METODO DE RECUPERACION DE AL MENOS UN ELEMENTO METALICO COMO CESIO DE UNA MENA.
Un método para recuperar cesio y/o rubidio a partir de una mena,
que comprende:
- hacer reaccionar dicha mena con al menos una sal sulfato capaz de recuperar al menos una parte de dicho cesio y/o rubidio de dicha mena para formar un producto de reacción que incluye dicho cesio y/o rubidio;
- disolver al menos una parte de dicho producto de reacción en un disolvente para formar una solución y, opcionalmente, concentrar dicha solución, y
- recuperar dicho cesio y/o rubidio de dicho producto de reacción;
en el que dicho producto de reacción se forma mediante al menos una reacción inducida por calor, que ocurre a una temperatura de al menos 500ºC, de manera que ocurre al menos un intercambio parcial de ión metálico entre dicha mena y dicha al menos una sal sulfato
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2004/015990.
Solicitante: CABOT CORPORATION.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: TWO SEAPORT LANE, SUITE 1300,BOSTON, MASSACHUSETTS 02210-2.
Inventor/es: BAKKE,BART,F, MADDEN,DAVID.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 12 de Mayo de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C01B17/96 QUIMICA; METALURGIA. › C01 QUIMICA INORGANICA. › C01B ELEMENTOS NO METALICOS; SUS COMPUESTOS (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01B 17/00 Azufre; Sus compuestos. › Métodos para la preparación de sulfatos en general (sulfatos particulares considerados individualmente, ver los grupos correspondientes de C01B - C01G, de acuerdo con el catión).
- C01D17/00 C01 […] › C01D COMPUESTOS DE LOS METALES ALCALINOS, es decir, DE LITIO, SODIO, POTASIO, RUBIDIO, CESIO O FRANCIO (hidruros metálicos C01B 6/00; sales de oxácidos de halógenos C01B 11/00; peróxidos, sales de los perácidos C01B 15/00; sulfuros o polisulfuros C01B 17/22; tiosulfatos, ditionitos, politionatos C01B 17/64; compuestos que contienen selenio o teluro C01B 19/00; compuestos binarios del nitrógeno con metales C01B 21/06; azidas C01B 21/08; amidas metálicas C01B 21/092; nitritos C01B 21/50; fosfuros C01B 25/08; sales de los oxácidos del fósforo C01B 25/16; carburos C01B 32/90; compuestos que contienen silicio C01B 33/00; compuestos que contienen boro C01B 35/00; cianuros C01C 3/08; sales del ácido ciánico C01C 3/14; sales de cianamida C01C 3/16; tiocianatos C01C 3/20; procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; obtención a partir de mezclas, p. ej. a partir de minerales, de compuestos metálicos que son los compuestos intermedios de un proceso metalúrgico para la obtención de un metal libre C22B; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › Compuestos de rubidio, cesio o francio.
- C01F11/18 C01 […] › C01F COMPUESTOS DE BERILIO, MAGNESIO, ALUMINIO, CALCIO, ESTRONCIO, BARIO, RADIO, TORIO O COMPUESTOS DE LOS METALES DE LAS TIERRAS RARAS (hidruros metálicos C01B 6/00; sales de oxácidos de halógenos C01B 11/00; peróxidos, sales de los perácidos C01B 15/00; sulfuros o polisulfuros de magnesio, calcio, estroncio o bario C01B 17/42; tiosulfatos, ditionitos, politionatos C01B 17/64; compuestos que contienen selenio o teluro C01B 19/00; compuestos binarios del nitrógeno con metales C01B 21/06; azidas C01B 21/08; amidas metálicas C01B 21/092; nitritos C01B 21/50; fosfuros C01B 25/08; sales de los oxácidos del fósforo C01B 25/16; carburos C01B 32/90; compuestos que contienen silicio C01B 33/00; compuestos que contienen boro C01B 35/00; compuestos que tienen propiedades de tamices moleculares pero que no tienen propiedades de cambiadores de base C01B 37/00; compuestos que tienen propiedades de tamices moleculares y de cambiadores de base, p. ej. zeolitas cristalinas, C01B 39/00; cianuros C01C 3/08; sales del ácido ciánico C01C 3/14; sales de cianamida C01C 3/16; tiocianatos C01C 3/20; procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; obtención a partir de mezclas, p. ej. a partir de minerales, de compuestos metálicos que son los compuestos intermedios de un proceso metalúrgico para la obtención de un metal libre C22B; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01F 11/00 Compuestos de calcio, estroncio o bario (C01F 7/00 tiene prioridad). › Carbonatos.
- C01F11/46 C01F 11/00 […] › Sulfatos (deshidratación del yeso C04B 11/02).
- C22B1/06 C […] › C22 METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO DE ALEACIONES O METALES NO FERROSOS. › C22B PRODUCCION O AFINADO DE METALES (fabricación de polvos metálicos o sus suspensiones B22F 9/00; producción de metales por electrólisis o electroforesis C25 ); PRETRATAMIENTO DE MATERIAS PRIMAS. › C22B 1/00 Tratamiento preliminar de minerales o residuos metálicos. › Tostación sulfatante.
- C22B26/10 C22B […] › C22B 26/00 Obtención de metales alcalinos o alcalinotérreos o de magnesio. › Obtención de metales alcalinos.
- C22B3/44 C22B […] › C22B 3/00 Extracción de compuestos metálicos por vía húmeda a partir de minerales o de concentrados. › por procedimientos químicos (C22B 3/26, C22B 3/42 tienen prioridad).
Clasificación PCT:
Clasificación antigua:
Fragmento de la descripción:
Método de recuperación de al menos un elemento metálico como cesio de una mena.
La presente invención se refiere a métodos para recuperar cesio y/o rubidio de una mena.
Los procesos para la recuperación de cesio (Cs) a partir de polucita y otros minerales que contienen cesio han sido revisados por J. J. Kennedy en Chemical Reviews, Vol. 23 (1938), páginas 157-163. Los desarrollos técnicos más recientes han sido resumidos por R. A. Heindl, Bureau of Mines Bulletin 650, "Mineral Facts and Problems" (1970 ed.), páginas 527-534. En un proceso que ha experimentado un desarrollo considerable para uso comercial, la mena de polucita molida, se lixivia con ácido sulfúrico fuerte para obtener un alumbre de cesio que contiene un extracto, que se recupera por cristalización para procesamiento adicional. El proceso de alumbre de cesio se ha considerado un proceso tradicional para recuperar cesio a partir de polucita. Sin embargo, se han propuesto otros procesos de recuperación, como se describe en las citas anteriores. La primera etapa en la mayoría de dichos procesos es un lixiviado ácido de la polucita para obtener cesio como una sal soluble en una mezcla con otras sales metálicas. Dicha extracción con ácido ocurre fácilmente con diversos ácidos fuertes, incluyendo no sólo ácido sulfúrico, sino también ácidos bromhídrico y clorhídrico.
Como ya se ha mencionado, cuando se usa ácido sulfúrico para la etapa de digestión, el cesio puede recuperarse en forma de alumbre de cesio, expresado como CsAl(SO4)12H2O o Cs2SO4Al2(SO4)324H2O. Los procesos para la purificación adicional del cesio partiendo de un alumbre de cesio se describen en las Patentes de Estados Unidos Nº 4.469.670 y 4.466.950. Cuando se usa ácido bromhídrico, el bromuro de aluminio puede retirarse en primer lugar mediante extracciones con alcohol isopropílico y, posteriormente, los bromuros de metal alcalino mixtos se recuperan y se tratan en un extractor para obtener una solución de tribromuro de cesio que, tras la evaporación, produce bromuro de cesio.
Cuando el ácido clorhídrico es el extractante, el cesio puede precipitarse por adición de cloruro de antimonio para formar un cloruro de antimonio precipitado (CsSbCl6), que puede separarse y descomponerse en agua para formar cloruro de cesio y un compuesto de antimonio soluble en agua. El cloruro de cesio puede hacerse reaccionar después con ácido perclórico para producir cristales de perclorato de cesio, que pueden recubrirse y después descomponerse para obtener cloruro de cesio como el producto final. (Véase la Patente de Estados Unidos Nº 2.808.313).
El documento US-A-4.597.955 se refiere a un método de recuperación de cesio a partir de un mineral que contiene cesio tratando el mineral con cloruro de calcio, cloruro sódico, carbonato sódico u óxido de calcio a temperaturas de 700 a 800ºC. De acuerdo con el documento US-A-3.207.571, el alumbre de cesio se trata con hidróxido de calcio en un medio acuoso.
Aunque los procesos descritos anteriormente son capaces de producir sulfato de cesio, bromuro de cesio y cloruro de cesio, los procesos anteriores no son capaces de producir rendimientos de extracción cercanos al 100% de una mena de bajo contenido. Adicionalmente, estos procesos han demostrado ser difíciles y caros para aplicación comercial. Por lo tanto, ha habido una necesidad reconocida de un proceso mejorado para recuperar cesio a partir de polucita en una forma altamente purificada. La necesidad de dicha mejora del proceso se ha enfatizado en los últimos años por el uso en aumento de cesio y compuestos de cesio y por la expansión proyectada de estos usos en aplicaciones anticipadas. (Véase Heindl, citado anteriormente, páginas 528-532).
Una característica de la presente invención es eliminar o reducir la necesidad del uso de ácidos cuando se recupera cesio y/o rubidio de una mena. Particularmente, una característica de la presente invención es recuperar preferiblemente aproximadamente el 100% de cesio y/o rubidio, incluyendo una extracción excelente desde una mena de bajo contenido. Otra característica de la presente invención es recuperar el cesio y/o rubidio de la mena haciendo reaccionar la mena u otro material con al menos una sal. Especialmente la presente invención se refiere a
en el que dicho producto de reacción se forma por al menos una reacción inducida por calor, que ocurre a una temperatura de al menos 500ºC, de manera que ocurre al menos un intercambio parcial de ión metálico entre dicha mena y dicha al menos una sal sulfato.
Reivindicaciones:
1. Un método para recuperar cesio y/o rubidio a partir de una mena, que comprende:
en el que dicho producto de reacción se forma mediante al menos una reacción inducida por calor, que ocurre a una temperatura de al menos 500ºC, de manera que ocurre al menos un intercambio parcial de ión metálico entre dicha mena y dicha al menos una sal sulfato.
2. El método de la reivindicación 1, en el que dicha solución comprende (Li,Cs)2SO4, Cs2Ca2(SO4)3, (Li,Cs,Rb)2 SO4, (Cs,Rb)2Ca2(SO4)3, Rb2Ca2(SO4)3, Cs2SO4, o Rb2SO4.
3. El método de la reivindicación 1 ó 2, que comprende adicionalmente añadir al menos una base a dicha mena y dicha al menos una sal sulfato.
4. El método de la reivindicación 3, en el que dicha base es Ca(OH)2, CaO, carbonato de calcio o combinaciones de los mismos.
5. El método de la reivindicación 2, que comprende adicionalmente realizar un proceso de separación de sólido/líquido sobre dicha solución para retirar el material de la ganga.
6. El método de la reivindicación 1, que comprende:
7. El método de la reivindicación 2 ó 6, en el que dicha mena contiene cesio, en el que dicha al menos una sal es Li2SO4 o CaSO4 y en el que dicho disolvente es agua.
8. El método de la reivindicación 2 ó 6, que comprende adicionalmente añadir Ca(OH)2, CaO, carbonato de calcio o combinaciones de los mismos a dicha solución o mezcla de dicha mena y dicha al menos una sal sulfato.
9. El método de la reivindicación 2 ó 6, que comprende adicionalmente poner en contacto al menos una fuente de carbonato soluble con dicha solución y, opcionalmente, al menos una base.
10. El método de la reivindicación 2 ó 6, que comprende adicionalmente añadir CaO a dicha solución o mezcla de dicha mena y dicha al menos una sal sulfato, en el que dicha mena contiene cesio, en el que dicha al menos una sal es CaSO4 y en el que dicho disolvente es agua.
11. El método de la reivindicación 2 ó 6, que comprende adicionalmente añadir carbonatos, hidróxidos, óxidos de Li, Na, K, Rb, Cs o cualquier combinación de los mismos y/o carbonatos, hidróxidos, óxidos de Mg, Ca, Sr, Ba o cualquier combinación de los mismos a dicha solución o mezcla de dicha mena y dicha al menos una sal sulfato.
12. El método de la reivindicación 2, que comprende adicionalmente añadir agua a dicho (Cs,Rb)2Ca2(SO4)3 para formar una solución de (Cs,Rb)2SO4, CaSO4, y un subproducto, en el que dicho subproducto comprende aluminosilicato de Ca.
13. El método de la reivindicación 2, que comprende adicionalmente añadir agua a dicho (Cs,Rb,Li)2SO4 para formar una solución de (Cs,Rb)2SO4, LiSO4 y un subproducto, en el que dicho subproducto comprende una harina de cemento o un material agregado de aluminosilicato enriquecido en Li.
14. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que dicha mena comprende CsAlSi2O6.
15. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que dicha al menos una sal sulfato es un sulfato del Grupo II.
16. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, que comprende adicionalmente recuperar dicho cesio y/o rubidio en forma de un compuesto de sulfato soluble.
17. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que dicha mena comprende una mena basada en silicato o una mena basada en aluminosilicato.
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