The decomposition possibility of vietnamese monazite concentrate by the pressure alkali method

Abstract

Изучено разложение монацитового концентрата щелочью. Были исследованы условия разложения, такие как температура, время, размер частиц и массовое соотношение между щелочью и монацитовым концентратом по массе. Согласно литературным данным, процесс разложения лучше всего проводить при температуре >140 °C в течение 8 часов, требуемое соотношение щелочи и монацитового концентрата составляет 1,4/1, размер частиц руды должен быть меньше 48 мкм. Эффективность разложения составляет около 70 %. Если достигать степени разложения свыше 90 %, то соотношение щелочи/концентрата по массе должно быть не менее 4/1, что приводит к большому количеству остаточной щелочи, в последующем требующей дополнительных затрат на регенерирование. Для решения проблемы использования избыточного количества щелочи был изучен процесс разложения монацитового концентрата при повышенном давлении щелочью. Был использован монацитовый концентрат месторождения Хам Тан (Вьетнам, провинция Баньтхуан). Исследованы основные параметры, влияющие на полноту протекания процесса, такие как температура, время, соотношение NaOH/концентрат по массе и размер частиц концентрата. Результаты показали, что под воздействием давления разложение происходит быстрее и эффективность разложения увеличивается. Оптимальная температура для разложения концентрата составляет от 180 до 210 °C, что соответствует давлению от 4 до 7 атм. Время разложения также сократилось до 2 часов, а размер частиц концентрата также увеличился до 55 мкм при использовании 70 %-ного раствора щелочи и соотношения щелочь/концентрат 1/1. Эффективность вскрытия редкоземельных элементов достигла 95 %, в то время как при тех же условиях степень вскрытия для U составила 50 %, а для Th - 77 %. При увеличении времени реакции эффективность разложения редкоземельных элементов не сильно менялась, но для радиоактивных элементов имела тенденцию к росту. При размерах частиц >55 мкм эффективность процесса резко снижалась, и для увеличения эффективности разложения требовалось изменение условий реакции

The authors have studied the decomposition of monazite concentrate by alkali. They investigated the necessary decomposition conditions such as temperature, time, particle size and the ratio between alkali and monazite concentrate by mass (wt/wt). The decomposition is best performed at >140°C, within 8 hours, the required alkali and monazite concentrate ratio was 1,4/1, the ore particle size needs to be smaller than 48 μm. The decomposition efficiency was also only about 70%. If the desired recovery efficiency was higher than 90%, the alkali/concentrate ratio by mass needed to be at least 4/1, resulting in a large amount of residual alkali. To improve this process, the authors studied the decomposition of monazite concentrate by alkali under pressure. The monazite was taken from Ham Tan deposit. The effecting parameters such as temperature, time, ratio between NaOH/concentrate by mass and particle size of the concentrate were investigated. The results showed that, under the effect of pressure, decomposition occurs faster, more thoroughly and decomposition efficiency increases. The suitable temperature for concentrate decomposition was from 180 to 210°C, corresponding to a pressure of 4 to 7 at. The decomposition time was also reduced to 2 hours and the particle size of the concentrate was also larger to 55 m with 70% alkali and ratio of alkali/concentrate was 1/1. The decomposition efficiency of rare earth elements reached 95%, while under the same conditions, U was 50% and Th was 77%. When the reaction time increased, the efficiency of rare earth elements decomposition did not change much, but the decomposition efficiency of radioactive elements tended to increase. For particle sizes >55 μm, the process efficiency decreased sharply, and changes in reaction conditions were needed to increase the decomposition efficiency