Способ извлечения скандия из красного шлама глиноземного производства

 

Изобретение относится к комплексной переработке бокситов, а именнно к извлечению ценных компонентов из красного шлама глиноземного производства обработкой кислотными растворами. Способ включает обработку красного шлама 3 5% -ной соляной кислотой при комнатной температуре и отношении Т Ж 1 5 10, затем последующую обработку 50 55%-ной серной кислотой при 100 110°С и отношении Т Ж 1 6 8. 2 табл.

Изобретение относится к комплексной переработке бокситов, а именно к извлечению ценных компонентов из красного шлама глиноземного производства.

Известен способ извлечения скандия сульфатизацией из шламов [1] Способ предусматривает извлечение скандия из белитового шлама, который является продуктом содовой обработки алюмокальциевого шлака. Способ включает сульфатизацию шлама при 200^оС в течение 1 ч концентрированной серной кислотой, взятой с избытком, равным 1,1-1,2 по отношению к расчетной стехиометрии, экстрагирование при 50^оС в течение 40 мин при Ж:Т=10 с получением раствора, в котором концентрация серной кислоты равна 2,4 н. При этом достигается извлечение скандия из шлама на 90% Недостатки этого способа связаны со сложностью технологического процесса, в частности необходимостью получения спека при повышенных температурах. В указанном способе переработке подвергается не непосредственно красный шлам глиноземного производства, а белитовый шлам, полученный путем содовой экстракции из алюмокальциевого шлака, который получен пирометаллическим отжигом при 1200-1400^оС из красного шлама.

Известен способ извлечения скандия из боксита [2] Боксит, содержащий 0,002% Sc₂O₃, обрабатывали НСl. При этом с раствором терялось 10-15% Sc. Очищенный от железа белый боксит с низким содержанием SiO₂ перерабатывали по методу Байера, при высоком содержании SiO₂ обрабатывали Н₂SO₄. Скандий извлекали из кислых растворов (2 мг/л) Д2ЭГФК; извлечение >90% общее извлечение скандия 70-80% Указанный способ также обладает рядом недостатков, а именно: способ малоэффективен ввиду изначальной бедности исходного сырья, что вынуждает перерабатывать большие объемы исходного сырья для получения конечных скандийсодержащих растворов, включает дополнительную сложную операцию переработку по способу Байера, характеризуется низким общим извлечением скандия, составляющим 70-80% получаемые растворы вследствие низкого содержания скандия малопригодны для дальнейшей переработки известными методами (экстракцией).

Цель изобретения разработка способа извлечения скандия из красного шлама, который бы обеспечивал повышение степени извлечения скандия в раствор, упрощение способа извлечения скандия за счет исключения переработки по способу Байера.

Цель достигается тем, что в предлагаемом способе извлечения скандия из красного шлама глиноземного производства, включающем его обработку кислотными растворами с получением скандийсодержащего раствора, обработку ведут 3-5% -ной соляной кислотой при комнатной температуре и отношении Т:Ж=1:5-10, с последующим отделением остатка от раствора и обработкой остатка 50-55%-ной серной кислотой при 100-110^оС и отношении Т:Ж=1:6-8.

Способ осуществляют следующим образом.

Воздушно-сухой отвальный красный шлам, содержащий оксиды железа, алюминия, кальция, кремния, скандия, обрабатывают 3-5%-ной соляной кислотой в течение 15-30 мин при перемешивании и комнатной температуре. Соотношение Т:Ж поддерживают равным 1:(5-10). После этого пульпу отскакивают в течение 1 ч и декантируют или фильтруют. Полученный твердый осадок обрабатывают серной кислотой в течение 30-60 мин при перемешивании и температуре 100-110^оС. Исходное соотношение Т:Ж берут равным 1:(6-8). По окончании обработки полученную пульпу фильтруют. Общее извлечение скандия в раствор составляет 90,1-91,5% Из скандийсодержащего раствора далее известными способами извлекают скандий. Процентное содержание сопутствующих элементов в растворе находится на уровне, не затрудняющем последующую переработку растворов для получения скандия (табл.1).

Высокое извлечение скандия в раствор возможно только при проведении процесса в заявленных пределах значений параметров, при выходе за заявленные пределы указанный результат не достигается (табл.2, примеры 8-12).

П р и м е р 1. Сухой отвальный красный шлам, содержащий, мас. Fe₂O₃ 42,6; Al₂O₃ 14,0; СаО 14,1; SiO₂ 7,6; TiO₂ 4,0; Sc₂O₃ 0,014; остальное до 100, обрабатывают 4%-ной НСl в течение 30 мин при отношении Т:Ж=1:6, перемешивании и комнатной температуре. Затем пульпу фильтруют и получают твердый остаток и сливной раствор. Твердый остаток обрабатывают 50%-ной Н₂SO₄ в течение 40 мин при отношении Т:Ж=1:6, перемешивании и температуре 100^оС. Затем пульпу фильтруют и получают целевой скандийсодержащий раствор, в который переходит (% от исходного): Fe₂O₃ 40,7; Al₂O₃ 48,6; SiO₂ 6,7; TiO₂ 5,7; Sc₂O₃ 90,5.

В табл.1 приведены составы скандийсодержащих растворов, полученных в соответствии с предлагаемым способом.

В табл. 2 приведены данные конкретного исполнения предлагаемого способа (примеры 1-7).

Таким образом предлагаемый способ извлечения скандия из красного шлама позволяет повысить общее извлечение скандия (до 91,5%). Кроме того, в соответствии с предлагаемым способом упрощается процесс извлечения скандия за счет исключения стадии переработки по способу Байера.

Способ обеспечивает незначительное содержание сопутствующих элементов в целевом скандийсодержащем растворе, что упрощает последующую переработку растворов для получения скандия.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СКАНДИЯ ИЗ КРАСНОГО ШЛАМА ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА, включающий его обработку кислотными растворами с получением скандийсодержащего раствора, отличающийся тем, что обработку ведут соляной кислотой 3 5% -ной концентрации при комнатной температуре и отношении Т Ж 1 5 10 с последующим отделением остатка от раствора и обработкой остатка серной кислотой 55 50%-ной концентрации при 100 110^oС и отношении Т Ж 1 6 8.

РИСУНКИ

Рисунок 1