Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

в виде хорошо экстрагируемых комплексных одноосновных кислот HNbFe и HTaFe был использован значительный избыток фтороводородной кислоты от стехиометрии. Определена зависимость извлечения редких металлов из ВТК от продолжительности процесса (табл. 1). Таблица 1 Влияние продолжительности процесса на извлечение редких компонентов HF из ВТК т, ч Содержание в фильтрате, г/л Содержание в осадке, мас. % Извлечение, % Та2О5 Nb205 Та2О5 Nb205 Та2О5 Nb205 1 105,4 15,1 0,37 0,36 99,4 96,5 3 112,9 16,4 0,27 0,24 99,5 97,6 4 105,1 15,3 0,44 0,27 99,4 97,8 5 109,0 16,2 0,33 0,26 99,6 97,8 Примечание. V)k : Т = 3,5 : 1; CHF— 38 %; 4 = 20 ± 1оС. Оценка полученных результатов показывает, что продолжительность контакта фаз при вскрытии ВТК в условиях значительного избытка HF не является фактором, определяющим эффективность разложения ВТК, и уже за 1 ч достигается высокое извлечение ниобия и тантала в раствор (99,4 Та2О5 и 96,5 Nb20 5). При этом избыток фтороводородной кислоты обеспечивает как образование комплексных фторидных комплексов редких металлов, так и индивидуальных нерастворимых фторидов висмута и фторидных соединений примесных элементов. Для изучения влияния объема кислотного растворителя на эффективность разложения ВТК была проведена серия экспериментов, в которых соотношение VHF : Рвтк изменяли в пределах ¥ж : Т = (2^3) : 1 при продолжительности процесса разложения 2 ч (табл. 2). Таблица 2 Составы продуктов и извлечение Nb и Ta при низкотемпературном разложении ВТК фтороводородной кислотой Vx : Т Содержание в фильтрате, г/л Содержание в осадке, мас. % Извлечение, % Та2О5 Nb205 Та2О5 Nb205 Та2О5 Nb205 3,0 115,0 17,9 0,34 0,11 99,4 98,8 2,5 142,0 22,2 0,56 0,21 99,1 97,9 2,0 172,0 26,3 0,67 0,32 99,1 97,2 Примечание. CHF— 38 %; t = 20 + 1 °С; т — 2 ч. Согласно полученным результатам, при снижении соотношения V* : Т до 2 (оп. 7) степень извлечения редких металлов остается высокой (99,1% — Та2О5 и 97,2 % — Nb20 5), а концентрация ниобия и тантала в фильтрате повышается до 172, 0 и 26,3 г/л соответственно. В целом суммарная концентрация в фильтратах ниобия и тантала в проведенных экспериментах (оп. 6, 7) составляла 164,2-198,3 г/л (Та2О5 + Nb20 5), что удовлетворяет требованиям для последующего процесса их коллективного экстракционного извлечения н- октанолом с разделением ниобия (V) и тантала (V) на стадии реэкстракции [9, 10]. По результатам анализов полученные фильтраты характеризуются высокой концентрацией свободной фтороводородной кислоты (327-367 г/л HF), избыток которой, как известно, ухудшает извлечение в органическую фазу тантала (V) при последующей экстракции н-октанолом [10]. Для снижения концентрации ОТсвобвозможно применить либо введение другой минеральной кислоты (обычно H2SO4), либо использовать для разбавления промывные растворы после операции промывки нерастворимого висмутсодержащего кека, либо путем организации противоточного процесса разложения исходного концентрата [11]. Взаимодействие ВТК с избытком фтороводородной кислоты сопровождается образованием нерастворимого осадка — фторидного висмутового концентрата, содержащего более 80 % Ы 2 О 3 и примеси, мас. %: Fe2O3 — 0,2; Р 2 О 5 — 0,4-0,6; MnO — 0,1; AI 2 O 3 — 0,3-0,9; TiO 2 — 0,1; SiO 2 — 1-3; F-— 20-22. По данным РФА основными фазами осадка являются BiF3 и BiO0,iF28. Кроме фторидных соединений висмута в твердом остатке концентрируются фториды урана и тория, благородные металлы, а также неразложившийся ВТК и примесные минералы. Радиологическое исследование остатков показало, что при разложении ВТК фтороводородной кислотой радионуклиды практически полностью (> 98,0 %) переходят в осадок. Радиационные характеристики осадка: Аэфф 41654 ± 5000 Бк/кг, МАЭД — 0,25 мкЗв/ч. Все осадки относятся к IV классу материалов, содержащих природные радионуклиды. Разложение висмутотанталита смесью HF и H 2 SO 4 Разложение танталониобатов смесью фтороводородной и серной кислот, как правило, предусматривает практически полное растворение исходного сырья во фторидно-сернокислых растворах [3, 9, 10, 12]. При этом в раствор переходят все элементы, содержащиеся в сопутствующих минералах. 329