Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева, Москва, Россия:

И. А. Почиталкина, профессор, докт. техн. наук, эл. почта: pochitalkina@list.ru
Х. Ф. Ле, аспирант
А. Е. Лихошерст, студент 2-го курса магистратуры

Институт общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова РАН, Москва, Россия:

Д. Ф. Кондаков, старший научный сотрудник, канд. техн. наук

Социалистическая Республика Вьетнам занимает 21-е место в мире по запасам фосфатного сырья. Расположенное вдоль правобережной части реки Хонг крупнейшее месторождение апатита Лаокай протяженностью более 100 км и площадью 45,56 км2 активно эксплуатируют с 1940 г. Согласно данным геологоразведки, запасы руды этого месторождения превышают 30 млн т. В условиях постоянно увеличивающегося объема добычи и повышения требований к экологической безопасности продуктов переработки апатита необходим мониторинг содержания в его составе металлов редкоземельной группы. Метод масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (МС – ИСП), успешно зарекомендовавший себя в качестве прямого анализа минерального сырья и объектов окружающей среды на содержание редкоземельных элементов (РЗЭ), для промышленного сектора доступен не в полной мере, а альтернативный спектрофотометрический (СФМ) метод, позволяющий определить сумму РЗЭ в анализируемых объектах, требует длительного времени и больших трудозатрат. В статье представлены результаты апробации усовершенствованного СФМ-метода, преимущество которого состоит в исключении стадии разложения пробы смесью плавиковой, азотной и серной кислот, а следовательно, в сокращении времени пробоподготовки, трудозатрат и повышении безопасности труда. Результаты, полученные при помощи традиционного и усовершенствованного СФМ-методов, хорошо согласуются: относительное расхождение между ними не превышает погрешности, соответствующей методу, и составляет 1,68 %. На примере параллельного анализа двух проб молотого апатита месторождения Лаокай показаны результаты определения содержания РЗЭ, полученные методом МС – ИСП и СФМ-методом по стандартному и усовершенствованному вариантам, определены причины погрешностей СФМ-метода и пути их уменьшения.

1. Волков А. И., Стулов П. Е., Леонтьев Л. И., Углов В. А. Анализ использования редкоземельных металлов в черной металлургии России и мира // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2020. Т. 63, № 6. С. 405–418.
2. Dutta T., Kim K.-H., Uchimia M. Global demand for rare earth resources and strategies for green mining // Environ. Res. 2016. Vol. 150. P. 182–190.
3. Amato A., Becci A., Birloaga A. et al. Sustainability analysis of innovative technologies for the rare earth elements recovery // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2019. Vol. 106. P. 41–53.
4. Guyonnet D., Planchon M., Rollat A. Material flow analysis applied to rare earth elements in Europe // Journal of Cleaner Production. 2015. Vol. 107. P. 215–228.
5. Haque N., Hughes A., Lim S. Rare earth elements: Overview of mining, mineralogy, uses, sustainability and environmental impact // Resources. 2014. Vol. 3, Iss. 4. P. 614–635.
6. Balaram V. Rare earth elements: A review of applications, occurrence, exploration, analysis, recycling, and environmental impact // Geoscience Frontiers. 2019. Vol. 10, Iss. 4. P. 1285–1303.
7. Papangelakis V. G., Moldoveanu G. Recovery of rare earth elements from clay minerals // Proceedings of the 1^st Rare Earth Resources Conference (Milos). 2014. P. 191–202.
8. Башлыкова Т. В., Вальков А. В., Петров В. И. Извлечение редкоземельных элементов из фосфогипса и отходов золотодобычи // Цветные металлы. 2012. № 3. С. 40–42.
9. Локшин Э. П., Калинников В. Т., Тареева О. А. Извлечение редкоземельных элементов из промпродуктов и техногенных отходов переработки хибинского апатитового концентрата // Цветные металлы. 2012. № 3. С. 75–80.
10. Peiravi M., Dehghani F., Ackah L. et al. A review of rare-earth elements extraction with emphasis on non-conventional sources: Coal and coal byproducts, iron ore tailings, apatite, and phosphate byproducts // Mining, Metallurgy & Exploration. 2021. Vol. 38, No. 1. P. 1–26.
11. Zhang W., Noble A., Yang X. et al. A comprehensive review of rare earth elements recovery from coal-related materials // Minerals. 2020. Vol. 10, Iss. 5. P. 451.
12. Zhou F., Xiao Y., Guo M. et al. Selective leaching of rare earth elements from ion-adsorption rare earth tailings: A Synergy between CeO₂ Reduction and Fe/Mn Stabilization // Environmental Science & Technology. 2021. Vol. 55, Iss. 16. P. 11328–11337.
13. Shin D., Kim J., Kim B. et al. Use of phosphate solubilizing bacteria to leach rare earth elements from monazite-bearing ore // Minerals. 2015. Vol. 5, Iss. 2. P. 189–202.
14. Maes S., Zhuang W.-Q., Rabaey K. et al. Сoncomitant leaching and electrochemical extraction of rare earth elements from monazite // Environ. Sci. Technol. 2017. Vol. 51, Iss. 3. P. 1654–1661.
15. Xu Q., Sun Y., Yang L. et al. Leaching mechanism of ionadsorption rare earth by mono valence cation electrolytes and the corresponding environmental impact // Journal of Cleaner Prod. 2019. Vol. 211. P. 566–573.
16. Fuguo L., Gao G., Li H. et al. Compound leaching of rare earth from the ion-adsorption type rare earth ore with magnesium sulfate and ascorbic acid // Hydrometallurgy. 2018. Vol. 179. P. 25–35.
17. Kim R., Cho H., Han K. et al. Optimization of acid leaching of rare-earth elements from Mongolian apatite-based ore // Minerals. 2016. Vol. 6, Iss. 3. P. 63.
18. Golev A. Rare earths supply chains: Current status, constraints and opportunities // Resources Policy. 2014. Vol. 41. P. 52–59.
19. Почиталкина И. А., Кондаков Д. Ф., Лихошерст А. Е. Сравнительная оценка методов определения содержания РЗЭ в фосфатном сырье // Цветные металлы. 2022. № 1. С. 47–48. DOI: 10.17580/tsm.2022.01.05.
20. Mineral commodity summaries. — U.S. : Geological Survey, 2022. — 202 p.
21. Решение премьер-министра социалистической республики Вьетнам № 1893 / QD-TTg, Ханой 20.10.2014 г. Утверждение планирования по исследованию, эксплуатации, обработке и использованию запасов апатита до 2020 года и с перспективой на 2030 год. — URL: https://vanban.chinhphu.vn/default.aspx?pageid=27160&docid=177001.
22. Почиталкина И. А., Кондаков Д. Ф., Ле Х. Ф. Регулирование подвижности фосфора в комплексных удобрениях, получаемых из апатита Лаокай // Химическая технология. 2020. Т. 21, № 12. С. 561–564.
23. Lichte F. E., Meier A. L., Crock J. G. Determination of the rareearth elements in geological materials by inductively coupled plasma mass spectrometry // Analytical Chemistry. 1987. Vol. 59, No. 8. Р. 1150–1157.
24. Jarvis K. E. Inductively coupled plasma mass spectrometry: A new technique for the rapid or ultra-trace level determination of the rare-earth elements in geological materials // Chemical Geology. 1988. Vol. 68, Iss. 1-2. P. 31–39.
25. Jarvis K. E., Williams J. G. Laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS): a rapid technique for the direct, quantitative determination of major, trace and rare-earth elements in geological samples // Chemical Geology. 1993. Vol. 106, Iss. 3-4. P. 251–262.
26. Горбатенко А. А., Ревина Е. И. Инструментальные методы определения редкоземельных элементов // Заводская лаборатория. 2014. Т. 80, № 4. С. 7–19.
27. Astrom M., Corin N. Distribution of rare earth elements in anionic, cationic and particulate fractions in boreal humus-rich streams affected by acid sulphate soils // Water Res. 2003. Vol. 37, No. 2. P. 273–280.
28. Zhang X. C., Nearing M. A., Polyakov V. O. et al. Using Rare-Earth Oxide Tracers for Studying Soil Erosion Dynamics // Soil Science Society of America Journal. 2003. Vol. 67, No. 1. P. 279–288.
29. Саввин С. Б. Органические реагенты группы арсеназо III. — M. : Атомиздат, 1971. — 350 с.
30. Пат. 2511375 РФ. Способ фотометрического определения редкоземельных элементов / Хитрова О. А.; заявл. 02.07.12 ; опубл. 10.04.14, Бюл. № 10.
31. Почиталкина И. А., Кондаков Д. Ф., Ле Х. Ф., Ву Ч. Т. Состав бедной апатитовой руды месторождения Лаокай // Журнал неорганической химии. 2018. Т. 63, № 8. С. 1046–1049.
32. Михайлов В. А. Редкоземельные руды мира: Геология, ресурсы, экономика : монография. — Киев : Издательско-полиграфический центр «Киевский университет», 2010. — 223 с.
33. Мировой рынок редкоземельных металлов и соединений 2019–2025 (9 издание): Аналитическое исследование / Группа аналитиков по изучению рынков сырья, металлов и продукций из них // International Metallurgical Research Group. 2019. — 104 c. — URL: https://docplayer.ru/134894766-Mirovoyrynok-redkozemelnyh-metallov-i-soedineniy-9-izdanie.html (дата обращения: 10.04.2022).