Охарактеризуйте организацию производства концентрата редкоземельных элементов из отходов производства минеральных удобрений.

Извлечение редкоземельных элементов из отвалов фосфогипса наиболее перспективное и выгодное направление в решении задачи комплексной переработки фосфогипса:

– извлечение редкоземельных элементов из отвалов фосфогипса это, прежде все-го, освоение запасов техногенных месторождений;

– существует устойчивая тенденция резкого увеличения спроса и стоимости редкоземельных элементов;

– запасы природного гипса ограничены и исчерпываются из-за истощения ста-рых и невозможности разработки новых месторождений по экологическим и экономи-ческим причинам;

– стоимость добычи и очистки природного гипса приближается к стоимости гипса, полученного из фосфогипса.

Фосфогипс в больших количествах содержит тяжелые металлы, такие как кад-мий, хром, кобальт, ртуть, медь, свинец, никель, цинк и стронций, и также дорогостоя-щие редкоземельные элементы. Большинство фосфатных руд обогащено ураном, со-единения которого, растворяясь в кислоте, переходят в экстракционную фосфорную кислоту, а в фосфогипсе остается радий.

Существует достаточно большое количество известных и новых методов по из-влечению солей редкоземельных элементов из фосфогипса.

Схема комплексной переработки фосфогипса в сульфат аммония и карбонат кальция с извлечением редкоземельных элементов.

Одним из способов использования фосфогипса в народном хозяйстве может быть его конверсия в сульфат аммония и карбонат кальция по реакции CaSO4*2H2O+(NH4)2CO3=CaCO3+(NH4)2SO4+H2O

Этот способ известен достаточно давно и его главным недостатком является трудность операции фильтрования карбоната кальция, так как последний образует мел- кие кристаллы, и отмывка осадка затруднена. Последний используется не только как азотосодержащее удобрение, но и как промежуточный продукт при азотно-кислотном разложении фосфатов. Редкоземельные элементы выделяются в осадок при перекристаллизации карбоната кальция и подлежат дальнейшей переработке на специальных заводах.

В зависимости от способа введения карбоната аммония процесс конверсии по уравнению может быть жидкостным, газовым или газожидкостным. Способ жидкостной конверсии предполагает предварительную стадию приготовления раствора карбоната аммония в отдельном аппарате по реакции: 2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3+Q

В процессе газовой конверсии реакцию проводят в водной суспензии фосфогипса при одновременном введении в нее аммиака и оксида углерода. Газожидкостный способ основан на использовании, как раствора карбоната аммония, так и газообразных компонентов. В реактор конверсии фосфогипса помимо готового раствора (NH4)2CO3 подают газообразные реагенты (NH3, CO2) в количестве 10–15 % от стехио- метрической нормы на CaO фосфогипса.

Отмытый фосфогипс превращается на стадии конверсии в раствор сульфата аммония и осадок CaCO3. Осадок после сушки прокаливается и превращается в фосфоизвесть, которая затем растворяется и проходит взаимодействие с хлористым аммонием. В осадок, выделяемый на этой стадии, переходят соединения стронция и РЗЭ. Хлори- стый кальций превращается, взаимодействуя с карбонатом аммония, в CaCO3, а раствор NH4Cl возвращается в цикл.

Основным недостатком этого способа является циркуляция в системе газообразных NH3 и CO2, выделение которых из газовых потоков требует мощного абсорбцион- ного оборудования, а также систем очистки газов, выбрасываемых в атмосферу. Для конверсии фосфогипса используется раствор (NH4)2CO3.

Для выбора оптимальных условий проведения процесса конверсии стояла задача установить влияние температуры, избытка и концентрации (NH4)2CO3, времени проте кания процесса, интенсивности перемешивания и различных примесей на степень кон-версии.