Горнорудный дивизион Росатома достиг значимого прогресса в развитии отечественного производства редкоземельных металлов. Специалисты создали технологию разделения редкоземельных металлов и приступили к проектированию промышленного производства на базе Соликамского магниевого завода (СМЗ). Разработанная методика основана на предыдущих исследованиях, проверена на практике и подтверждена качественными показателями конечной продукции.
Исследовательские Работы
Разработку технологии выполнила компания «Русредмет» в сотрудничестве с Горнорудным дивизионом Росатома. Основная цель — получение легких редкоземельных металлов (лантан, церий, неодим, празеодим) и среднетяжелых металлов (самарий, европий, гадолиний) из коллективного концентрата, производимого на СМЗ. В ходе работы специалисты уточнили данные предыдущих исследований, провели необходимые расчеты и согласовали концепцию установки. Решено было создать мини-модель завода, объединяющую все этапы производства.
Исторический Контекст
В Советском Союзе существовало несколько предприятий, производящих редкоземельные металлы. В частности, переработка лопаритового концентрата началась на Опытном химико-металлургическом заводе в Подольске. Затем, в 1968 году, переработка лопаритового концентрата была налажена в Эстонии на Силламяэском заводе, ныне входящем в канадскую компанию Neo Performance Materials. Соликамский магниевый завод с 1971 года включился в технологическую цепочку, извлекая из лопарита ниобий, тантал, титан и коллективный концентрат редкоземельных металлов.
Выбор Технологии
«Русредмет» выбирал между азотной и хлорной технологиями разделения, отдав предпочтение азотной из-за её большей эффективности для конкретного состава элементов. В азотной технологии концентрация полезного компонента выше, что снижает расход реагентов и делает процесс более экономичным. На опытно-промышленной установке с мощностью 1–1,5 т/год проводится переработка коллективного карбонатного концентрата, который затем растворяется в азотной кислоте и прогоняется через электролизер для повышения степени окисления церия.
Экстракция и Разделение
В процессе экстракции с использованием трибутилфосфата отделяются отдельные редкоземельные элементы. Первым извлекается церий, затем лантан, после чего дидим разделяется на неодим и празеодим. На каждом этапе используется свой каскад экстракторов. По завершении экстракции насыщенный трибутилфосфат очищается и возвращается в процесс, а выделенные металлы проходят осаждение и термообработку, превращаясь в оксиды.
Результаты и Перспективы
Опытно-промышленные каскады работали непрерывно несколько тысяч часов, что позволило тщательно выверить все параметры. Свойства полученных соединений неодима, празеодима и других металлов удовлетворили потенциальных заказчиков. Основываясь на этих данных, проектируется промышленный разделительный комплекс мощностью 2,5 тыс. тонн, который разместится на промплощадке СМЗ. Ожидается, что производство начнется в 2026 году.
Дальнейшие Шаги
Следующей задачей является разработка технологии для разделения среднетяжелых редкоземельных металлов. В долгосрочной перспективе планируется изучение возможностей переработки других минералов, таких как эвдиалит, содержащих металлы тяжелой группы.
Проект Росатома по созданию отечественного производства редкоземельных металлов имеет большие перспективы и позволит России обеспечить независимость в этом стратегически важном секторе.