Nghiên cứu công nghệ thu nhận tổng oxit đất hiếm, Th và U từ quặng monazit Việt Nam bằng phương pháp nung phân hủy quặng với axit sunphuric

Về nghiên cứu và chế biến đất hiếm monazit tại Việt Nam. Từ những năm 90 Chính phủ Ấn Độ tặng Việt Nam một pilot chế biến monazit bằng phương pháp phân hủy kiềm và pilot này được đặt tại Viện Công nghệ xạ hiếm. Viện Công nghệ xạ hiếm đã nghiên cứu một cách đầy đủ về khả năng của công nghệ phân hủy monazit bằng kiềm ở quy mô pilot và đã thực hiện nghiên cứu đánh giá trên 2 tấn tinh quặng monazit. Tuy nhiên, phương pháp này lộ một số nhược điểm sau; quặng monazit phải được nghiền đến cỡ hạt 300 mesh, quá trình nghiền này cần năng lượng lớn, do quặng cứng và trong quá trình nghiền phát thải bụi có phóng xạ cao. Hiệu suất thu hồi đất hiếm phụ thuộc rất nhiều vào kích thước hạt, hạt càng nhỏ thì hiệu suất cao, kích thước hạt vào khoảng (0,14-0,17 mm) thì hiệu suất thu hồi chỉ đạt hai phần ba so với kích thước hạt 0,04 mm. Thời gian phản ứng dài lên đến hơn 8 giờ hiệu suất phân hủy mới đạt có 93%. Tổng hiệu suất thu hồi của đất hiếm từ quá trình phân hủy cho đến muối đất hiếm clorua đạt 70% và hàm lượng Th vẫn còn trong sản phẩm là 0,05 %. Khi xử lý một tấn quặng thì có 320 kg thải Th-U trong đó Th là 14% và U là 0,71% và còn có khoảng 20 kg bã thải chì-radi. Lượng thải sinh ra của quá trình này rất lớn đặc biệt là thải Th-U, việc trôn cất chất thải là vấn đề.

Quy trình công nghệ của quá trình phân hủy quặng monazit bằng axit được cần được thực hiện. Đề tài: ‟Nghiên cứu công nghệ thu nhận tổng oxit đất hiếm, Th và U từ quặng monazit Việt Nam bằng phƣơng pháp nung phân hủy quặng với axit sunphuric” được thực hiện do Cơ quan chủ quản Viện Công nghệ xạ hiếm phối hợp cùng Chủ nhiệm đề tài TS. Lưu Xuân Dĩnh với mục tiêu; đánh giá hiệu quả thu hồi đất hiếm, thu hồi Th và U bằng chiết amin trong môi trường đất hiếm sunphat và quá trình xử lý chất thải rắn lỏng phát sinh trong quá trình chế biến đất hiếm. Từ đó làm cơ sở cho những nghiên cứu quy mô lớn hơn và khả năng sử dụng phương pháp sunphat hóa quặng monazit để thu hồi tổng oxit đất hiếm và Th. Một mục tiêu quan trọng nữa của đề tài là nâng cao trình độ cán bộ trong lĩnh vục chế biến quặng đất hiếm về nung phân hủy, công nghệ chiết tách và xử lý chất thải.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:
Đề tài đã khảo sát các thông số cơ bản của quy trình công nghệ xử lý quặng monazit với axit sunphuric, từ quá trình nung phân hủy cho đến quá trình xử lý nước thải phát sinh của quá trình. Đối với quá trình nung phân hủy điều kiện cho quá trình này là tỷ lệ axit/quặng là 0,9/1, nhiệt độ nung phân hủy 300 độ C trong 1 giời, hiệu suất thu hồi của đất hiếm, Th và U tương ứng là là 90%, 85% và 65%. Đã nghiên cứu các điều kiện để tách loại U, Th ra khỏi dung dịch đất hiếm sunphat bằng hệ chiết amin, kết quả thu được là U và Th được chiết ra khỏi đất hiếm với độ thu hồi trên 98% và độ sạch trên 95%. Điều kiện tối ưu để chuyển hóa từ đất hiếm sunphat kép sang đất hiếm hydroxit là nhiệt độ 30 độ C, thời gian phản ứng là 1 giờ, đương lượng phản ứng Na2SO4/RE là 1,8 thì hiệu suất kết tủa đất hiếm đạt 94%. Quá trình rửa SO4 2- dư cần nhiệt độ 6 - 7 độ C và ̊ khuấy mạnh, tỷ lệ sản phẩm cần rửa/NaOH 0,1M là 1/5 (theo khối lượng), sau 2 lần rửa SO4 2- gần như được hoàn toàn loại bỏ khỏi sản phẩm. Tổng hiệu suất tính cả thu hồi đất hiếm từ nước thải là 0,89 và hiệu suất thu hồi đất hiếm không tính phần xử lý thải là 0,84.

Đã đưa ra quy trình tổng thể đã thu hồi hoàn toàn đất hiếm dư và xử lý các kim loại nặng, hoạt độ phóng xạ trong nước thải theo hai bước, bước đầu là trung hòa nước thải lên pH 1 thì thu hồi đất hiếm dưới dạng đất hiếm sunphat kép, sau đó lọc và thêm NaOH, chất oxi hóa và BaCl2 để kết tủa các hydroxit kim loại nặng và loại hoạt độ phóng xạ trong nước thải về ngưỡng cho phép xả thải vào nguồn không sử dụng cho mục đích sinh hoạt theo QCVN 40 - Bộ Tài nguyên và môi trường. Bã thải phát sinh từ quá trình chế biến đất hiếm được đánh giá tính ổn định qua thí nghiệm EPA1311.

Liên kết nguồn tin: http://www.vista.gov.vn/UserPages/News/detail/tabid/73/newsid/20591/seo/20591/language/vi-VN/language/vi-VN/Default.aspx