Труды КНЦ вып.8 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2017(8))

2) концентрируются в собственно новообразованных гипергенных минералах - черчите, иттрорабдофаните, иттриевом и неодимовом бастнезите и иттриевом и неодимовом паризите, где главным рудным минералом является дигидрофосфат иттрия (YPO4-2H2O) - черчит; 3) изоморфно входят в состав остаточных эндогенных и новобразованных минералов - апатита, граната, ортита, рутила, гидроксида железа и других. Известен способ сернокислотного вскрытия исходного сырья, заключающийся в его смешивании с серной кислотой и выдержке при высоких температурах, называемый сульфатизацией, широко используемой в металлургии алюминия для вскрытия нефелиновых концентратов и каолинитов [3], а в металлургии редкоземельных металлов встречается при переработке монацитовых концентратов при 200°С, в которых РЗМ присутствуют в виде фосфатов [4, с. 352]. Так как в руде месторождения «Кундыбай» главным рудным минералом является дигидрофосфат иттрия (YPO4-2H2O) - черчит, применение способа высокотемпературной обработки в смеси с серной кислотой (далее сульфатизация) для вскрытия руды месторождения «Кундыбай» представлялось наиболее целесообразным. В связи с этим ранее проведены предварительные эксперименты по высокотемпературной обработке руды в смеси с концентрированной серной кислотой при температурах 200-500°С, продолжительности 2 ч и соотношении Т:Ж - 1:0,76, где извлечение РЗМ в раствор при последующем водном выщелачивании спека находилось в пределах до ~68-90 % [5]. С целью выбора оптимальной температуры процесса сульфатизации руды месторождения «Кундыбай» изучено ее влияние на извлечение металлов в раствор при последующем водном выщелачивании сульфатного спека (таблица 1) [6]. После термической обработки смеси руды с серной кислотой, полученный сульфатный продукт выщелачивали водой при температуре 60 °С, соотношении Т:Ж = 1:6 в течение 4 ч. Таблица 1 - Влияние температуры сульфатизации на извлечение металлов в раствор (условия: концентрация H2SO4 - 18,62 моль/дм3; продолжительность - 2 ч; Т:Ж = 1:0,36) Температура, °С Концентрация в растворе Извлечение в раствор, % ХРЗМ, мг/дм3 Al, г/дм3 Fe, г/дм3 £РЗМ Al Fe 100 37,62 1,18 2,51 82,80 12,71 63,00 200 41,50 6,85 2,27 87,05 62,40 62,26 300 41,25 7,09 1,89 87,02 64,90 48,20 400 38,85 7,41 1,00 84,25 66,35 26,20 500 36,62 7,78 0,36 81,27 69,10 11,91 600 36,50 7,97 0,32 81,21 75,20 10,60 700 33,83 4,35 0,04 78,78 39,39 1,31 Как показано в таблице 1, с повышением температуры сульфатизации от 100 до 700°С концентрация и извлечение железа в раствор значительно понижаются, что возможно объясняется частичной потерей серной кислоты при температурах выше 200°С, максимальное количество которой к тому же не превышает 79 % от стехиометрического количества. Как следствие, не происходит в полной мере образования водорастворимого сульфата железа. К тому же, возможно, что при температурах выше 500°С образующийся сульфат железа может частично разлагаться с образованием его оксида и серного ангидрида. 156