу-Сарысуйской урановорудной провинции Казахстана. В.Г.Гедгаговым и М.А.Луньковой (стр. 224) представлен доклад, посвященный разработке комбинированной сорбционно-экстракционной технологии переработки суммарных концентратов РЗМ с получением высокочистых индивидуальных (99,99%) соединений РЗМ легкой группы. В определенной степени – это альтернатива традиционному чисто экстракционному варианту переработки суммарных концентратов. Предложенная технология имеет новизну и защищена рядом патентов РФ. Для разделения церия(IV) и Ln(III) разработан так называемый метод фронтально-градиентного разделения. Элюаты и реэкстракты подвергаются очистке от следов нередкоземельных примесей промышленными импрегнированными смолами. В схеме используются сульфокатионит пористый и примышленные импрегнированные смолы Lewatit VP OC 1026 и Lewatit TP 272. Б.В.Левиным и сотр. (стр. 229) разработана технология извлечения РЗМ в процессе переработки хибинского апатитового концентрата для выделения РЗМ из ЭФК (экстракционной фосфорной кислоты). Авторы не приводят марку сорбента, но предполагается, что это пористая сульфосмола. На практике реализована опытно-промышленная схема непрерывного сорбционного извлечения РЗМ из ЭФК. Важно и то, что аппараты выщелачивания, сорбции и другие разработаны в ООО «НПК «Русредмет» на высоком уровне. А.Н.Загородняя и сотр. (с. 337) разработали эффективный метод получения чистого перрената аммония из технической соли с использованием сорбентов и электродиализа. Авторы отмечают, что сорбционный метод очистки растворов рения прост в эксплуатации с точки зрения оборудования.
В.Н. Рычков и сотр. (стр. 50) разработали сорбционную технологию получения суммарного концентрата РЗМ из растворов производства минеральных удобрений, а также сорбционную технологию для извлечения скандия из ВР ПВ урана.
В.Л.Софронов и сотр. (с. 236) осуществили твердофазное легирование магнитных сплавов на основе Nd-Fe-B гидридами металлов, в частности лигатурами на основе РЗМ. Это позволяет корректировать структуру магнитов. А.В.Шестаков и сотр. (стр. 244) сообщили о влиянии микролегирования редкоземельными металлами и разработали технологии получения интерметаллидного сплава на основе алюминида никеля. В качестве микродобавок использовали эрбий, прометий, неодим. О.Г.Оспенникова и сотр. (стр. 246) изучали процесс микролегирования никелевых жаропрочных сплавов редкоземельными элементами. Причем интересно, что микролегированием достигается очистка сплавов от нередкоземельных примесей. С.В.Щербаков и сотр. (стр. 254) рассматривают развитие функциональных материалов с применением РЗМ и РМ для мощных радиоэлектронных приборов.
Итоги конференции показали, что налицо значительное продвижение принципиально новых технологических разработок в схемы извлечения, разделения, очистки и концентрирования РЗМ и РМ. Экстракционные технологии РЗМ совершенствуются по пути использования новых экстракционных смесей, что повышает коэффициенты разделения близких по свойствам металлов. Существенные достижения отмечены в развитии сорбционных процессов и применение их в схемах получения высокочистых индивидуальных РЗМ (пока на примере легкой группы РЗМ); разработаны новые схемы переработки суммарных концентратов РЗМ, основанные на применении новых сорбентов, в том числе импрегнированных, что позволяет наряду с существенно обезопасить процессы и сделать их более экологически чистыми. Общее мнение участников – проводить подобные конференции, привлекая к участию в них также ученых как ближнего, так и дальнего зарубежья.







*Страницы указаны в Сборнике трудов международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы получения и применения РЗМ и РМ -2017»