Химические аспекты карбонатного выщелачивания скандия из красных шламов


https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-349-355

Полный текст:


Аннотация

Красные шламы (КШ) – отходы гидрохимической переработки бокситов по способу Байера, содержат целый ряд редких элементов, таких как галлий, титан, цирконий, редкоземельные элементы и скандий, содержание которого в КШ достигает 130 г/т. В решении проблемы извлечения скандия из КШ выделяют два направления: непосредственное извлечение скандия из КШ, как наиболее ценного и дорогостоящего его компонента, и попутное извлечение при комплексной переработке этого техногенного отхода. Предложенный в Институте химии твердого тела УрО РАН способ карбонатного выщелачивания скандия из КШ в процессе карбонизации щелочного раствора, образующегося при обработке КШ водой, позволяет извлекать не более 20% скандия, что недостаточно для разработки эффективной технологической схемы переработки этого сырья. В настоящей работе рассмотрены особенности химии карбонатного выщелачивания скандия из КШ в гетерогенных системах твердое – жидкость –углекислый газ для разработки условий, способствующих повышению извлечения скандия в растворы выщелачивания. Показано, что выщелачивание скандия из КШ водными растворами карбоната натрия в отсутствие углекислого газа протекает незначительно и сопровождается щелочным гидролизом скандия при высоких значениях рН в концентрированных растворах Na2CO3. При сатурации карбонатной пульпы КШ углекислым газом протекает гидролитическая полимеризация гидроксокарбонатов скандия и алюминия в присутствии протона угольной кислоты. Оба процесса: щелочного гидролиза и гидролитической полимеризации сопровождаются образованием вторичных осадков и снижением выхода скандия в карбонатный раствор. Для повышения извлечения скандия необходимо проводить карбонатное выщелачивание в условиях, исключающих или минимизирующих образование вторичных осадков, особенно при сатурации пульпы углекислым газом.

Об авторах

С. И. Степанов
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева
профессор, кафедра технологии редких элементов и наноматериалов на их основе, Миусская пл., 9, г. Москва, 125047, Россия


М. М. Аунг
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева
аспирант, кафедра технологии редких элементов и наноматериалов на их основе, Миусская пл., 9, г. Москва, 125047, Россия


Х. Йе. Аунг
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева
аспирант, кафедра технологии редких элементов и наноматериалов на их основе, Миусская пл., 9, г. Москва, 125047, Россия


А. В. Бояринцев
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева
доцент, кафедра технологии редких элементов и наноматериалов на их основе, Миусская пл., 9, г. Москва, 125047, Россия


Список литературы

1. Сабирзянов Н.А., Яценко С.П. Гидрохимические способы комплексной переработки боксита. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. 385 с.

2. Трушко В.Л., Утков В.А., Бажин В.Ю. Актуальность и возможности полной переработки красных шламов глиноземного производства // Записки Горного института. 2017. Т. 227. С. 547–553.

3. Пягай И.Н., Кожевников В.Л., Пасечник Л.А., Скачков В.М. Переработка отвального шлама глиноземного производства с извлечением скандиевого концентрата // Записки горного института. 2016. Т. 218. С. 225–232.

4. Deelwal K. Evaluation of characteristic properties of red mud for possible use as a geotechnical material in civil construction // International Journal of Advances in Engineering & Technology. 2014. V. 7. № 3. P. 1053–1059.

5. Raghavan P.K.N. Recovery of metal values from red mud // Light metals. 2011. P. 23–26.

6. Кожевников В.Л., Водопьянов А.Г., Паньков В.А., Кузьмин Б.П. Совместная комплексная переработка бокситов и красных шламов // Цветные металлы. 2013. № 12. С. 36–38.

7. Иванов А.И., Кожевников Г.Н., Ситдиков Ф.Г., Иванова Л.П. Комплексная переработка бокситов. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 180 с.

8. Пат. № 2483131, RU, C22B 59/00, 3/04, 3/20, C01F 17/00. Способ получения оксида скандия из красного шлама / Пягай И.Н., Яценко С.П., Пасечник Л.А. и др. № 2011153456/02; Заявл. 2011153456; Опубл. 27.05.2013, Бюлл. № 15.

9. Пат. № 2245371, RU, C21B 3/04, 13/00, 34/12, 59/00. Способ переработки красного шлама глиноземного производства /Е.А. Коршунов, С.П. Буркин, Ю.Н. Логинов, и др. № 2003103262/02; Заявл. 2003103262; Опубл. 12.04.2005, Бюлл. № 32.

10. Анашкин В.С., Фомин Э.С., Яценко С.П. Разработка технологических схем безотходной и комплексной переработки низкокачественных бокситов и красных шламов // Металлургия легких металлов, проблемы и перспективы: тезисы докладов II Международной Научно-практической Конференции, Москва, 22–23 ноября 2006 г. М., 2006. С. 41–45.

11. Степанов С.И., Маунг Маунг Аунг, Бояринцев А.В., Гозиян А.В. и др. О комплексной переработке красных шламов // Актуальные вопросы получения и применения РЗМ и РМ2017: сборник материалов международной научно-практической конференции 21–22 июня 2017 г. М.: ОАО «Институт «ГИНЦВЕТМЕТ», 2017. С. 278–281.

12. Комиссарова Л.Н., Шацкий В.М., Пушкина Г.Я. и др. Соединения редкоземельных элементов. Карбонаты, оксалаты, нитраты, титанаты. М.: Наука, 1984. 235 с.

13. Комиссарова Л.Н. Неорганическая и анали-тическая химия скандия. М.: Эдиториал УРСС. 2001. 512 с.

14. Томилов Н.П., Бергер А.С., Бойкова А.И. Об условиях образования гидроалюмокарбонатов при взаимодействии алюминия с растворами карбонатов щелочных металлов // Журнал неорганической химии. 1969. Т. 14. № 3. С. 674–680.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Степанов С.И., Аунг М.М., Аунг Х.Й., Бояринцев А.В. Химические аспекты карбонатного выщелачивания скандия из красных шламов. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2018;80(4):349-355. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-349-355

For citation: Stepanov S.I., Аung M.M., Aung H.Y., Boyarintsev А.V. Chemical Aspects of Scandium carbonate leaching from Red Muds. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2018;80(4):349-355. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-349-355

Просмотров: 45

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)