RU2040587C1

RU2040587C1 - Method for extraction of scandium from alumina production red sludge

Info

Publication number: RU2040587C1
Application number: RU93006354A
Authority: RU
Inventors: Валерий Николаевич Диев; Сергей Павлович Яценко; Вячеслав Серафимович Анашкин; Наиль Аделевич Сабирзянов
Original assignee: Валерий Николаевич Диев; Сергей Павлович Яценко; Вячеслав Серафимович Анашкин; Наиль Аделевич Сабирзянов
Priority date: 1993-02-03
Filing date: 1993-02-03
Publication date: 1995-07-25

Abstract

FIELD: complex processing of bauxites. SUBSTANCE: method involves treating red sludge by 3-5% chlorohydric acid at room temperature with solid-liquid ratio within the range of 1:5 10; treating it with 50-55% sulfuric acid at 100-110 with solid-liquid ratio within the range of 1:6-8. EFFECT: increased efficiency in extracting of useful components from red sludge of alumina production. 2 tbl

Description

Изобретение относится к комплексной переработке бокситов, а именно к извлечению ценных компонентов из красного шлама глиноземного производства. The invention relates to the integrated processing of bauxite, namely the extraction of valuable components from the red mud of alumina production.

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.A known method for the extraction of scandium by sulfatization from sludge [1] The method involves the extraction of scandium from belitic sludge, which is a product of soda processing of aluminum-calcium slag. The method includes sulfation slurry at ²⁰⁰ ° C for 1 hour, concentrated sulfuric acid, taken in excess, 1.1-1.2 equal to a calculated stoichiometry, extraction ^at 50 ° C for 40 minutes at W: T = 10 s obtaining a solution in which the concentration of sulfuric acid is 2.4 N. This achieves 90% recovery of scandium from the sludge
The disadvantages of this method are associated with the complexity of the process, in particular the need to obtain a cake at elevated temperatures. In this method, processing is not directly exposed to the red mud alumina production, and belite sludge, obtained by extraction of alyumokaltsievogo soda a slag which is obtained pirometallicheskim annealing at 1200-1400 ^{° C} from the red mud.

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).A known method of extracting scandium from bauxite [2] Bauxite containing 0.002% Sc ₂ O ₃ was treated with Hcl. In this case, 10-15% Sc. Iron-purified white bauxite with a low SiO ₂ content was processed according to the Bayer method; with a high SiO ₂ content, it was treated with H ₂ SO ₄ . Scandium was recovered from acid solutions (2 mg / L) D2EGFK; recovery> 90% total scandium recovery 70-80%
The specified method also has several disadvantages, namely: the method is ineffective due to the initial poverty of the feedstock, which forces to process large volumes of feedstock to obtain the final scandium-containing solutions, includes an additional complex processing by the Bayer method, characterized by a low total scandium recovery of 70-80 % resulting solutions due to the low content of scandium are unsuitable for further processing by known methods (extraction).

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. The purpose of the invention is the development of a method for extracting scandium from red mud, which would provide an increase in the degree of extraction of scandium in solution, simplifying the method for extracting scandium by eliminating the processing according to the Bayer method.

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.The goal is achieved in that in the proposed method for the extraction of scandium from red mud of alumina production, including its treatment with acid solutions to produce a scandium-containing solution, the treatment is carried out with 3-5% hydrochloric acid at room temperature and the ratio T: W = 1: 5-10 , followed by separation of the residue from the solution and treating the residue of 50-55% sulfuric acid at 100-110 ^{° C} and the ratio S: L = 1: 6-8.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

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).Air-dry dump red mud containing oxides of iron, aluminum, calcium, silicon, scandium, treated with 3-5% hydrochloric acid for 15-30 minutes with stirring and room temperature. The ratio of T: W is maintained equal to 1: (5-10). After this, the pulp is bounced for 1 h and decanted or filtered. The obtained solid precipitate is treated with sulfuric acid for 30-60 minutes with stirring and a temperature of 100-110 ^about C. The initial ratio of T: W is taken equal to 1: (6-8). At the end of the processing, the resulting pulp is filtered. The total recovery of scandium in the solution is 90.1-91.5%. Scandium is recovered from the scandium-containing solution by known methods. The percentage of accompanying elements in the solution is at a level that does not impede the subsequent processing of solutions to obtain scandium (table 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). High extraction of scandium into the solution is possible only when the process is carried out within the declared limits of the parameter values, if the stated limits are exceeded, this result is not achieved (Table 2, examples 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.PRI me R 1. Dry dump red mud containing, by weight. Fe ₂ O ₃ 42.6; Al ₂ O ₃ 14.0; CaO 14.1; SiO ₂ 7.6; TiO ₂ 4.0; Sc ₂ O ₃ 0.014; the rest is up to 100, treated with 4% Hcl for 30 min at a ratio of T: W = 1: 6, stirring and room temperature. Then the pulp is filtered and get a solid residue and a drain solution. The solid residue was treated with 50% H ₂ SO ₄ for 40 minutes with the ratio S: L = 1: 6, stirring at 100 ^C. The pulp was then filtered to give the desired solution of scandium, which proceeds (% of initial) Fe ₂ O ₃ 40.7; Al ₂ O ₃ 48.6; SiO ₂ 6.7; TiO ₂ 5.7; Sc ₂ O ₃ 90.5.

В табл.1 приведены составы скандийсодержащих растворов, полученных в соответствии с предлагаемым способом. Table 1 shows the compositions of scandium-containing solutions obtained in accordance with the proposed method.

В табл. 2 приведены данные конкретного исполнения предлагаемого способа (примеры 1-7). In the table. 2 shows the data of a specific implementation of the proposed method (examples 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. Thus, the proposed method for the extraction of scandium from red mud allows to increase the total extraction of scandium (up to 91.5%). In addition, in accordance with the proposed method, the process of extracting scandium is simplified by eliminating the processing stage using the Bayer method.

Способ обеспечивает незначительное содержание сопутствующих элементов в целевом скандийсодержащем растворе, что упрощает последующую переработку растворов для получения скандия. The method provides a negligible content of related elements in the target scandium-containing solution, which simplifies the subsequent processing of solutions to obtain scandium.

Claims

METHOD FOR SCANDIUM EXTRACTION FROM RED Sludge of alumina production, including its treatment with acid solutions to produce a scandium-containing solution, characterized in that the treatment is carried out with hydrochloric acid of 3 5% concentration at room temperature and a ratio of Т Ж 1 5 10 with subsequent separation of the residue from the solution and treatment of the residue with sulfuric acid 55 50% concentration at 100 110 ^o With and the ratio of T W 1 6 8.