Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург, РФ:

Черемисина О. В., зав. кафедрой, д-р техн. наук, профессор, ovcheremisina@yandex.ru

Сергеев В. В., доцент, канд. техн. наук

Федоров А. Т., ассистент, канд. техн. наук

Михеева В. Ю., студент

В фосфогипсе состава СaSO₄·2H₂O редкоземельные металлы (РЗМ) присутствуют как в водорастворимой, так и трудноизвлекаемой форме. Основными методами их извлечения являются химические, базирующиеся на использовании различных минеральных кислот в качестве выщелачивающих агентов. С учетом возможности образования растворимых комплексов РЗМ с цитрат-ионами в качестве элюента исследовано действие растворов цитрата натрия. Существенное увеличение степени извлечения данных металлов обеспечивается экспозицией фосфогипса ионизирующим облучением. Ключевым фактором эффективности извлечения РЗМ является время хранения отхода. Обработка водой свежеполученного материала в производственном процессе после контакта с ионизирующим излучением позволит исключить использование минеральных кислот в качестве выщелачивающих агентов и повысить степень извлечения РЗМ.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект №19-19-00377).

1. Lutskiy D., Litvinova T., Ignatovich I., Fialkovskiy A. Complex processing of phosphogypsum — A way of recycling dumps with reception of commodity production of wide application // Journal of Ecological Engineering. 2018. Vol. 19, Iss. 2. P. 221–225.
2. Рычков В. Н., Кириллов Е. В., Кириллов С. В., Буньков Г. М., Боталов М. С., Смышляев Д. В. Повышение эффективности извлечения РЗЭ из фосфогипса // Техноген-2017. Труды Конгресса с международным участием и элементами школы молодых ученых «Фундаментальные исследования и прикладные разработки процессов переработки и утилизации техногенных образований», V Форума «Уральский рынок лома, промышленных и коммунальных отходов», 5–9 июня 2017 г., Екатеринбург. С. 581–585.
3. Капустин Ф. Л., Митюшов Н. А., Беднягин С. В. Состав, свойства и направления использования продукта переработки фосфогипса // Техноген-2019. Фундаментальные исследования и прикладные разработки процессов переработки и утилизации техногенных образований: труды конгресса с международным участием и конференции молодых ученых, Екатеринбург, 18–21 июня 2019 г. С. 237–240.
4. Yang X. S., Salvador D., Makkonen H. T., Pakkanen L. Phosphogypsum processing for rare earths recovery — A Review // Natural Resources. 2019. Vol. 10, Iss. 9. P. 325–336.
5. Lambert A., Tam J., Azimi G. Microwave treatment for extraction of rare earth elements from phosphogypsum // Rare Metal Technology. Cham: Springer, 2017. P. 47–53.
6. Rychkov V. N., Kirillov E. V., Kirillov S. V., Semenishchev V. S., Bunkov G. M., Botalov M. S., Smyshlyaev D. V., Malyshev A. S. Recovery of rare earth elements from phosphogypsum // Journal of Cleaner Production. 2018. Vol. 196. P. 674–681.
7. Lokshin E. P., Tareeva O. A., Elizarov I. R. Agitation leaching of rare earth elements from phosphogypsum by weak sulfuric solutions // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2016. Vol. 50, No. 5. P. 857–862.
8. Локшин Э. П., Тареева О. А. Активация выщелачивания редкоземельных элементов из фосфополугидрата // Журнал прикладной химии. 2013. Т. 86, № 11. С. 1685–1690.
9. Antonick P. J., Hu Z., Fujita Y., Reed D. W., Das G., Wu L. et al. Bio- and mineral acid leaching of rare earth elements from synthetic phosphogypsum // Journal of Chemical Thermodynamics. 2019. Vol. 132. P. 491–496.
10. Habashi F. The recovery of the lanthanides from phosphate rock // Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 2007. Vol. 35. P. 5–14.
11. Brückner L., Elwert T., Schirmer T. Extraction of rare earth elements from phosphogypsum: concentrate digestion, leaching, and purification // Metals. 2020. Vol. 10. DOI: 10.3390/met10010131.
12. Qiang Cai, Jun Jiang, Bing Ma, Zhiyuan Shao, Yueyang Hu, Binbin Qian, Luming Wang. Efficient removal of phosphate impurities in waste phosphogypsum for the production of cement // Science of The Total Environment. 2021. Vol. 780. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.146600.
13. Carretero-Peña S., Palomo-Marín M. R., Calvo-Blázquez L., Pinilla-Gil E. Optimization and validation test of a sonoreactor-assisted methodology for fast and miniaturized extraction of trace elements from soils // Talanta. 2020. Vol. 221. DOI: 10.1016/j.talanta.2020.121440.
14. Capelo J. L., Maduro C., Vilhena C. Discussion of parameters associated with the ultrasonic solid–liquid extraction for elemental analysis (total content) by electrothermal atomic absorption spectrometry. An overview // Ultrasonics Sonochemistry. 2005. Vol. 12. P. 225–232.
15. Киореску А. В. Интенсификация бактериально-химического выщелачивания никеля, меди и кобальта из сульфидной руды с применением микроволнового излучения // Записки Горного института. 2019. Т. 239. С. 528–535.
16. Yang J. Reprocessing of phosphogypsum for recovery of REE. Presentation аt the 4th Prometia scientific seminar. Barcelona, 28–29 November 2017. 22 p.
17. Padilla A. M., Pana A.-M., Patel R. A. Rare earth element recovery from phosphogypsum using a biolixiviant. URL: https://repository.upenn.edu/cbe_sdr/118. 271 p. (дата обращения: 07.09.2021).