Перевод в раствор редкоземельных элементов из углей Сергеевского месторождения

Образцы бурого угля Сергеевского месторождения (Приамурье) были подвергнуты серии экспериментов по одностадийному выщелачиванию редкоземельных элементов соляной и уксусной кислотами с целью определения рабочих параметров, которые включали тип кислоты, ее концентрацию и время контакта кислоты с углем. Выщелачивание проводили при варьировании времени контакта от 15 мин до 48 ч при постоянном перемешивании. Концентрации использованной соляной кислоты составляли 1 М, 3 М и 4,8 М. Высокий процент редкоземельных элементов (74—97%) экстрагируется слабо концентрированной соляной кислотой (1 М). Это указывает на то, что основная часть редкоземельных элементов в исследуемом угле представлена в виде комплексных соединений с фульвои гуминовыми кислотами или солей, которые растворимы в растворах кислот. Извлечение скандия при комнатной температуре значительно меньше, чем иттрия и лантаноидов, что обусловлено формой нахождения скандия, так как он в основном связан с силикатными минеральными формами. Извлечение скандия увеличивается почти в 2 раза до 88,7% при нагревании до 75 °С. Угли Сергеевского месторождения могут быть использованы в качестве источника редкоземельных элементов.

Радомская В. И., Сорокин А. П., Шумилова Л. П. Перевод в раствор редкоземельных элементов из углей Сергеевского месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 7-1. – С. 148–158. DOI: 10.25018/0236_1493_ 2024_71_0_148.

Работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда № 22-27-00116; https://rscf.ru/project/22-27-00116/.

Радомская Валентина Ивановна¹ — канд. хим. наук, ведущий научный сотрудник, e-mail: radomskaya@ascnet.ru, ORCID ID: 0000-0002-3023-7565,
Сорокин Анатолий Петрович¹ — чл.-корр. РАН, главный научный сотрудник, e-mail: sorokinap@ignm.ru, ORCID ID: 0000-0001-8918-3787,
Шумилова Людмила Павловна¹ — канд. биол. наук, старший научный сотрудник, e-mail: shumilova.85@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-4128-9157,
¹ Институт геологии и природопользования, Дальневосточное отделение РАН.

Радомская В.И., e-mail: radomskaya@ascnet.ru.

1. Dai S., Finkelman R. B. Coal as a promising source of critical elements: Progress and future prospects // International Journal of Coal Geology. 2018, vol. 186, pp. 155—164. DOI: 10.1016/J. COAL.2017.06.005.

2. Popov N. Yu., Chekryzhov I. Yu., Tarasenko I. A., Kasatkin S. A., Kholodov A. S. Structural and geochemical features of coal-bearing sediments and sources of rare element impurities in coals of the Rakovka depression (Primorsky Krai, Russia) // International Journal of Coal Science & Technology. 2022, vol. 9, article 14. DOI: 10.1007/s40789-022-00486-0.

3. Вялов В. И., Наставкин А. В., Шишов Е. П., Чернышев А. А. Прогнозно-поисковые критерии выявления металлоносных углей на Дальнем Востоке России // Геосферные исследования. — 2023. — № 2. — С. 33—48. DOI: 10.17223/25421379/27/4.

4. Арбузов С. И., Чекрыжов И. Ю., Тарасенко И. А. Редкометалльный потенциал углей Сибири и Дальнего Востока России и перспективы его освоения // Вестник ДВО РАН. — 2023. — № 5. — С. 31—51. DOI: 10.37102/0869-7698_2023_231_05_3.

5. Вялов В. И., Наставкин А. В., Шишов Е. П. Новые данные о металлоносности углей Сахалина // Химия твердого топлива. — 2022. — № 6. — С. 25—29. DOI: 10.31857/S0023117722060123.

6. Yue T., Lu S., Chong F., Rongyi Y., Jianhua Q., Hanxun J., Ying Z. Distribution of rare earth elements (REEs) and their roles in plant growth: A review // Environmental Pollution. 2022, vol. 298, article 118540. DOI: 10.1016/j.envpol.2021.118540.

7. Sun G., Li Z., Liu T., Chen J., Wu T., Feng X. Rare earth elements in street dust and associated health risk in a municipal industrial base of central China // Environmental Geochemistry and Health. 2017, vol. 39, no. 6, pp. 1469—1486. DOI: 10.1007/s10653-017-9982-x.

8. Нечаев А. В., Поляков Е. Г. Существующий и перспективный баланс производства и потребления редкоземельных металлов в России // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. — 2020. — № 2. — С. 49—53.

9. Balaram V. Rare earth elements: A review of applications, occurrence, exploration, analysis, recycling, and environmental impact // Geoscience Frontiers. 2019, vol. 10, no. 4, pp. 1285—1303. DOI: 10.1016/j.gsf.2018.12.005.

10. Migaszewski Z. M., Galuszka A. The characteristics, occurrence, and geochemical behavior of rare earth elements in the environment: A review // Critical Reviews In Environmental Science and Technology. 2015, vol. 45, pp. 429—471. DOI: 10.1080/10643389.2013.866622.

11. He M. L., Ranz D., Rambeck W. A. Study on the performance enhancing effect of rare earth elements in growing and fattening pigs // Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition. 2001, vol. 85, no. 7-8, pp. 263—270. DOI: 10.1046/j.1439-0396.2001.00327.x.

12. Voncken J. H. L. The rare earth elements — an introduction. Netherlands, Springer, 2016, 127 р. DOI: 10.1007/978-3-319-26809-5.

13. Goodenough K. M., Wall F., Merriman D. The rare earth elements: demand, global resources, and challenges for resourcing future generations // Natural Resources Research. 2018, vol. 27, pp. 201—216. DOI: 10.1007/s11053-017-9336-5.

14. Gaustad G., Williams E., Leader A. Rare earth metals from secondary sources: Review of potential supply from waste and byproducts // Resources, Conservation and Recycling. 2021, vol. 167, article 105213. DOI: 10.1016/j.resconrec.2020.105213.

15. Сорокин А. П., Агеев О. А., Дугин С. В., Попов А. А. Металлоносность бурых углей Райчихинского месторождения (Приамурье, Дальний Восток): условия накопления, распределения, перспективы освоения (обзор) // Химия твердого топлива. — 2023. — № 1. — С. 13—31. DOI: 10.31857/S0023117723010097.

16. Радомская В. И., Шумилова Л. П., Носкова Л. П., Сорокин А. П., Павлова Л. М., Иванов В. В. Локализация редкоземельных элементов в углях Сергеевского месторождения (Приамурье) // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. — 2022. — Т. 507. — № 2. — С. 217—223. DOI: 10.31857/S2686739722601776.

17. Радомская В. И., Шумилова Л. П., Носкова Л. П., Сорокин А. П., Павлова Л. М., Дугин С. В., Соктоев Б. Р., Поселюжная А. В., Иванов В. В. Формы нахождения редкоземельных элементов в миоценовых бурых углях Сергеевского месторождения (Приамурье, Дальний Восток) // Химия твердого топлива. — 2023. — № 1. — С. 32—46. DOI: 10.31857/S0023117723010061.

18. Ketris M. P., Yudovich Y. E. Estimations of clarkes for carbonaceous biolithes: world averages for trace element contents in black shales and coals // International Journal of Coal Geology. 2009, vol. 78, no. 2, pp. 135—148. DOI: 10.1016/j.coal.2009.01.002.

19. Имаш А. А., Кайдар Б. Б., Жуматаев Е. А., Смагулова Г. Т. Пути комплексной переработки углей // Горение и плазмохимия. — 2021. — Т. 19. — № 4. — С. 327—338.

20. Миловский А. В. Минералогия и петрография. — М.: Недра, 1985. — 432 с.

21. Аренс В. Ж. Физико-химическая геотехнология. — М.: Изд-во Московского горного унта, 2001. — 656 с.