Труды КНЦ вып.3 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 1/2019(10))

Объектом исследований служил шлак фосфорного производства, содержащий, мас. %: 36,9 SiO 2 ; 43,2 CaO; 5,2 Al 2 O 3 ; 2,0 P 2 O 5 ; 1,63 Fe 2 O 3 ; 0,057 Ba; 2,4 MgO; 0,14 TiO 2 , Sr 0,16 и другие. В нем установлено присутствие 10 элементов группы редкоземельных металлов: Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Eu, Gd, Yb и Lu (рис. 3). Сумма РЗМ в технологической пробе составляла 536,48 г/т. Рис. 3. Содержание редкоземельных металлов в фосфорном шлаке [10, 11] Fig. 3. The content of rare-earth metals in phosphoric slag [10, 11] Как видно из рис. 3, наибольшее содержание в шлаке иттрия (~ 206 г/т) и церия (~ 102 г/т). Лантана содержится (~ 92 г/т) приблизительно в 2 раза меньше, чем иттрия. Далее в порядке убывания идут неодим (~ 67 г/т) и гадолиний (~ 43 г/т), содержание остальных редкоземельных элементов находится в диапазоне от ~ 0,7 до ~ 12 г/т. Оптимальные параметры процесса выщелачивания шлака: концентрация HNO 3 7,5 моль/дм 3 ; соотношение Ж / Т = 2,6 см 3 /г; температура — 60 °С; продолжительность процесса — 1 ч. Извлечение Z РЗМ из шлаков фосфорного производства на различных переделах составило, %: на стадии выщелачивания — 95,0; экстракции — 90,2; реэкстракции в среднем ~ 93,2 и получения концентрата Z оксидов РЗМ — 93,9. Определены оптимальные условия получения осажденного диоксида кремния из кремнийсодержащего кека обработкой азотнокислыми растворами: температура — 60 °С; концентрация HNO 3 — 1,59 моль/дм 3 ; соотношение Т : Ж = 1 : 4; продолжительность — 2 ч; температура сушки — 300 °С. Содержание диоксида кремния в белой саже колеблется от 87,0 до 88,5 %. Удельная поверхность полученных партий осажденного диоксида кремния менялась в пределах 140-196 м 2 /г. Из присутствующих в фосфорном шлаке редкоземельных элементов к группе легких лантаноидов относятся лантан, церий, празеодим, неодим, европий и гадолиний, к группе тяжелых — иттербий и лютеций. Следует отметить, что в конечном продукте от скандия до лютеция и иттрия, т. е. от легких РЗМ к тяжелым, концентрирование возрастает, увеличиваясь в ~ 2 раза (рис. 4). Это обстоятельство является важным, если учесть, что металлы группы тяжелых РЗМ присутствуют в природном сырье в значительно меньшем количестве и имеют большую ценность. 307