При переработке апатитового сырья образуются крупнотоннажные отходы – фосфогипс. Содержание редкоземельных металлов в таких отходах достигает 1 %, что позволяет рассматривать их в качестве техногенного источника получения редкоземельных металлов и их соединений. В настоящее время отсутствуют как эффективная схема переработки, так и предприятия по переработке отвалов фосфогипса. Рационально использование схемы, в которой предусмотрено извлечение ценных компонентов и сокращение отвалов фосфогипса в целом. Такая схема переработки возможна при карбонатной конверсии фосфогипса на сульфат щелочного металла или аммония и карбонат кальция при условии попутного извлечения соединений редкоземельных металлов (РЗМ). Попутное извлечение соединений РЗМ возможно за счет образования ими прочных и устойчивых комплексы с жесткими основаниями по Пирсону, к которым, в том числе, относят карбонат, фосфат- и сульфат-анионы. Образованию комплексов лантаноидов с неорганическими кислородсодержащими анионами способствует формирование высокоэнергетичных Ln-O связей. Изучено растворение фосфатов лантаноидов в карбонатных средах. Установлено, что образование карбонатных комплексов РЗМ из их фосфатов – самопроизвольный эндотермический процесс, а термодинамическим ограничением растворения является образование карбонатов и гидроксидов лантаноидов. Смещение равновесия в сторону образования карбонатных комплексов достигается при увеличении температуры до 90-100 °С и избытке карбоната. Лимитирующей стадией процесса растворения фосфатов РЗМ в карбонатных средах является внешняя диффузия. На это указывает увеличение скорости процесса при росте интенсивности перемешивания, протекание процесса по первому порядку и величина энергии активации растворения фосфата от 27 до 60 кДж/моль. Совокупность физико-химических показателей процесса позволила сформировать техническое решение попутного извлечения РЗМ при карбонатной конверсии фосфогипса, включающее конверсию фосфогипса при температуре 90-110 °С раствором карбоната щелочного металла или аммония концентрацией 2-3 моль/л в течение 4-5 ч. В результате получают раствор с сульфатом щелочного металла (аммония), содержащим РЗМ в форме карбонатных комплексов и карбонат кальция. Степень извлечения РЗМ в раствор достигает не менее 93 %. Редкоземельные металлы отделяют от маточного раствора осаждением или сорбцией на анионообменных смолах, а избыток карбоната щелочного металла или аммония возвращают на начало процесса.
