Труды КНЦ. Технические науки. – 2026. - № 2

50 %-ю серную кислоту и поднять температуру до 180-230 °С, обеспечив выдержку от 120 до 240 мин. В раствор при этом выделяется также и цирконий, тогда как РЗЭ остаются в нерастворимом остатке. Более чем 98 % циркония удалось извлечь серной кислотой из эвдиалита авторам работы [57]. Концентрация кислоты при этом составляла 4 моль/л, продолжительность вскрытия — 60 мин, отношение объемов жидкого к твердому — 25:1. В качестве оптимального варианта для растворения эвдиалита назван [58, 59] 6 моль/л раствор серной кислоты. Авторам [58, 59] удалось одновременно достичь извлечения из эвдиалита 75 % Zr, 60 % Nb и 45 % Ti за одну стадию, а при сочетании с промывкой эти величины составили 90, 90 и 50 % соответственно, РЗЭ иттриевой группы при этом экстрагируются на 55 %, а церий всего на 30 %. Во избежание гелеобразования в пульпе вскрытие эвдиалитового концентрата проводили в несколько приемов [60]. Сначала его обрабатывали при температуре 90 °С с перемешиванием 80%-й серной кислотой, взятой с небольшим избытком, после чего ее разбавляли водой. Редкоземельные элементы переводили в осадок с помощью сульфатов щелочных металлов или аммония. Извлечение РЗМ из осадка проводили растворами хлорида или нитрата кальция либо путем перевода его в карбонатную форму с последующей обработкой азотной кислотой, что нашло отражение в патенте [61]. Принципиальная схема переработки эвдиалитового концентрата этим методом с подробным, хотя и несколько противоречивым описанием процессов представлена в работах [62, 63]. Как было указано выше, степень извлечения ценных компонентов из эвдиалитового концентрата можно увеличить, добавляя в серную кислоту фториды или фторсиликаты. В первую очередь это относится к цирконию, который образует с фторид-ионом прочные и хорошо растворимые комплексы, кроме того, добавка фторида натрия повышает фильтруемость пульп после выщелачивания. Авторы изобретения [64] утверждают, что в присутствии фторида повышается растворимость иттриевой группы РЗЭ, тогда как цериевые лантаноиды в раствор практически не переходят. В перспективе освоения месторождений эвдиалита в Швеции и Гренландии был проведен ряд исследований по так называемому «сухому выщелачиванию», при котором использовали растворы как серной, так и соляной кислоты с концентрацией 2 -10 моль/л [65, 66]. В рамках этих работ в нагретый до 100 °С эвдиалитовый концентрат добавляли небольшими порциями кислоту, добиваясь образования рыхлой массы. После обработки этой массы водой в обоих случаях получали высокое извлечение РЗМ (выше 90 %), но цирконий при этом извлекался лишь частично (на 55 и 15 % соответственно). Для комплексной переработки эвдиалитового концентрата месторождения Норра Карр были опробованы и сопоставлены три типа выщелачивания [67, 68]. Традиционное выщелачивание эвдиалита 1 моль/л серной кислотой с нейтрализацией пульпы сопровождалось образованием трудно отделяемого геля, но суммарная степень извлечения всех редких металлов из него составила 86 %. Быстрое выщелачивание серной кислотой позволило избежать гелеобразования, но уменьшило степень извлечения. Третий метод заключался в длительной (около суток) обработке концентрата концентрированной серной кислотой при 110 °С, после которой полученную массу прокаливали при 650-850 °С в течение 30 -240 мин. Сульфаты циркония, гафния, ниобия, алюминия и железа при этом разлагались, образуя нерастворимые в воде формы, а РЗЭ и марганец оставались в форме сульфатов и легко выщелачивались водой. Таким образом, результат по третьему варианту выщелачивания оказался хуже, чем в двух предыдущих случаях. Комплексная переработка эвдиалитового концентрата, предложенная в [34] и защищенная патентом [46], предусматривает, помимо извлечения редких металлов, также производство продукта, содержащего кремнезем и сульфат кальция (до 19 %), который востребован в качестве флюса в литейном производстве, при производстве ядохимикатов и в других отраслях промышленности. Для повышения степени выделения ценных компонентов из эвдиалитов Гренландии авторы [69] последовательно обрабатывали концентрат сначала соляной кислотой, с помощью которой в раствор выделялись все РЗЭ, затем серной кислотой — для выделения остальных редких металлов. Наилучшие результаты получаются в тех условиях, если после сернокислотного вскрытия «сухим методом» эвдиалитовый концентрат обработать слабым раствором пероксида водорода в воде.