ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ИЗВЛЕЧЕНИЮ ЦЕРИЯ ИЗ РАСТВОРОВ КОНЦЕНТРАТОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМ И ЭКСТРАКЦИОННЫМ МЕТОДАМИ

Abstract

In order to extract cerium from rare-earth metals (REM) recovered from Russian raw materials, the following modern domestic equipment was selected: OXITRON-58L-O2 diaphragm electrolyzer manufactured by LLC «Delfin Aqua» with the purpose of Ce(III) to Ce(IV) oxidation; EC-10FA centrifugal extractor manufactured by LLC «LIT» with the purpose of Ce(IV) extraction from the sum of REM. These units were used in the studies performed to identify conditions that would lead to cerium oxidation to a 4-valent state with the electrochemical method as well as to recover and clean Ce(IV) from rare-earth metals with the solvent extraction method. The experiments were performed with standardized test solutions of cerium nitrate and process solutions obtained using loparite concentrate from the Solikamsk Magnesium Plant. The conditions were identified and equipment operation modes were designed in order to enable the chosen electrolyzer model to achieve a degree of cerium oxidation in REM process solutions over 99 % at power consumption below 0,8 kW/h per 1 kg of CeO2, and extract cerium from REM concentrate solution using the laboratory cascade of 20 centrifugal extractors with further production of 99,6 % pure CeO2.Осуществлен выбор современного отечественного оборудования для извлечения церия из концентратов редкоземельных металлов (РЗМ), выделенных из российского сырья: диафрагменный электролизер OКСИТРОН-58Л-О2, изготовленный ООО «Делфин Аква», для проведения процесса окисления Ce(III) до Ce(IV); экстрактор центробежного типа модели ЭЦ-10ФА производства ООО «ЛИТ» для извлечения Ce(IV) из суммы РЗМ. На данном оборудовании проведены исследования режимов окисления церия до 4-валентного состояния электрохимическим методом, а также извлечения и очистки Се(IV) от РЗМ методом жидкостной экстракции. Эксперименты выполнены на модельных растворах нитрата церия и технологических растворах, полученных из лопаритового концентрата Соликамского магниевого завода. Определены условия и разработаны режимы работы оборудования, позволяющие на выбранной модели электролизера достичь степени окисления церия в технологических растворах РЗМ более чем на 99 % при расходе электроэнергии не более 0,8 кВт/ч на 1 кг СеО2, а на лабораторном каскаде из 20 экстракторов центробежного типа выделить церий из раствора концентрата РЗМ и получить СеО2 чистотой 99,6 %