بررسی فرایندهای فیزیکو شیمیایی در تولید میش متال (سریم، لانتانیوم و نئودمیم) از باطله‌ کارخانه فراوری سنگ‌آهن چغارت با تأکید بر حذف ناخالصی آهن

سمیعی بیرق, عبدالله; مشکینی, محمد

بررسی فرایندهای فیزیکو شیمیایی در تولید میش متال (سریم، لانتانیوم و نئودمیم) از باطله‌ کارخانه فراوری سنگ‌آهن چغارت با تأکید بر حذف ناخالصی آهن

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

عبدالله سمیعی بیرق

محمد مشکینی

پژوهشکده فراوری مواد معدنی جهاد دانشگاهی، تهران، ایران

چکیده

باطله‌های حاصل از کارخانه فراوری سنگ‌آهن چغارت یزد حاوی مقادیر قابل‌توجهی از عناصر نادر خاکی است. این عناصر در کانی آپاتیت به‌صورت جانشینی وجود دارند. در این تحقیق تولید میش متال (فلزات سریم، لانتانیوم و نئودمیم) از باطله‌های کارخانه فراوری آهن چغارت-یزد مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس آنالیز شیمیایی، مجموع غلظت سه عنصر Nd، La و Ce در حدود ppm 1116 به دست آمد. آزمایش‌های پیش‌فراوری مانند پیرومتالورژی، مغناطیسی، ثقلی و فلوتاسیون مکانیکی و ستونی بر روی نمونه اولیه انجام شد. کنسانتره حاصل از آزمایش با میز نرمه و فلوتاسیون ستونی باطله میز با راندمان مناسبی از لحاظ عیار (ppm 2678) و بازیابی (73%) برای تولید کنسانتره عناصر نادر خاکی انتخاب شدند. با روش پخت اسیدسولفوریکی کنسانتره حاصل از مراحل پیش‌فراوری و فروشویی آن با آب، عناصر نادر خاکی وارد فاز محلول شدند. آهن مزاحم اولیه موجود در محلول ابتدا با روش ترسیب هیدروکسیدی با 86 درصد حذف از ppm 2277 به ppm 367 رسید و بقیه آهن توسط روش استخراج حلالی از محلول با موفقیت حذف شد. درنهایت عناصر نادر خاکی از محلول رسوب داده شدند. رسوب تشکیل شده میش متالی با عیار 9/58% (عناصر نادر خاکی سبک Nd، La و Ce) است.

کلیدواژه‌ها

عناصر نادر خاکی

باطله

حذف آهن

ترسیب

استخراج حلالی

میش متال

موضوعات

کانه آرایی، فراوری مواد معدنی

[1] صادقی دعتی ولی‌اله؛ بررسی ژئوشیمی و ژنز کانسار آهن چغارت، پایان‌نامه کارشناسی ارشد زمین‌شناسی، گرایش زمین‌شناسی اقتصادی، (1386)

[2] Haxel G.B., Hedrick J.B., Orris J.J., Rare Earth Elements Critical Resources for High Technology, USGS Facts Sheet 1. (2002)

[3] Kanazawa Y., Kamitani M.,Rare Earth Minerals and Resources in the World, Journal Alloys and Compounds. 408–412 (2006).

[4] http://bluemen.blogsky.com/1389/01/09/post-49/

[5] سویزی محمدرضا و تاشک امین؛ کاربرد عناصر خاکی نادر در صنایع مختلف، همایش ملی مواد نو، 1387

[6] Sriramula, V.S.B., Katreddi H.R., Rare Earth Nitrate Complexes with an ONO Schiff Base Ligand: Spectral, Thermal, Luminescence and Biological Studies, Iran. J. Chem. Chem. Eng, 36(4): 101-109 (2017)

[7] Jia Q., Tong Sh., Solvent Extraction of Rare Earth Elements with Mixtures of Sec-Octylphenoxy Acetic Acid and Bis(2,4,4-Trimethylpentyl) Dithiophosphinic Acid, Separation and Purification Technology. 64: 345-350 (2009)

[8] Kanazawa Y., Masaharu K., Rare Earth Minerals and Resources in the World, Journal of alloys and compounds 408: 1339-1343 (2006)

[9] Elhabiri S.A., Didi M.A., Optimization Extraction of Terbium by Supported Liquid Membrane Using D2EHPA and TOPO, Iran. J. Chem. Chem. Eng, 38(6): 157-165 (2019)

[10] Gupta C.K., Krishnamurthy N., Extractive Metallurgy of Rare Earths CRC Press, Boca Raton London New York Washington DC, 1-159 (2005)

[11] Xie F., Zhang, T.A., Dreisinger D., Doyle F., A Critical Review on Solvent Extraction of Rare Earths from Aqueous Solutions, Minerals Engineering. 56: 10–28 (2014)

[12] Jorjani E., Bagherieh A.H., Chehreh Ch.S., Rare Earth Elements Leaching from Chadormalu Apatite Concentrate: Laboratory Studies and Regression Predictions, Journal Chemical Engineering. 28(2): 557–562 (2011)

[13] Dezhi Qi., Hydrometallurgy of Rare Earths: Separation and Extraction, Elsevier Inc. Publisher: Susan Dennis, 1-185 (2018)

[14] سمیعی بیرق عبداله، مشکینی محمد و برزین علیرضا، عناصر نادر خاکی(کلیات،استحصال و بازار)، انتشارات جهاد دانشگاهی صنعتی امیرکبیر (1394)

[15] Das S., Behera S.S., Murmu B.M., Mohapatra R.K., Mandal D., Samantray R., Parhi P.K., Senanayake G., Extraction of Scandium (III) from Acidic Solutionsusing Organo-Phosphoric Acid Reagents: A Comparative Study, Separation and Purification Technology. 202: 248-258 (2018)

[16] Lopez J., Reig M., Gibert O., Cortina J.L., Integration of Nanofiltration Membranes in Recovery Options of Rare Earth Elements from Acidic Mine Waters, Journal of Cleaner Production. 210: 1249-1260 (2019)

[17] Li F., Wang Y., Su X., Sun X., Towards Zero-Consumption of Acid and Alkali Recycling Rare Earths from Scraps: A Precipitation-Stripping-Saponification Extraction Strategy Using CYANEX572, Journal of Cleaner Production. 228: 692-702 (2019)

[18] Jyothi R.K., Thenepalli T., Ahn J.W., Parhi P.K., Chung K.W., Lee J.Y, Review of Rare Earth Elements Recovery from Secondary Resources for Clean Energy Technologies: Grand Opportunities to Create Wealth from Waste, Journal of Cleaner Production. 267: 1-26 (2020)

[19] Pavón S., Haneklaus N., Kim Meerbach and Martin Bertau, Iron (III) Removal and Rare Earth Element Recovery from A Synthetic Wet Phosphoric Acid Solution Using Solvent Extraction, Minerals Engineering, 182: (2022)

[20] Mokoenaa K., Mokhahlane L.S., Clarke S., Effects of Acid Concentration on the Recovery of Rare Earth Elements from Coal Fly Ash, International Journal of Coal Geology, 259: (2022)

[21] He L., Xu Q., Li W., Dong Q., Sun W., One-Step Separation and Recovery of Rare Earth and Iron from Ndfeb Slurry Via Phosphoric Acid Leaching, Journal of Rare Earths, 40(2): 338-344 (2022)

[22] عبداللهی محمود، علمدارمیلانی سعید، کلینی محمدجواد و صمدزاده یزدی محمدرضا، بررسی پارامترهای مؤثر بر استخراج حلالی ایتربیوم (Yb) از محلول فروشویی کانسنگ آنومالی 5 ساغند، مجله علوم و فنون هسته‌ای، 53: 51 تا 56 (1389)

[23] رفعتی حنیف، نوع پرست محمد و خانچی علیرضا، جذب انتخابی (Ce(III و (La(III از محلول ساختگی حاوی یون‌های فلزی با استفاده از رزین Amberlite XAD -4 آغشته به سیانکس 302، نشریه علمی-پژوهشی مهندسی معدن، 1(2): 23 تا 30 (1385)

[24] Nriagu J.O., Stability of Vivianite and Ion-Pair Formation in the System Fe₃(PO4)₂-H₃PO₄ H₃PO₄-H₂O, Geochimica et Cosmochimica Acta, 36: 459-470 (1972)

[25] Xin W., Lan Z., Li W., Xiu G., Selective Extraction of Zinc from Sulfate Leach Solution of Zinc Ore, Journal of China Nonferrous Metals Society: English Edition, 13: 1435-1439 (2003)

[26] Drissi S., Refait P., Abdelmoula M., Génin J., The Preparation And Thermodynamic Properties Of Fe (II), Fe (III) Hydroxide-Carbonate (Green Rust 1); Pourbaix Diagram of Iron in Carbonate-Containing Aqueous Media, Corrosion science, 37: 2025-2041 (1995)