Патент на изобретение №2344080

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БАДДЕЛЕИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии получения бадделеитового концентрата из цирконийсодержащих отходов с одновременным выделением редкометалльного концентрата. Изобретение касается способа извлечения бадделеитового концентрата, в котором в качестве сырья используют магнитную фракцию доводки бадделеитового концентрата. Магнитную фракцию обрабатывают 7-10% соляной кислотой или 10-30% серной кислотой при 60-90°С и отделяют бадделеитсодержащий осадок. Затем проводят его отмывку, сушку и двухстадийную магнитную сепарацию. На первой стадии магнитную сепарацию ведут в магнитном поле средней напряженности, равной 10000-14000 Э, с выделением чернового бадделеитового концентрата и среднемагнитной фракции, которую направляют в отвал. На второй стадии осуществляют сепарацию чернового бадделеитового концентрата в высокоинтенсивном магнитном поле напряженностью 20000-24000 Э с выделением основной части бадделеитового концентрата и слабомагнитной фракции, которую подвергают высокотемпературной сернокислотной обработке. Обработку слабомагнитной фракции ведут 85-93% серной кислотой при 200-250°С и массовом отношении Т:Ж=1:0,4-0,6. Полученный продукт сульфатизации распульповывают в воде с образованием пульпы, из которой выделяют остаточную часть бадделеитового концентрата и получают сульфатную суспензию, содержащую редкие элементы. Заявленный способ позволяет повысить эффективность извлечения бадделеитового концентрата и расширить сырьевую базу циркония. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии получения бадделеитового концентрата из цирконийсодержащих отходов с одновременным выделением редкометалльного концентрата.

При переработке магнетитовых руд Ковдорского месторождения наряду с магнетитовым и апатитовым концентратами получают черновой бадделеитовый концентрат. Дальнейшая переработка чернового бадделеитового концентрата до товарного концентрата включает высокоинтенсивную магнитную сепарацию, в процессе которой образуются отходы в виде магнитной фракции доводки бадделеитового концентрата, с которыми теряется более 10% ZrO₂. В этих отходах содержится до 40-60 мас.% бадделеита, образующего сростки с примесными минералами: форстеритом, ильменитом, магнетитом, сульфидами железа, карбонатитами, циркелитом и гатчеттолитом и др. Циркелит и гатчеттолит содержат до 24-46% суммы оксидов ниобия и тантала, выделение которых может повысить эффективность переработки отходов. Механическое разрушение сростков не позволяет обогатительными методами выделить бадделеит и редкометалльные минералы из отходов.

Известен способ извлечения бадделеитового концентрата (см. Новое отечественное циркониевое сырье и способы его переработки. / М.А.Коленкова и др. – ОИ/МЦМ СССР. ЦНИИцветмет экономики и информации. Сер. “Производство редких металлов”. Вып.2. – М., 1980. – с.6, 8), включающий магнитную сепарацию чернового концентрата с содержанием 83,28%) ZrO₂ при напряженности поля 955,2 кА/м, измельчение немагнитной фракции, прокаливание при 900°С и обработку 10-15% соляной кислотой при 60-90°С и Т:Ж=1:4 в течение 1-2 ч. В результате получают бадделеитовый концентрат с содержанием 98,1% ZrO₂.

Недостатками данного способа являются повышенная энергоемкость операций измельчения и прокалки, высокий расход кислоты на растворение минеральных примесей, входящих в состав чернового бадделеитового концентрата. Кроме того, способ не позволяет отделить примеси циркелита и гатчеттолита и не предусматривает попутного извлечения редкометалльного концентрата.

Известен также способ извлечения бадделеитового концентрата (см. патент США №4067953, МКИ² C01G 25/00, 27/00, 1978), включающий кислотную обработку бадделеитсодержащей руды с размером частиц 0,1-0,5 мм. Руда содержит бадделеит и другие минералы, в том числе парамагнитные и ферромагнитные минералы железа, титансодержащий ильменит, радиоактивные минералы, содержащие торий и уран, а также карбонатиты и/или силикаты, связывающие часть бадделеита с другими минеральными материалами. Кислотную обработку бадделеитсодержащей руды проводят минеральной кислотой при концентрации кислоты 2-7 N и температуре 85-95°С для растворения указанных связующих минералов с отделением продукта кислотной обработки – бадделеитсодержащего осадка от других минеральных материалов. В качестве минеральной кислоты используют соляную, серную, азотную кислоту или смеси этих кислот. Бадделеитсодержащий осадок подвергают отмывке и сушке. Затем производят высокоинтенсивную магнитную сепарацию осадка с получением немагнитного очищенного бадделеитового концентрата, содержащего 98-99% оксида циркония.

Недостатком известного способа является то, что кислотной обработке подвергают всю массу чернового концентрата, в то время как химическое разрушение необходимо лишь для части бадделеита, присутствующего в виде сростков с магнитными минералами, что снижает эффективность способа. Кроме того, этот способ оказался не применим для извлечения бадделеита из отвальных продуктов переработки бадделеитовых руд Ковдорского месторождения, содержащих прочные сростки кристаллов бадделеита с циркелитом и гатчеттолитом.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности извлечения бадделеитового концентрата при переработке магнитной фракции доводки бадделеитового концентрата, содержащей прочные сростки кристаллов бадделеита с минералами циркелитом и гатчеттолитом, и расширении сырьевой базы циркония с одновременным выделением редких элементов.

Технический результат достигается тем, что в способе извлечения бадделеитового концентрата, включающем обработку бадделеитсодержащего сырья соляной или серной кислотой при нагревании, отделение бадделеитсодержащего осадка, его отмывку, сушку и магнитную сепарацию с получением бадделеитового концентрата, согласно изобретению, в качестве бадделеитсодержащего сырья используют магнитную фракцию доводки бадделеитового концентрата, кислотную обработку магнитной фракции доводки ведут 7-10% соляной кислотой или 10-30% серной кислотой при 60-90°С, магнитную сепарацию бадделеитсодержащего осадка производят в две стадии, причем на первой стадии магнитную сепарацию ведут в магнитном поле с напряженностью 10000-14000 Э с выделением чернового бадделеитового концентрата и среднемагнитной фракции, которую направляют в отвал, а на второй стадии осуществляют сепарацию чернового бадделеитового концентрата в магнитном поле с напряженностью 20000-24000 Э с выделением основной части бадделеитового концентрата и слабомагнитной фракции, которую подвергают обработке 85-93% серной кислотой при 200-250°С и массовом соотношении Т:Ж=1:0,4-0,6, полученный продукт сульфатизации распульповывают в воде с образованием пульпы, из которой выделяют остаточную часть бадделеитового концентрата и сульфатную суспензию, содержащую редкие элементы.

Достижению технического результата способствует то, что магнитная фракция доводки бадделеитового концентрата имеет состав, мас.%: 44,3-55,9 ZrO₂, 5,9-7,9 SiO₂, 10,2-26,8 Fe₂O₃, 10,0-18,4 TiO₂, 2,2-2,8 Nb₂O₅, 0,28-0,33 Та₂O₅ и удельную радиоактивность 266-530 кБк/кг.

Достижению технического результата способствует также то, что в сульфатную суспензию вводят 2,5-3 моля фторид-иона на 1 моль растворенных циркония и титана, после чего суспензию нагревают до 95-105°С с осаждением гидроксидов ниобия и тантала.

Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.

При обработке магнитной фракции доводки бадделеитового концентрата 7-10% соляной кислотой или 10-30% серной кислотой при 60-90°С достигается разрушение сростков кислоторастворимых минералов с ильменитом, бадделеитом, циркелитом и гатчеттолитом.

Концентрационные и температурные пределы определены условиями разложения кислоторастворимых минералов, входящих в состав магнитной фракции доводки бадделеитового концентрата. При концентрации соляной кислоты менее 7%, серной кислоты менее 10% и температуре ниже 60°С резко снижается скорость разложения кислоторастворимых минералов, а при концентрации соляной кислоты более 10%, серной кислоты более 30% и температуре выше 90°С начинается разложение ильменита и частично бадделеита, что приводит к потерям циркония и непроизводительному расходу кислоты. Кроме того, при повышении температуры и концентрации кислот выше граничных значений усиливается коррозия аппаратуры, увеличивается количество выбросов кислоты, особенно соляной, и требуются дополнительные меры по улавливанию и обезвреживанию выбросов.

Проведение магнитной сепарации бадделеитсодержащего осадка в две стадии позволяет на первой стадии получить черновой бадделеитовый концентрат с содержанием до 95,5 мас.% ZrO₂ за счет избирательного выделения среднемагнитной фракции минералов, преимущественно ильменита и диопсида, которую направляют в отвал.

Проведение на первой стадии сепарации в магнитном поле с напряженностью 10000-14000 Э позволяет, как было показано выше, достичь избирательного выделения среднемагнитной фракции минералов с получением чернового бадделеитового концентрата. При напряженности магнитного поля менее 10000 Э черновой концентрат будет содержать повышенное количество магнитных минералов, а при напряженности более 14000 Э будут велики потери бадделеита со среднемагнитной фракцией, направляемой в отвал.

Магнитная сепарация чернового бадделеитового концентрата на второй стадии сепарации в магнитном поле с напряженностью 20000-24000 Э позволяет получить основную часть бадделеитового концентрата и слабомагнитную фракцию, представляющую собой бадделеитсодержащий продукт, включающий редкометалльные радиоактивные минералы, прежде всего гатчеттолит и циркелит.

Проведение магнитной сепарации на второй стадии в поле с напряженностью менее 20000 Э не позволит получить качественный бадделеитовый концентрат, а напряженность поля более 24000 Э не может быть достигнута с учетом технических возможностей аппаратуры.

Обработка слабомагнитной фракции 85-93% серной кислотой при 200-250°С и массовом соотношении Т:Ж=1:0,4-0,6 обеспечивает разложение гатчеттолита и циркелита, что позволяет после распульповывания в воде продукта сульфатизации выделить остаточную часть бадделеитового концентрата и получить сульфатную суспензию, содержащую редкие элементы.

Сернокислотная обработка слабомагнитной фракции при концентрации кислоты менее 85%, температуре менее 200°С и массовом отношении Т:Ж ниже 1:0,4 не позволяет получить качественный бадделеитовый концентрат.

Сернокислотная обработка слабомагнитной фракции при концентрации кислоты более 93% и температуре выше 250°С приводит к потерям бадделеита вследствие его разложения. Проведение сернокислотной обработки при массовом отношении Т:Ж выше 1:0,6 ведет к непроизводительному расходу кислоты и требует дополнительных реагентов для нейтрализации сбросных растворов.

Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в повышении эффективности извлечения бадделеитового концентрата при переработке магнитной фракции доводки бадделеитового концентрата, содержащей прочные сростки кристаллов бадделеита с минералами циркелитом и гатчеттолитом, что позволяет расширить сырьевую базу циркония с одновременным выделением редких элементов.

В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие конкретные операции и режимные параметры.

Магнитная фракция доводки бадделеитового концентрата имеет состав, мас.%: 44,3-55,9 ZrO₂, 5,9-7,9 SiO₂, 10,2-26,8 Fe₂O₃, 10,0-18,4 TiO₂, 2,2-2,8 Nb₂O₅, 0,28-0,33 Ta₂O₅ и удельную радиоактивность 266-530 кБк/кг, который обусловлен составом магнетитовых руд Ковдорского месторождения и условиями обогащения.

Введение в сульфатную суспензию фторид-иона в количестве 2,5-3 моля на 1 моль растворенных циркония и титана обусловлено необходимостью разрушения комплексов титана с ниобием и танталом. Нагрев суспензии до 95-105°С приводит к избирательному осаждению гидроксидов ниобия и тантала. Введение фторид-иона в количестве менее 2,5 моля на 1 моль растворенных циркония и титана и проведение операции при температуре ниже 95°С не позволяет обеспечить полноту выделения гидроксидов ниобия и тантала.

Введение фторид-иона в количестве более 3 молей на 1 моль растворенных циркония и титана приводит к переходу в раствор фторидных комплексов ниобия и тантала и их потерям. Нагрев суспензии выше 105°С требует использования автоклава, что технологически неоправданно.

Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ в оптимальном режиме с точки зрения повышения эффективности извлечения бадделеитового концентрата и расширения сырьевой базы циркония с одновременным извлечением ниобия и тантала в виде отдельного концентрата.

Сущность и преимущества заявляемого изобретения могут быть проиллюстрированы следующими примерами.

Пример 1. 400 г отходов в виде магнитной фракции доводки бадделеитового концентрата, содержащей, мас.%: 55,9 ZrO₂, 5,9 SiO₂, 13,9 Fe₂O₃, 10,0 TiO₂, 2,2 Nb₂O₅, 0,28 Ta₂O₅ и имеющей удельную радиоактивность 530 кБк/кг, обрабатывают 1500 мл 7% HCl при температуре 60°С в течение 5 ч. Бадделеитсодержащий осадок отделяют от водного раствора, отмывают от кислоты, сушат и направляют на первую стадию магнитной сепарации при напряженности 10000 Э. Получают 218,8 г чернового бадделеитового концентрата состава, мас.%: 94,4 ZrO₂, 1,3 SiO₂, 0,5 Fe₂O₃, 1,2 TiO₂, 2,1 Nb₂O₅, 0,3 Ta₂O₅ с удельной радиоактивностью 508 кБк/кг и 91,8 г среднемагнитной фракции, содержащей, мас.%: 12,4 ZrO₂, 2,7 SiO₂, 35,4 Fe₂O₃, 39,7 TiO₂, 3,4 Nb₂O₅, 0,48 Ta₂O₅, с удельной радиоактивностью 648 кБк/кг, которую направляют в отвал. Извлечение бадделеита в черновой концентрат составляет 92,3%. Затем осуществляют вторую стадию магнитной сепарации чернового бадделеитового концентрата в магнитном поле напряженностью 24000 Э с выделением основной части бадделеитового концентрата в количестве 160,2 г и 58,6 г слабомагнитной фракции. Состав бадделеитового концентрата, мас.%: 98,5 ZrO₂, 0,4 SiO₂, 0,14 Fe₂O₃, 0,25 TiO₂, 0,81 Nb₂O₅, 0,19 Ta₂O₅, величина удельной радиоактивности составляет 164 кБк/кг. Полученную слабомагнитную фракцию, содержащую, мас.%: 66,5 ZrO₂, 5,4 SiO₂, 4,4 Fe₂O₃, 8,5 TiO₂, 11,5 Nb₂O₅, 3,6 Ta₂O₅ с удельной радиоактивностью 1390 кБк/кг, обрабатывают 23,5 г 93% H₂SO₄ при температуре 200°С и массовом соотношении Т:Ж=1:0,4 в течение 3 ч. Полученный твердый продукт сульфатизации распульповывают в 200 мл воды в течение 0,5 ч. Из пульпы выделяют гравитацией остаточную часть бадделеитового концентрата и сушат. Получают 38,7 г бадделеитового концентрата состава, мас.%: 99,1 ZrO₂, 0,39 SiO₂, 0,07 Fe₂O₃, 0,06 TiO₂, 0,75 Nb₂O₅, 0,11 Ta₂O₅ с удельной радиоактивностью 69,7 кБк/кг и 200 мл сульфатной суспензии, содержащей, г/л: 2,7 ZrO₂, 0,04 SiO₂, 0,4 Fe₂O₃, 7,5 TiO₂, 7,6 Nb₂O₅, 1,4 Ta₂O₅. Общее извлечение бадделеита из отходов составляет 87,8%.

Пример 2. 400 г отходов в виде магнитной фракции доводки бадделеитового концентрата, содержащей, мас.%: 44,3 ZrO₂, 7,9 SiO₂, 26,8 Fe₂O₃, 18,4 TiO₂, 2,5 Nb₂O₅, 0,3 Ta₂O₅ и имеющей удельную радиоактивность 266 кБк/кг, обрабатывают 1000 мл 10% HCl при температуре 90°С в течение 2 ч. Бадделеитсодержащий осадок отделяют от водного раствора, отмывают от кислоты, сушат и направляют на первую стадию магнитной сепарации при напряженности 14000 Э. Получают 175,8 г чернового бадделеитового концентрата состава, мас.%: 94,1 ZrO₂, 1,3 SiO₂, 0,5 Fe₂O₃, 1,2 TiO₂, 5,1 Nb₂O₅, 0,65 Ta₂O₅ с удельной радиоактивностью 450 кБк/кг и 130,6 г среднемагнитной фракции, содержащей, мас.%: 8,5 ZrO₂, 1,6 SiO₂, 35,4 Fe₂O₃, 39,7 TiO₂, 0,21 Nb₂O₅, 0,05 Ta₂O₅ с удельной радиоактивностью 37 кБк/кг, которую направляют в отвал. Извлечение бадделеита в черновой концентрат составляет 93,4%. Затем осуществляют вторую стадию магнитной сепарации чернового бадделеитового концентрата в магнитном поле напряженностью 20000 Э с выделением основной части бадделеитового концентрата в количестве 130 г и 45,8 г слабомагнитной фракции. Состав бадделеитового концентрата, мас.%: 98,5 ZrO₂, 0,4 SiO₂, 0,13 Fe₂O₃, 0,25 TiO₂, 0,89 Nb₂O₅, 0,17 Ta₂O₅, величина удельной радиоактивности составляет 148 кБк/кг. Полученную слабомагнитную фракцию, содержащую, мас.%: 82,1 ZrO₂, 5,0 SiO₂, 4,6 Fe₂O₃, 9,1 TiO₂, 14,3 Nb₂O₅, 2,2 Ta₂O₅ с удельной радиоактивностью 1312 кБк/кг, обрабатывают 28 г 85% H₂SO₄ при температуре 250°С и массовом соотношении Т:Ж=1:0,6 в течение 1,5 ч. Полученный твердый продукт сульфатизации распульповывают в 200 мл воды в течение 0,5 часа. Из пульпы выделяют гравитацией остаточную часть бадделеитового концентрата и сушат. Получают 36,5 г бадделеитового концентрата состава, мас.%: 99,2 ZrO₂, 0,36 SiO₂, 0,04 Fe₂O₃, 0,06 TiO₂, 0,75 Nb₂O₅, 0,15 Ta₂O₅ с удельной радиоактивностью 28,7 кБк/кг и 210 мл сульфатной суспензии, содержащей, г/л: 3,5 ZrO₂, 0,03 SiO₂, 0,74 Fe₂O₃, 8,8 TiO₂, 29,7 Nb₂O₅, 3,8 Ta₂O₅. Общее извлечение бадделеита из отходов составляет 92,6%.

Пример 3. 400 г отходов в виде магнитной фракции доводки бадделеитового концентрата, содержащей, мас.%: 53,5 ZrO₂, 7,4 SiO₂, 10,2 Fe₂O₃, 12,2 TiO₂, 2,8 Nb₂O₅, 0,33 Ta₂O₅ с удельной радиоактивностью 440 кБк/кг, обрабатывают 1200 мл 10% H₂SO₄ при температуре 90°С в течение 3 ч. Бадделеитсодержащий осадок отделяют от водного раствора, отмывают от кислоты, сушат и направляют на первую стадию магнитной сепарации при напряженности 14000 Э. Получают 216 г чернового бадделеитового концентрата состава, мас.%: 92,2 ZrO₂, 1,1 SiO₂, 0,5 Fe₂O₃, 1,1 TiO₂, 3,1 Nb₂O₅, 0,39 Ta₂O₅ с удельной радиоактивностью 422 кБк/кг и 146 г среднемагнитной фракции, содержащей, мас.%: 8,5 ZrO₂, 1,6 SiO₂, 35,4 Fe₂O₃, 39,7 TiO₂, 2,9 Nb₂O₅, 0,36 Ta₂O₅ с удельной радиоактивностью 426 кБк/кг, которую направляют в отвал. Извлечение бадделеита в черновой концентрат составляет 93%. Затем осуществляют вторую стадию магнитной сепарации чернового бадделеитового концентрата в магнитном поле напряженностью 24000 Э с выделением основной части бадделеитового концентрата в количестве 159 г и 56,8 г слабомагнитной фракции. Состав бадделеитового концентрата, мас.%: 98,5 ZrO₂, 0,3 SiO₂, 0,13 Fe₂O₃, 0,19 TiO₂, 0,93 Nb₂O₅, 0,17 Ta₂O₅, величина удельной радиоактивности составляет 143 кБк/кг. Полученную слабомагнитную фракцию, содержащую, мас.%: 71,6 ZrO₂, 5,4 SiO₂, 2,4 Fe₂O₃, 8,7 TiO₂, 8,5 Nb₂O₅, 1,4 Ta₂O₅ с удельной радиоактивностью 1148 кБк/кг, обрабатывают 27 г 93% H₂SO₄ при температуре 230°С и массовом соотношении Т:Ж=1:0,5 в течение 2 ч. Полученный твердый продукт сульфатизации распульповывают в 200 мл воды в течение 0,5 часа. Из пульпы выделяют гравитацией остаточную часть бадделеитового концентрата и сушат. Получают 44,2 г бадделеитового концентрата состава, мас.%: 99,1 ZrO₂, 0,3 SiO₂, 0,04 Fe₂O₃, 0,05 TiO₂, 0,75 Nb₂O₅, 0,15 Ta₂O₅ с удельной радиоактивностью 32,8 кБк/кг и 220 мл сульфатной суспензии, содержащей, г/л: 3,2 ZrO₂, 0,05 SiO₂, 0,52 Fe₂O₃, 6,8 TiO₂, 20,3 Nb₂O₅, 3,0 Ta₂O₅. Общее извлечение бадделеита из отходов составляет 92,2%. В полученную сульфатную суспензию вводят 2,95 г NaF из расчета 2,5 моля F^– на 1 моль суммы Zr⁺⁴ и Ti⁺⁴ и нагревают до 95°С с осаждением гидроксидов редких элементов. Осадок отделяют и высушивают. Получают 11,6 г сухого тантало-ниобиевого осадка, состава, мас.%: 6,8 Та₂O₅, 37,8 Nb₂O₅, 1,2 ZrO₂, 0,7 SiO₂, 0,1 Fe₂O₃, 15,1 TiO₂, 10,4 CaO с удельной радиоактивностью 1270 кБк/кг.

Пример 4. 400 г отходов в виде магнитной фракции доводки бадделеитового концентрата состава по Примеру 3 обрабатывают 600 мл 30% H₂SO₄ при температуре 60°С в течение 6 ч. Бадделеитсодержащий осадок отделяют от водного раствора, отмывают от кислоты, сушат и подвергают первой стадии магнитной сепарации при напряженности 10000 Э. Получают 214 г чернового бадделеитового концентрата состава, мас.%: 92,4 ZrO₂, 1,3 SiO₂, 0,6 Fe₂O₃, 1,3 TiO₂, 3,1 Nb₂O₅, 0,39 Ta₂O₅ с удельной радиоактивностью 398 кБк/кг и 145 г среднемагнитной фракции, содержащей, мас.%: 9,1 ZrO₂, 1,9 SiO₂, 34,9 Fe₂O₃, 38,2 TiO₂, 2,9 Nb₂O₅, 0,36 Ta₂O₅ с удельной радиоактивностью 418 кБк/кг, которую направляют в отвал. Извлечение бадделеита в черновой концентрат составляет 92,4%. Затем осуществляют вторую стадию магнитной сепарации чернового бадделеитового концентрата в магнитном поле напряженностью 24000 Э с выделением основной части бадделеитового концентрата в количестве 160 г и 55,6 г слабомагнитной фракции. Состав бадделеитового концентрата, мас.%: 98,6 ZrO₂, 0,4 SiO₂, 0,11 Fe₂O₃, 0,2 TiO₂, 0,91 Nb₂O₅, 0,17 Ta₂O₅, величина удельной радиоактивности составляет 123 кБк/кг. Полученную слабомагнитную фракцию, содержащую, мас.%: 70,5 ZrO₂, 5,5 SiO₂, 2,5 Fe₂O₃, 7,7 TiO₂, 8,7 Nb₂O₅, 12 Ta₂O₅ с удельной радиоактивностью 1476 кБк/кг, обрабатывают 33 г 93% H₂SO₄ при температуре 230°С и массовом соотношении Т:Ж=1:0,6 в течение 2 ч. Полученный твердый продукт сульфатизации распульповывают в 200 мл воды в течение 0,5 часа. Из пульпы выделяют гравитацией остаточную часть бадделеитового концентрата и сушат. Получают 44,2 г бадделеитового концентрата состава, мас.%: 99,2 ZrO₂, 0,36 SiO₂, 0,04 Fe₂O₃, 0,06 TiO₂, 0,81 Nb₂O₅, 0,16 Ta₂O₅ с удельной радиоактивностью 41 кБк/кг и 250 мл сульфатной суспензии, содержащей, г/л: 2,9 ZrO₂, 0,07 SiO₂, 0,6 Fe₂O₃, 7,1 TiO₂, 16,7 Nb₂O₅, 2,5 Ta₂O₅. Общее извлечение бадделеита из отходов составляет 92%. В полученную сульфатную суспензию вводят 3,5 г NaF из расчета 3 моль F^– на 1 моль суммы Zr⁺⁴ и Ti⁺⁴ и нагревают до 105°С с осаждением гидроксидов редких элементов. Осадок отделяют и высушивают. Получают 12,1 г сухого тантало-ниобиевого осадка состава, мас.%: 5,1 Та₂О₅, 34,7 Nb₂O₅, 1,6 ZrO₂, 0,5 SiO₂, 0,11 Fe₂O₃, 14,2 TiO₂, 14,5 CaO с удельной радиоактивностью 1476 кБк/кг.

Из вышеприведенных Примеров 1-4 видно, что заявляемый способ позволяет повысить эффективность извлечения бадделеита при переработке магнитной фракции доводки бадделеитового концентрата и расширить сырьевую базу циркония с одновременным выделением редких элементов в сульфатную суспензию. Извлечение бадделеита составляет 87,8-92,6%. Кроме того, способ позволяет получить концентрат ниобия и тантала.

Формула изобретения

1. Способ извлечения бадделеитового концентрата, включающий обработку бадделеитсодержащего сырья соляной или серной кислотой при нагревании, отделение бадделеитсодержащего осадка, его отмывку, сушку и магнитную сепарацию с получением бадделеитового концентрата, отличающийся тем, что в качестве бадделеитсодержащего сырья используют магнитную фракцию доводки бадделеитового концентрата, кислотную обработку магнитной фракции доводки ведут 7-10%-ной соляной кислотой или 10-30%-ной серной кислотой при 60-90°С, магнитную сепарацию бадделеитсодержащего осадка производят в две стадии, причем на первой стадии магнитную сепарацию ведут в магнитном поле с напряженностью 10000-14000 Э с выделением чернового бадделеитового концентрата и среднемагнитной фракции, которую направляют в отвал, а на второй стадии осуществляют сепарацию чернового бадделеитового концентрата в магнитном поле с напряженностью 20000-24000 Э с выделением основной части бадделеитового концентрата и слабомагнитной фракции, которую подвергают обработке 85-93%-ной серной кислотой при 200-250°С и массовом соотношении Т:Ж=1:0,4-0,6; полученный продукт сульфатизации распульповывают в воде с образованием пульпы, из которой выделяют остаточную часть бадделеитового концентрата и сульфатную суспензию, содержащую редкие элементы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что магнитная фракция доводки бадделеитового концентрата имеет состав, мас.%: 44,3-55,9 ZrO₂, 5,9-7,9 SiO₂, 10,2-26,8 Fe₂O₃, 10,0-18,4 TiO₂, 2,2-2,8 Nb₂O₅, 0,28-0,33 Ta₂O₅ и удельную радиоактивность 266-530 кБк/кг.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в сульфатную суспензию вводят 2,5-3 моля фторидиона на 1 моль растворенных циркония и титана, после чего суспензию нагревают до 95-105°С с осаждением гидроксидов ниобия и тантала.