Иллюстрация из статьи про производство редкоземельных металлов в СССР
***
На Московском заводе полиметаллов (МЗП) в 1947-54 гг. в промышленном масштабе эксплуатировалась сернокислотная схема переработки монацита.
Затем эта схема была заменена на щелочно экстракционную, использовавшуюся до 1970 г., когда производство было остановлено. В 60-х годах схема работала с производительностью по монациту 700 т/г с получением металлического тория ядерной чисто¬ты и суммарного концентрата РЗЭ. Процесс осуществлялся при температуре 140-145 град С при расходе едкого натра 150% от стехиометрии в течение 4 часов в непрерывном режиме в каскаде из 4 реакторов с предварительным сверхтонким измельчением монацита до 2-3 микрон в вибромельнице в среде едкого натра при Т:Ж=1:1. На последующих операциях производится экстракционная очистка редкоземельных элементов от урана и тория.
Большой комплекс научно-исследовательских и технологических изысканий был выполнен в тесном содружестве ученых ВНИИХТ и работников МЗП. В 50-ых годах на МЗП началось производство суммарных редкоземельных элементов, выделяемых из монацита, и их использование в качестве полирующих мате¬риалов, фторидов в осветительной технике, а затем и в производстве катализаторов крекинга нефти, в ред¬коземельных лигатурах для модифицированных чугунов и сталей.
Для России проблема переработки монацита остается весьма острой. В г. Красноуфимске (Свердловская область) с 40-ых годов прошлого века находятся склады монацита, содержащие 83 тыс. тонн концентрата, т.е. более 40 тыс. тонн редкоземельных элементов. Эти склады помимо большой экономической привлекательности содержат и большую экологическую проблему: в них суммарно содержится более 7800 кюри радиоактивности.
***
Одним из основных источников редкоземельных элементов в СССР в 60-90 г.г. было месторождение Меловое (г.Актау, Казахстан). Однако редкие земли и фосфор извлекались попутно, основным элементом являлся уран . Месторождение было уникальным по составу редкоземельных элементов: содержание иттрия в сумме РЗО достигало 18%, а европия - 0,8%. Переработка концентрата Меловое осуществлялась на трех предприятиях Росатома: получение концентрата обогащения, проводилось на Прикаспийском горно-металлургическом комбинате. Затем этот концентрат поставлялся на Приднепровский химический завод (г. Днепродзержинск, Украина), где осуществлялась его переработка по сорбционно-экстракционной схеме: вскрытие смесью азотной и серной кислот, восстановление урана на железной стружке, осаждение урана и редких земель в так называемый коллективный химконцентрат (КХК). Последний растворялся в азотной кислоте, уран экстрагировался трибутилфосфатом (ТБФ), а рафинат экстракции направлялся на сорбционное извлечение редких земель на смоле КУ-2 (рисунок 7).
Десорбаты очищались от тория и железа и направлялись на очистную экстракцию от актиния], которая осуществлялась в пульсационных колонках диаметром 600 мм и высотой 10 м с использованием ТБФ в качестве экстрагента. Полученный очищенный суммарный редкоземельный продукт подвергался разделению на легкую и смесь средней и тяжелой групп в системе 1н(]МОз)з-ТБФ-Н]МОз. Процесс разделе¬ния осуществлялся в каскаде пневмоэкстракторов емкостью 1000 и 500 л. Цериевая группа направлялась на производство катализаторов крекинга нефти, а европий-иттриевая, получившая название СТР - на МЗП для дальнейшего разделения.
На МЗП растворы СТР после упаривания и корректировки состава подвергались разделению по диспрозию на среднюю и тяжелую группы в системе ^(КЮ.^-ТБФ. Рафинат подвергался упарке и отгонке азотной кислоты, затем денитрации, растворению концентрата средней группы в соляной кислоте, восстановлению европия порошком металлического цинка.
До 1984 г. оксид европия марок ЕвО-1, ЕвО-2 и ЕвО-3 поставлялся на мировой рынок (США, Япония и др.) и пользовался неограниченным спросом, несмотря на высокие цены (более 1000$/кг). Поставка на мировой рынок была прекращена в связи с возрастающими внутренними потребностями.
Растворы средней группы после выделения европия направлялись на дальнейшее разделение с целью получения самария и гадолиния. В рафинате получался гадолиниевый продукт с содержанием 8% сама¬рия. После очистки смесью ТБФ-ТАМАН из рафината осаждали оксалат гадолиния, который после прокал¬ки давал товарный оксид гадолиния марок ГдО-5, ГдО-6. Из реэкстрактов получали самариевый концен¬трат, из которого в каскаде из 70 центробежных экстракторов смесью ТБФ-ТАМАН выделяли самариевый продукт, который доводили до металла с использованием для получения самарий-кобальтовых магнитов.
Полученный на 2-ом каскаде реэкстракт представлял собой смесь тяжелых редких земель и иттрий. По¬сле упарки и денитрации он растворялся в соляной кислоте, в раствор вводился роданид аммония. Этот раствор являлся исходным для разделения иттрия и тяжелых РЗЭ с использованием ТБФ в качестве экс¬трагента. Из реэкстракта 3-го каскада осаждали концентрат тяжелых РЗЭ. Рафинат роданидного каскада направлялся на осаждение оксалата иттрия, который после сушки и прокалки представлял конечную про¬дукцию - оксид иттрия марок ИтО-Люм и ИтО-Люм-Э. Обе марки использовались для изготовления люминофоров внутри страны и за рубежом (США, Япония, Англия, Польша, Германия и т.д.). Годовое произ¬водство оксида иттрия на МЗП составило в конце 80-ых годов 120 т/г (60% союзного производства, из ко¬торых до 50% поставлялось на экспорт. Цена в тот период на оксид иттрия ИтО-Люм-Э составила 80 $/кг (сегодня около 12 $/кг). По описанной выше технологии на трех заводах Средмаша перерабатывалось 1500 т/г РЗО.
***
Источник "Прошлое и будущее редкоземельного производства в России"