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

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

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 μm 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.

About the authors

Hai Son Le

Vietnam Atomic Energy Institute

Email: son.hut2006@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2147-7425

PhD, Head of the Laboratory

Viet Nam, 48, Lang Ha street, Dong Da district, Hanoi, 11513

Xuan Dinh Luu

Vietnam Atomic Energy Institute

Email: lxdinh79@gmail.com
ORCID iD: 0009-0005-1668-8844

PhD, Lead Researcher, Vice-president of Institute for Technology of Radioactive and Rare Earth Elements

Viet Nam, 48, Lang Ha street, Dong Da district, Hanoi, 11513

Dinh Viet Nguyen

Vietnam Atomic Energy Institute

Email: dinhviet0701@gmail.com
ORCID iD: 0009-0001-8146-4362

Researcher

Viet Nam, 48, Lang Ha street, Dong Da district, Hanoi, 11513

Cong Trinh Bui

Vietnam Atomic Energy Institute

Email: buictr@gmail.com
ORCID iD: 0009-0001-1014-0221

PhD, Researcher

Viet Nam, 48, Lang Ha street, Dong Da district, Hanoi, 11513

Vladimir A. Karelin

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: wolfraum@yandex.ru

Dr. Sc., Professor

Russian Federation, 30, Lenin avenue, Tomsk, 634050

Andrey A. Smorokov

National Research Tomsk Polytechnic University

Author for correspondence.
Email: wolfraum@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1682-9038

Senior Lecturer

Russian Federation, 30, Lenin avenue, Tomsk, 634050

References

  1. U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries. 2025. 216 p. Available at: https://doi.org/10.3133/mcs2025 (accessed 15 December 2024)
  2. Bohrea A., Avasthib K., Petkov V.I. Vitreous and crystalline phosphate high level waste matrices: present status and future challenges. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2017, vol. 50, pp. 1–14. Available at: http://dx.doi.org/10.1016/j.jiec.2017.01.032 (accessed 15 December 2024).
  3. Kanazawa Y., Kamitani M. Rare earth minerals and resources in the world. J. Alloys and Compounds, 2006, vol. 408–412, pp. 1339–1343. Available at: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2005.04.033 (accessed 15 December 2024).
  4. Amer T.E., Abdella W.M., Abdel Wahab G.M., El-Sheikh E.M. A suggested alternative procedure for processing of monazite mineral concentrate. Int. J. of Mineral Processing, 2013, vol. 125, pp. 106–111. Available at: https://doi.org/10.1016/j.minpro.2013.10.004 (accessed 15 December 2024).
  5. Archana Kumari, Rekha Panda, Manis Kumar Jha, J. Rajesh Kumar, Jin Young Lee. Process development to recover rare earth metals from monazite mineral: a review. Minerals Engineering, 2015, vol. 79, pp. 102–115. Available at: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2015.05.003 (accessed 15 December 2024).
  6. Jacqueline Kones, Norhazirah Azhar, Nur Aqilah Sapiee, Khaironie Mohamed Takip. Alkaline fusion of malaysian monazite and xenotime for the separation of thorium and uranium. Jurnal Sains Nuklear Malaysia, 2019, vol. 31, pp. 37–41.
  7. Rekha Panda, Archana Kumari, Manis Kumar Jha, Jhumki Hait, Vinay Kumar, J. Rajesh Kumar, Jin Young Lee. Leaching of rare earth metals (REMs) from Korean monazite concentrate. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2014, vol. 20, Iss. 4, pp. 2035–2042. Available at: https://doi.org/10.1016/j.jiec.2013.09.028 (accessed 15 December 2024).
  8. Archana Kumari, Soni Jha, Jay Narayan Patel, Sanchita Chakravarty, Manis Kumar Jha, Devendra Deo Pathak. Processing of monazite leach liquor for the recovery of light rare earth metals (LREMs). Minerals Engineering, 2018, vol. 129, pp. 9–14. Available at: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2018.09.008 (accessed 15 December 2024).
  9. Aye Thi Tar, Thant Zin Myo, Tin Moe Hlaing, Bo Bo Mya Win. Study on processing of rare earth oxide from monazite, mongmit Myitsone Region. American Scientific Research Journal for Engineering, Technology, and Sciences (ASRJETS), 2017, vol. 27, pp. 43–51.
  10. da Costa Lauria D., Rochedo E.R.R. The legacy of monazite processing in Brazil. Radiation Protection Dosimetry, 2005, vol. 114, no. 4, pp. 546–550. Available at: https://doi.org/10.1093/rpd/nci303 (accessed 15 December 2024).
  11. Borai E.H., Hamed M.M., Shahr El-Din A.M. A new method for processing of low-grade monazite concentrates. Journal geological society of India, May 2017, vol. 89, pp. 600–604.
  12. Borai E.H., Ahmed I.M., Shahr El-Din A.M., Abd El-Ghany M.S. Development of selective separation method for thorium and rare earth elements from monazite liquor. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. Available at: https://doi.org/10.1007/s10967-018-5814-4 (accessed 15 December 2024).
  13. Nurrul Assyikeen Md. Jaffary, Kok Siong Khoo, Nor Hasimah Mohamed, Mohd Abd Wahab Yusof, Syazwani Mohd Fadzil. Malaysian monazite and its processing residue: chemical composition and radioactivity. J. of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 2019, vol. 322, pp. 1097–1105. Available at: https://doi.org/10.1007/s10967-019-06813-1 (accessed 15 December 2024).
  14. Galvin J., Safarzadeh M.S. Decomposition of monazite concentrate in potassium hydroxide solution. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2018, vol. 6, Iss. 1, pp. 1353–1363. Available at: https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.01.042 (accessed 15 December 2024).
  15. Berry L., Galvin J., Agarwal V., Safarzadeh M.S. Alkali pug bake process for the decomposition of monazite concentrate. Minerals Engineering, 2017, vol. 109, pp. 32–41. Available at: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2017.02.007 (accessed 15 December 2024).
  16. Hazan R., Hazwani Mohd Noor, Khaironie Mohamed Takip. Recovery of Light Rare Earth Elements (LREE) from monazite by alkaline fusion. Engineering Materials, 2022, vol. 908, pp. 503–508. Available at: https://doi.org/10.4028/p-8lmch6 (accessed 15 December 2024).
  17. Tri Purwantia, Mochamad Setyadjic, Widi Astutid, Indra Perdanaa, Himawan Tri Bayu Murti Petrusa. Phosphate decomposition by alkaline roasting to concentrate rare earth elements from monazite of Bangka Island, Indonesia. Journal of Mining Science, 2020, vol. 56, pp. 477–485. Available at: https://doi.org/10.1134/S1062739120036763 (accessed 15 December 2024).
  18. Archana Kumari, Manis Kumar Jha, Jhumki Hait, Sushanta Kumar Sahu, Vinay Kumar. Processing of Korean monazite concentrate for the recovery of rare earth metals (REMs). J. Indian Chern. Soc., 2013, vol. 90, pp. 2105–2110.
  19. Novriyanisti R., Prassanti K. Widana. Separation of elements in Bangka monazite with multilevel precipitation. Eksplorium, 2021, vol. 42, pp. 69–76.
  20. Deependra Singh, Bighnaraj Mishra, Ankit Sharma, Suddhasatwa Basu, Raghupatruni Bhima Rao. Development of process flow sheet for recovering strategic mineral monazite from a Lean-Grade Bramhagiri Coastal Placer Deposit, Odisha, India. Minerals, 2024, vol. 14, pp. 1–20 Available at: https://doi.org/10.3390/min14020139 (accessed 15 December 2024).
  21. Tony Huang, Jiann-Shing Lee, Jennifer Kung, Chih-Ming Lin. Study of monazite under high pressure. Solid State Communications, 2010, vol. 150, Iss. 37–38, pp. 1845–1850. Available at: https://doi.org/10.1016/j.ssc.2010.06.042 (accessed 15 December 2024).
  22. Smorokov A.A., Kantaev A.S., Bryankin D.V., Miklashevich A.A. Development of a low-temperature desiliconization method for zircon concentrate after activation with NH4HF2. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University, Geo Assets Engineering, 2022, vol. 333, no. 4, pp. 27–36. (In Russ.) Available at: https://doi.org/10.18799/24131830/2022/4/3459 (accessed 15 December 2024).
  23. Smorokov A.A., Kantaev A.S., Bryankin D.V., Miklashevich A.A. Development of a low-temperature desiliconization method for the leucoxene concentrate of Yarega deposit with a solution of ammonium hydrogen fluoride. ChemChemTech, 2022, vol. 65, pp. 127–133. (In Russ.) Available at: https://doi.org/10.6060/ivkkt.20226502.6551 (accessed 15 December 2024).
  24. Smorokov A.A., Kantaev A.S., Bryankin D.V., Miklashevich A.A., Kamarou M., Romanovski V. Novel low-energy approach to leucoxene concentrate desiliconization by ammonium bifluoride solutions. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 2023, vol. 98, pp. 726–733. Available at: https://doi.org/10.1002/jctb.7277 (accessed 15 December 2024).
  25. Romanovski V., Su X., Zhang L. et al. Approaches for filtrate utilization from synthetic gypsum production. Environmental Science and Pollution Research, 2023, vol. 30, pp 33243–33252. Available at: https://doi.org/10.1007/s11356-022-24584-3 (accessed 15 December 2024).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».