способ извлечения стронция из целестиновых руд

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СТРОНЦИЯ ИЗ ЦЕЛЕСТИНОВЫХ РУД в раствор, включающий обработку целестина содовым раствором, отделение карбонатного продукта и его обработку азотной кислотой с получением раствора нитрата стронция, отличающийся тем, что, с целью обеспечения высокой степени извлечения стронция при переработке целестиновых руд, содержащих 20,87% сульфата стронция, для обработки карбонатного продукта используют азотную кислоту с концентрацией 3,0-3,5 мас. взятой при соотношении эквивалентов HNO₃ SrCO₃ (1,5-1,8):1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к получению солей стронция из целестиновых руд.

Стронций является одним из важнейших редких элементов, применяемых в современных отраслях техники и промышленности. В частности, стронций и его соединения используются для изготовления кинескопов цветных телевизоров, в производстве люминофоров, металлургии и др.

Основным промышленным минералом стронция является целестин природный сульфат стронция. Значительными по запасам и благоприятным по качеству сырья являются месторождения целестиновых руд Гаурдак-Кугитангского геологического района Туркменской ССР. Пустая порода этих руд представляет собой доломитовые известняки.

Известен содовый способ вскрытия целестина с получением углекислого стронция, основанный на взаимодействии сульфата стронция и углекислого натрия по реакции:

SrSO₄+Na₂CO₃__ SrCO₃+Na₂SO₄ Образующийся карбонат стронция отфильтровывают, промывают горячей водой до удаления сульфат-ионов и растворяют в HNO₃. Из раствора осаждают гидроокиси железа и алюминия действием NH₄OH. Раствор упаривают на 80% выпавший азотнокислый стронций отделяют от маточного раствора. Извлечение стронция составляет около 80%

Однако, как вытекает из изложенного, в известном способе используется чистый, т. е. мономинеральный целестин, не содержащий пустую породу. Однако процессы обогащения руды по получению чистого целестина связаны с дорогостоящими издержками производства и потерями целестина в ходе многостадийных технологических операций. Например, на целестиновой фабрике Гаурдакского ПО "Туркменминерал" степень извлечения целестина из руды в результате механического обогащения составляет лишь 40% Себестоимость концентрата превышает отпускную цену в 3-3,5 раза, ввиду чего производство является убыточным.

Целью изобретения является переработка целестиновых руд, содержащих 20,87% SrSO₄, при обеспечении высокой степени извлечения стронция.

Цель достигается путем вскрытия целестина непосредственно в исходной руде содовым способом с последующим селективным растворением свежеобразованного карбоната стронция слабым раствором азотной кислоты без отделения доломитовой пустой породы от SrCO₃. При этом основная масса пустой породы, представляющая собой доломитовые известняки, остается в первоначальном состоянии, т.е. в виде твердой породы, а стронций переходит в раствор. Для обработки SrCO₃ использовали азотную кислоту с концентрацией 3,0-3,5 мас. взятую при соотношении эквивалентов HNO₃ SrCO₃ (1,5-1,8):1.

Способ осуществляют следующим образом.

П р и м е р. Брали 1000 г измельченной целестиновой руды состава, мас. целестин (SrSO₄) 20,87; доломит 77,70; кальцит 0,84; гипс 0,40; нерастворимый остаток (Н. О.) 0,19. Прилили 5000 мл воды и добавили 144,58 г Nа₂CO₃ и осуществляли конверсию целестина при 95^оС в течение 45 мин. По завершении конверсии суспензию отфильтровывали и твердую фазу отмывали от сульфат-иона. Получено 958,15 г твердой фазы. Состав ее, SrCO₃ 16,63; MoCO₃ 37,07; CaCO₃ 45,12; SrSO₄ 1,11; H.O. 0,20. Степень конверсии SrSO₄ в SrCO₃ составляет 95%

Для извлечения стронция путем селективного растворения полученный осадок обрабатывали 6498 мл 3,5% НNO₃ из расчета эквивалентного соотношения HNO₃ SrCO₃ 1,7 1 при 25^оС и перемешивании в течение 15 мин. По завершении процесса суспензию отфильтровывали и при этом получено 6848 мл фильтрата (вместе с промывной водой), а также 734 г твердой фазы. Состав фильтрата, г/л: Sr²⁺ 12,792; Mg²⁺ 1,271; Ca²⁺ 2,781; NO₃^- 33,193; H₂O 987,18; плотность () 1,0372 г/см³. Состав твердой фазы, MgCO₃ 44,28; CaCO₃ 52,42; SrSO₄ 1,42; SrCO₃ 1,61; H.O. 0,26. Фильтрат подвергали очистке от Mg и Са путем осаждения их в виде гидроксидов. Для этого к фильтрату добавили 282,4 мл 20% NaOH ( 1,1807 г/см³). После разделения суспензии получено 7244,3 мл фильтрата (вместе с промывной водой), а также 55,55 г осадка гидроксидов магния и кальция. Состав фильтрата, г/л: Sr²⁺ 11,765; Ca²⁺ 0,294; Na⁺ 5,895; NO₃^- 31,377; OH^- 0,565; H₂O 984,67; 1,0345 г/см³. При очистке удаление из раствора ионов составляет, Mg 100; Ca 88,0; Sr 2,8. Из очищенного раствора путем добавления 108,65 г Na₂CO₃ осаждали целевой продукт карбонат стронция. После фильтрации суспензии получено 148,80 г целевого продукта карбоната стронция. Степень осаждения стронция составляет 99,54% Состав полученного продукта, SrCO₃ 96,44; CaCO₃ 3,56. Конечная степень извлечения стронция от его количества в исходной руде составляет 85,5%

Влияние концентрации раствора азотной кислоты и соотношения эквивалентов NHO₃ SrCO₃ показано ниже в таблице.

Из данных видно, что максимум извлечения стронция достигается при концентрации HNO₃ 3,0-3,5% и соотношении эквивалентов HNO₃ SrCO₃ (1,5-1,8) 1.