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

разложение эвдиалитового концентрата при последующем кислотном выщелачивании осадка обеспечивает снижение объема кремнезема в продукционном растворе в 1,1-1,4 раза в сравнении с обычным кислотным выщелачиванием и повышение общего извлечения Z r с 76,9 до 86,1 и 90,8 %, РЗЭ — с 79,6 до 88,5 и 92,6 % для соляной и азотной кислот соответственно. Термодинамика процесса щелочного вскрытия эвдиалита приведена в [93]. Таким образом, щелочное вскрытие эвдиалитового концентрата эффективно протекает только при наличии дополнительных мер в виде его механоактивации или ультразвуковой обработки. А л ь т ер н а ти вны е методы гидром еталлур гич еской п ереработки э вди али та Наряду с химическим выщелачиванием РЗЭ и других ценных компонентов из эвдиалитового концентрата проводили также исследования биовыщелачивания с использованием мезофильных культур, а также умеренно термо- и ацидофильных, литоавтотрофных и органогетеротрофных бактерий, продуцирующих глюконовую кислоту [94]. Биовыщелачивание для извлечения РЗЭ из этих концентратов (Норра-Керр, Швеция) с культурами проводились во встряхиваемых колбах или в биореакторах объемом 2 л с контролируемым уровнем pH при температуре 30 или 42 °C. Элементарная сера и глюкоза служили субстратом для авто- и гетеротрофов соответственно. Для оценки эффективности биовыщелачивания эксперименты проводились без бактерий при том же pH серной и глюконовой кислотой. Полученные результаты не показали существенных различий в извлечении РЗЭ между химическими и биологическими экспериментами в тех же условиях (pH, температура, концентрация серной или глюконовой кислоты), они также указывают на то, что биовыщелачивание на самом деле было кислотным выщелачиванием, основанным на ферментативном окислении элементарной серы до серной кислоты — в случае автотрофов и производстве глюконовой кислоты из глюкозы в случае — гетеротрофов. Количество извлеченных РЗЭ увеличивалось с уменьшением pH. Мезофилы, по сравнению с умеренными термофилами, не показали существенных различий. Максимальная эффективность извлечения отдельных редкоземельных элементов при такой переработке эвдиалитового концентрата составила примерно 70 % [94]. Для вскрытия эвдиалитового концентрата авторы работы [95] использовали лимонную кислоту, таким образом они пытались избавиться от большого количества стоков, содержащих минеральные кислоты, в других методах гидрометаллургической переработки, в частности затрат извести на их нейтрализацию. Лимонная кислота не токсична и на окружающую среду не оказывает отрицательного влияния. К ее достоинствам как реагента для переработки эвдиалита относится и то, что ее растворы слабо выщелачивают кремнезем, при этом хорошо переводят в растворимую форму РЗЭ. Процессы извлечения РЗЭ из цитратных растворов довольно хорошо апробированы. Однако и при использовании лимонной кислоты не удается избежать блокировки зерен концентрата гелеобразными осадками, содержащими кремний и цирконий, что препятствует полноте извлечения ценных компонентов и нивелирует все ее преимущества по отношению к более дешевым минеральным кислотам. В связи с этим вряд ли стоит ожидать какого-либо развития этих методов. Интересны варианты переработки эвдиалитового концентрата, при которых удалось избежать гелеобразования и которые связаны с использованием для его выщелачивания 100 %-го трибутилфосфата, насыщенного азотной или соляной кислотами [96, 97]. Процессы характеризуются низкой скоростью, но могут быть интенсифицированы с помощью предварительной механоактивации концентрата. Поскольку трибутилфосфат является сильным комплексообразователем, его участие в процессе выщелачивания за одну стадию позволяет извлечь РЗЭ практически на 100 % (при использовании азотной кислоты) либо на 65 -66 % (при использовании соляной кислоты) без образования геля. Однако при использовании этих методов теряется до 50 % циркония, что недопустимо при комплексной переработке сырья. Как видим, все гидрохимические методы переработки эвдиалитового концентрата имеют низкую степень использования компонентов и, как следствие, приводят к образованию большого количества твердых и жидких отходов. В связи с этим необходимость поиска более эффективных методов переработки эвдиалитового концентрата остается актуальной, как альтернативные могут рассматриваться сочетания гидро- и пирометаллургических методов.