RU2484164C1 - Method of producing scandium-bearing concentrate from red mud - Google Patents

Method of producing scandium-bearing concentrate from red mud Download PDF

Info

Publication number
RU2484164C1
RU2484164C1 RU2011153732/02A RU2011153732A RU2484164C1 RU 2484164 C1 RU2484164 C1 RU 2484164C1 RU 2011153732/02 A RU2011153732/02 A RU 2011153732/02A RU 2011153732 A RU2011153732 A RU 2011153732A RU 2484164 C1 RU2484164 C1 RU 2484164C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
scandium
red mud
sulfuric acid
eluate
leaching
Prior art date
Application number
RU2011153732/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Серафимович Анашкин
Алексей Николаевич Бухаров
Григорий Лазаревич Гиршин
Алексей Юрьевич Ефимов
Дмитрий Александрович Сиваков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "СКАНТЕХ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "СКАНТЕХ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "СКАНТЕХ"
Priority to RU2011153732/02A priority Critical patent/RU2484164C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2484164C1 publication Critical patent/RU2484164C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: proposed method comprises sulfuric acid leaching of scandium from red mud, pulp filtration, scandium sorption from sulfuric acid solutions, desorption from organic phase by carbonate solution to obtain column effluent. Then, scandium poorly soluble compounds are precipitated from column effluent, precipitate is filtered out, flushed, dried and annealed to get scandium-bearing concentrate. Note here that said leaching is performed by 10.0-13.5%-sulfuric acid at pulp initial vibration cavitation at rotary velocity of 35-60 m/s for 15-35 min. Scandium is precipitated from column effluent by potassium caprinate in amount of 75-100 g/t of scandium at pH 3.5-4.5 and exposure for 15-25 min.
EFFECT: increased yield.
3 cl, 2 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к комплексной переработке красных шламов глиноземного производства.The invention relates to non-ferrous metallurgy, namely to the integrated processing of red mud from alumina production.

Известен способ извлечения скандия из красных шламов глиноземного производства на основе пирометаллургической переработки такового и последующей сульфатизации продукта переработки - белитового шлама (Деревянкин В.А., Салтанов В.В. и др. «Усовершенствованный вариант пирогидрохимической технологии переработки красных шламов». - Труды ВАМИ «Проблемы глиноземного производства в СССР». Л.: 1990, с.101). Способ включает пирометаллургическую переработку красного шлама при 1200-1400°С на металлопродукт и алюмокальциевый шлак, содовую обработку последнего с получением белитового шлама, сульфатизацию белитового шлама при 200°С в течение 1 часа концентрированной (90,0%-ной) серной кислотой, водное выщелачивание сульфатной массы при 50°С в течение 45,0-60 мин с получением скандийсодержащего сернокислого раствора, осаждение скандия из раствора органическими комплексонами (производные полиаминов) при расходе осадителей 150-200 г/г Sc, фильтрацию осадка, сушку и прокалку последнего с получением скандийсодержащего концентрата. Извлечение скандия в концентрат от исходного содержания в красном шламе составляет ~65%, а содержание в концентрате 10-15 мас.%.There is a method of extracting scandium from red mud of an alumina production based on pyrometallurgical processing of such and subsequent sulfatization of a processed product - belite sludge (Derevyankin VA, Saltanov VV and others. "An improved version of the pyrohydrochemical technology for processing red mud". - Transactions of YOU “Problems of alumina production in the USSR.” L .: 1990, p. 101). The method includes pyrometallurgical processing of red mud at 1200-1400 ° C into a metal product and aluminum-calcium slag, soda processing of the latter to produce a belite slurry, sulfation of the belite slurry at 200 ° C for 1 hour with concentrated (90.0%) sulfuric acid, aqueous leaching of sulfate mass at 50 ° C for 45.0-60 min to obtain a scandium-containing sulfate solution, precipitation of scandium from the solution with organic complexones (polyamine derivatives) at a flow rate of precipitators of 150-200 g / g Sc, filtering the precipitate, drying y and calcining the latter to obtain a scandium-containing concentrate. The extraction of scandium in concentrate from the initial content in the red mud is ~ 65%, and the concentration in the concentrate is 10-15 wt.%.

Недостатки известного способа прежде всего связаны со сложностью и многостадийностью технологического процесса переработки красного шлама как такового, включающего высокотемпературный отжиг, содовое выщелачивание, сульфатизацию концентрированной серной кислотой и только потом получение скандийсодержащего концентрата из полученного скандийсодержащего раствора.The disadvantages of this method are primarily associated with the complexity and multi-stage technological process of processing red mud as such, including high-temperature annealing, soda leaching, sulfation by concentrated sulfuric acid and only then obtaining scandium-containing concentrate from the obtained scandium-containing solution.

Это обуславливает также недостаточно высокую степень извлечения скандия из исходного красного шлама, а применение производных полиаминов в качестве органического осадителя скандия - невысокое содержание последнего в концентрате, потому что одновременно идет количественное (на 85-95%) осаждение ионов железа, алюминия, титана и РЗЭ.This also leads to an insufficiently high degree of extraction of scandium from the initial red mud, and the use of polyamine derivatives as an organic scandium precipitator results in a low concentration of the latter in the concentrate, because at the same time there is a quantitative (85-95%) precipitation of iron, aluminum, titanium and REE ions .

Известен способ извлечения скандия из красного шлама, включающий выщелачивание красного шлама сначала 3-5%-ной соляной кислотой при 20-25°С 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 (патент РФ №2040587, С22В 59/00).A known method of extracting scandium from red mud, including leaching of red mud first 3-5% hydrochloric acid at 20-25 ° C and a ratio of T: W = 1: 5-10, then subsequent treatment with 50-55% sulfuric acid at 100-110 ° C and the ratio T: W = 1: 6-8 (RF patent No. 2040587, C22B 59/00).

Затем из полученного скандийсодержащего сернокислого раствора скандий дополнительно концентрируют известными способами - сорбцией и/или экстракцией - с последующим элюированием скандия из органической фазы раствором карбоната натрия, подкислением раствора, осаждением скандия из раствора щелочным реагентом, сушкой и прокалкой осадка с получением скандийсодержащего концентрата (Коршунов Б.Г., Резник А.М. и др. Скандий. М.: Металлургия, 1987 г.).Then, from the obtained scandium-containing sulfuric acid solution, scandium is further concentrated by known methods — sorption and / or extraction — followed by elution of scandium from the organic phase with a solution of sodium carbonate, acidification of the solution, precipitation of scandium from the solution with an alkaline reagent, drying and calcination of the precipitate to obtain a scandium-containing concentrate (Korshunov B .G., Reznik A.M. et al. Scandium. M.: Metallurgy, 1987).

Данный способ гидрохимического извлечения скандия из красного шлама имеет ряд недостатков. Это прежде всего двухстадийное выщелачивание красного шлама, причем на второй стадии применяют серную кислоту высокой концентрации, что приводит к значительному извлечению макрокомпонентов - Fe, Al, Ti, концентрация которых в полученном сернокислом растворе многократно (в 500-1000 раз) превышает концентрацию скандия (0,02-0,03 г/дм3); это обуславливает необходимость 2-3-стадийной сорбции и/или экстракции скандия для получения достаточно чистых скандийсодержащих растворов, что не только усложняет технологический процесс, но и снижает сквозное извлечение скандия из красного шлама в концентрат до 65-70%.This method of hydrochemical extraction of scandium from red mud has several disadvantages. This is primarily a two-stage leaching of red mud, and in the second stage, sulfuric acid of high concentration is used, which leads to a significant recovery of macrocomponents - Fe, Al, Ti, the concentration of which in the obtained sulfuric acid solution is many times (500-1000 times) higher than the concentration of scandium (0 , 02-0.03 g / dm 3 ); this necessitates a 2-3-stage sorption and / or extraction of scandium to obtain sufficiently pure scandium-containing solutions, which not only complicates the process, but also reduces the through extraction of scandium from red mud to concentrate up to 65-70%.

Наиболее близким по технологической сущности, совокупности признаков и достигаемому техническому результату является способ получения скандийсодержащего концентрата из различных техногенных отходов, в т.ч. из красных шламов глиноземного производства.The closest in technological essence, the totality of the features and the achieved technical result is a method for producing scandium-containing concentrate from various industrial wastes, including from red mud from alumina production.

Способ заключается в следующем (патент РФ №2048564, С22В 59/00).The method consists in the following (RF patent No. 2048564, C22B 59/00).

Проводится кислотное выщелачивание красного шлама глиноземного производства растворами соляной (20-25%-ный HCl) или серной кислоты (20-30%-ный H2SO4), далее пульпу фильтруют или центрифугируют, проводят сорбционное извлечение скандия из полученного кислого раствора, сорбент промывают для отмывки от частично сортированных примесных ионов : алюминия, железа, титана, осуществляют десорбцию скандия карбонатсодержащим раствором с получением элюата, далее скандийсодержащий элюат обрабатывают минеральной кислотой до рН≤1,0, вводят щелочной реагент для получения значений рН 1,8-2,2, проводят выдержку при 60-100°С 15-60 мин, отделяют оксигидратный осадок примесей от раствора фильтрацией, из фильтрата осаждают малорастворимые соединения скандия, осадок отделяют фильтрацией, промывают, сушат и прокаливают с получением скандийсодержащего концентрата.The acid leaching of red mud from alumina production is carried out with solutions of hydrochloric (20-25% HCl) or sulfuric acid (20-30% H 2 SO 4 ), then the pulp is filtered or centrifuged, sorption extraction of scandium from the obtained acid solution is carried out, sorbent washed to wash off partially sorted impurity ions: aluminum, iron, titanium, desorb scandium with a carbonate-containing solution to obtain an eluate, then scandium-containing eluate is treated with mineral acid to pH≤1.0, an alkaline reagent is introduced to obtain pH values of 1.8-2.2, hold at 60-100 ° C for 15-60 minutes, separate the oxyhydrate precipitate of impurities from the solution by filtration, poorly soluble scandium compounds precipitate from the filtrate, separate the precipitate by filtration, wash, dry and calcine with obtaining scandium-containing concentrate.

Недостатки известного способа - сравнительно невысокое сквозное извлечение скандия в целевой продукт из-за многостадийности технологического процесса и также невысокое содержание скандия в таковом продукте из-за значительного перехода примесных макрокомпонентов при использовании для выщелачивания красного шлама весьма концентрированных растворов минеральных кислот.The disadvantages of this method are the relatively low through extraction of scandium in the target product due to the multi-stage process and also the low content of scandium in such a product due to the significant transition of impurity macrocomponents when highly concentrated solutions of mineral acids are used to leach red mud.

Технический результат - обеспечение условий повышения степени извлечения скандия и увеличение содержания скандия в целевом продукте.The technical result is the provision of conditions for increasing the degree of extraction of scandium and an increase in the content of scandium in the target product.

Данная цель достигается способом получения скандийсодержащего концентрата из красного шлама глиноземного производства, который включает в себя кислотное выщелачивание красного шлама, центрифугирование или фильтрацию пульпы, сорбционное извлечение скандия из кислых растворов, промывку сорбента, десорбцию скандия карбонатсодержащим раствором с получением элюата, осаждение из элюата малорастворимых соединений скандия, фильтрацию, промывку, сушку и прокалку осадка с получением скандийсодержащего концентрата, и отличается от ранее известного способа тем, что выщелачивание красного шлама проводят растворами минеральных кислот сравнительно невысоких концентраций в виброкавитационном режиме, а осаждение скандия из получаемого далее после сорбции-десорбции элюата проводят органическим осадителем - капринатом калия (К[СН3(СН2)8СОО]) - при определенных технологических параметрах.This goal is achieved by a method for producing scandium-containing concentrate from red mud of alumina production, which includes acid leaching of red mud, centrifugation or filtration of pulp, sorption extraction of scandium from acidic solutions, washing of the sorbent, desorption of scandium with a carbonate-containing solution to obtain an eluate, precipitation from the eluate of malate eluate, scandium, filtering, washing, drying and calcining the precipitate to obtain a scandium-containing concentrate, and differs from earlier from estno process so that leaching of red mud is carried out with solutions of mineral acids, relatively low concentrations in vibrokavitatsionnom mode, and the deposition of scandium from the product further after sorption-desorption eluate is conducted with an organic precipitant - caprate potassium (K [CH 3 (CH 2) 8 COO]) - with certain technological parameters.

Вышеперечисленная совокупность отличительных признаков обеспечивает получение технического результата, заключающегося в увеличении степени извлечения скандия и повышении его содержания в целевом продукте.The above set of distinctive features provides a technical result, which consists in increasing the degree of extraction of scandium and increasing its content in the target product.

Пример 1 (по прототипу). Проводится выщелачивание красного шлама глиноземного производства, содержащего, мас.%: 46,0 Fe2O3, 10,5 Al2O3, 9,0 SiO2, 7,5 CaO, 4,5 TiO2, 4,0 Na2O, 0,011 Sc, 0,035 ZrO2, 0,05 Y2O3, 0,03 GeO2, 0,03 LaO5, 0,005 ThO2 - 20%-ной серной кислотой при 90-95°С, отношении Ж:Т=5:1 и продолжительности 90 мин. Далее пульпу фильтруют, и полученный скандийсодержащий раствор, содержащий, г/дм3: 55,0 Fe2O3, 15,0 Al2O3, 1,0 TiO2, 0,02 Sc, 0,02 Zr, 0,06 Y2O3, 0,05 GeO2, 0,005 ThO2, 100 H2SO4 св - в количестве 1,0 дм3 приводят в контакт в динамических условиях с 10,0 г фосфорнокислого амфолита, например АФИ-22 или АНКФ-80; сорбцию проводили до появления в фильтрате ионов скандия (0,002 г/дм3). Далее ионит промывали 1,0 Н раствором HCl в количестве 0,1 дм3 и проводили десорбцию скандия 3,0 Н раствором карбоната натрия (Na2CO3) в динамических условиях, пропуская через ионит в количестве 0,1 дм3 - с получением при этом элюата (рН 9,5), содержащего, г/дм3: 0,2 Sc, 0,5 Zr, 1,0 Ti, 0,6 Y2O3, 0,65 Fe, 0,70 Al, 0,02 Y, 0,001 Th. Элюат нейтрализуют до рН 0,8, нагревают раствор до 70°С и выдерживают в течение 10 мин при перемешивании. Нейтрализованный раствор подщелачивают щелочным реагентом (раствором NaOH) до рН 2,0 и выдерживают дополнительно при 70°С в течение 45 мин при перемешивании. Выпавший оксигидратный осадок примесей отделяют от раствора фильтрацией, фильтрат подщелачивают раствором NaOH до рН 6,0 и выдерживают при 80°С в течение 90 мин. Выпавший осадок отфильтровывают, промывают, сушат и прокаливают при 750°С в течение 60 мин с получением скандийсодержащего концентрата.Example 1 (prototype). The leaching of red mud from alumina production is carried out, containing, wt.%: 46.0 Fe 2 O 3 , 10.5 Al 2 O 3 , 9.0 SiO 2 , 7.5 CaO, 4.5 TiO 2 , 4.0 Na 2 O, 0.011 Sc, 0.035 ZrO 2 , 0.05 Y 2 O 3 , 0.03 GeO 2 , 0.03 LaO 5 , 0.005 ThO 2 - 20% sulfuric acid at 90-95 ° C, ratio W: T = 5: 1 and a duration of 90 minutes Next, the pulp is filtered, and the obtained scandium-containing solution containing, g / dm 3 : 55.0 Fe 2 O 3 , 15.0 Al 2 O 3 , 1.0 TiO 2 , 0.02 Sc, 0.02 Zr, 0, 06 Y 2 O 3 , 0.05 GeO 2 , 0.005 ThO 2 , 100 H 2 SO 4 sv - in an amount of 1.0 dm 3 are brought into contact under dynamic conditions with 10.0 g of phosphate ampholyte, for example API-22 or ANKF -80; sorption was performed until scandium ions appeared in the filtrate (0.002 g / dm 3 ). Next, the ion exchanger was washed with 1.0 N HCl in an amount of 0.1 dm 3 and scandium was desorbed with a 3.0 N sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) solution under dynamic conditions, passing through the ion exchanger in an amount of 0.1 dm 3 to obtain the eluate (pH 9.5) containing, g / dm 3 : 0.2 Sc, 0.5 Zr, 1.0 Ti, 0.6 Y 2 O 3 , 0.65 Fe, 0.70 Al, 0.02 Y, 0.001 Th. The eluate is neutralized to a pH of 0.8, the solution is heated to 70 ° C and incubated for 10 minutes with stirring. The neutralized solution was alkalinized with an alkaline reagent (NaOH solution) to a pH of 2.0 and further maintained at 70 ° C for 45 minutes with stirring. The precipitated oxyhydrate precipitate of impurities is separated from the solution by filtration, the filtrate is made alkaline with a NaOH solution to pH 6.0 and kept at 80 ° C for 90 minutes. The precipitate formed is filtered off, washed, dried and calcined at 750 ° C for 60 minutes to obtain a scandium-containing concentrate.

Сквозное извлечение скандия в целевой продукт составило:Through recovery of scandium in the target product amounted to:

0,75·0,94·0,96=0,67 или 67,0% (где 75,0, 94,0 и 96,0 - степень извлечения скандия соответственно при выщелачивании красного шлама, сорбции-десорбции и извлечении из элюата в концентрат), а содержание Sc2O3 в концентрате составило 20,5%.0.75 · 0.94 · 0.96 = 0.67 or 67.0% (where 75.0, 94.0 and 96.0 are the degrees of scandium recovery, respectively, when red mud is leached, sorption-desorption and extracted from the eluate concentrate), and the content of Sc 2 O 3 in the concentrate was 20.5%.

Пример 2. Проводится кислотное выщелачивание данного красного шлама при следующих технологических параметрах: температура 90-95°С, отношение Ж:Т=5:1, концентрация серной кислоты 12,5%, общая продолжительность выщелачивания 90 мин, в начале 25 мин проводится обработка пульпы в виброкавитационной мешалке при значении окружной скорости ротора перемешивающего устройства ω=45 м/сек. Далее пульпу фильтруют и полученный скандийсодержащий раствор, содержащий, г/дм3: 10,0 Fe2O3, 10,0 Al2O3, 0,2 TiO2, 0,025 Sc, 0,01 Zr, 0,03 Y2O3, 0,001 ThO2, 40 H2SO4 св - в количестве 1,0 дм3 приводят в контакт в динамических условиях с 10,0 г фосфорнокислого амфолита, например АФИ-22 или АНКФ-80; сорбцию проводили до «проскока» (содержания скандия в фильтрате 0,002 г/дм3). Далее ионит промывали 1,0 Н раствором HCl в количестве 0,1 дм3 и проводили десорбцию скандия 3,0 Н раствором карбоната натрия в динамических условиях в количестве 0,1 дм3 - с получением при этом элюата, содержащего, г/дм3: 0,3 Sc, 0,1 Zr, 0,12 Ti, 0,25 Fe, 0,40 Al, 0,01 Y, 0,0003 Th. Элюат далее подкисляли до рН 4,0, вводили органический осадитель - капринат калия (К[СН3(СН2)8СОО]) - в виде 0,1 М раствора в пересчете на дозировку 85 г реагента/г скандия в растворе и проводили выдержку образовавшейся пульпы в течение 20 мин. Выделение осадка проводили в лабораторной флотомашине.Example 2. The acid leaching of this red mud is carried out at the following process parameters: temperature 90-95 ° C, ratio W: T = 5: 1, sulfuric acid concentration 12.5%, the total leaching time is 90 min, at the beginning of 25 min the treatment is carried out pulp in a vibro-cavitation mixer with a value of the peripheral speed of the rotor of the mixing device ω = 45 m / s. Next, the pulp is filtered and the resulting scandium-containing solution containing, g / dm 3 : 10.0 Fe 2 O 3 , 10.0 Al 2 O 3 , 0.2 TiO 2 , 0.025 Sc, 0.01 Zr, 0.03 Y 2 O 3 , 0.001 ThO 2 , 40 H 2 SO 4 sv - in an amount of 1.0 dm 3 are brought into contact under dynamic conditions with 10.0 g of phosphate ampholyte, for example API-22 or ANKF-80; sorption was carried out before the "slip" (the content of scandium in the filtrate of 0.002 g / DM 3 ). Next, the ion exchanger was washed with 1.0 N HCl in an amount of 0.1 dm 3 and scandium was desorbed with a 3.0 N sodium carbonate solution under dynamic conditions in an amount of 0.1 dm 3 to obtain an eluate containing, g / dm 3 : 0.3 Sc, 0.1 Zr, 0.12 Ti, 0.25 Fe, 0.40 Al, 0.01 Y, 0.0003 Th. The eluate was further acidified to pH 4.0, an organic precipitant, potassium caprinate (K [CH 3 (CH 2 ) 8 COO]), was introduced as a 0.1 M solution in terms of a dosage of 85 g of reagent / g of scandium in solution and holding the resulting pulp for 20 minutes The precipitate was isolated in a laboratory flotation machine.

Осадок промывали на фильтре, высушивали и прокаливали при 750°С в течение 60 мин с получением скандийсодержащего концентрата.The precipitate was washed on a filter, dried and calcined at 750 ° C for 60 min to obtain a scandium-containing concentrate.

Сквозное извлечение скандия в целевой продукт составило:Through recovery of scandium in the target product amounted to:

0,80·0,94·0,98=0,737 или 73,7% (где 80,0, 94,0 и 98,0 - степень извлечения скандия соответственно при выщелачивании красного шлама в виброкавитационном режиме, цикле сорбции-десорбции и извлечении из элюата в концентрат с использованием органического осадителя), а содержание Sc2O3 в концентрате составило 25,0%.0.80 · 0.94 · 0.98 = 0.737 or 73.7% (where 80.0, 94.0 and 98.0 are the degree of scandium extraction, respectively, when red mud is leached in vibro-cavitation mode, sorption-desorption cycle and extraction from the eluate to the concentrate using an organic precipitant), and the content of Sc 2 O 3 in the concentrate was 25.0%.

В табл.1 и 2 приведены результаты опытов по получению скандийсодержащего концентрата из красного шлама при осуществлении технологического процесса согласно заявляемому изобретению, а также при выходе за оптимальные пределы параметров.Tables 1 and 2 show the results of experiments on obtaining scandium-containing concentrate from red mud during the implementation of the technological process according to the claimed invention, as well as when going beyond the optimal limits of the parameters.

В табл.1 приведены результаты по степени извлечения скандия и содержания его в концентрате при варьировании параметров сернокислого выщелачивания из красного шлама при прочих равных условиях технологического процесса в целом:Table 1 shows the results on the degree of extraction of scandium and its content in the concentrate when varying the parameters of sulfate leaching from red mud, ceteris paribus, the technological process as a whole:

- выщелачивание: температура 90°С, отношение Ж:Т в исходной пульпе 5:1, общая продолжительность процесса - 90 мин;- leaching: temperature 90 ° C, the ratio W: T in the initial pulp 5: 1, the total duration of the process is 90 minutes;

- осаждение капринатом калия из элюата: значение рН 4,0, дозировка органического реагента 85 г/г Sc3+, выдержка 20 мин.- precipitation with caprinate of potassium from the eluate: pH 4.0, dosage of organic reagent 85 g / g Sc 3+ , exposure 20 min.

Таблица 1Table 1 Результаты опытов при осуществлении процесса при оптимальном режиме выщелачивания скандия при прочих равных условияхThe results of experiments during the implementation of the process with the optimal leaching of scandium, ceteris paribus № опытаExperience number Параметры выщелачиванияLeaching parameters Степень извлечения скандия, η, %The degree of extraction of scandium, η,% Содержание Sc2O3 в концентрате, %The content of Sc 2 O 3 in concentrate,% CH2SO4, %C H2SO4 ,% значение ω, м/секvalue of ω, m / s время виброобработки, минvibration processing time, min по прототипуprototype 67,067.0 20,520.5 1one 10,010.0 6060 15fifteen 70,070.0 23,023.0 22 12,512.5 4545 2525 73,773.7 25,025.0 33 13,513.5 3535 3535 74,574.5 22,522.5 при выходе за оптимальные пределы параметровwhen exceeding the optimal parameter limits 4four 8,58.5 4545 2525 63,063.0 21,721.7 55 15,015.0 4545 2525 77,077.0 16,716.7 66 12,512.5 2525 2525 65,565.5 20,820.8 77 12,512.5 7070 2525 74,574.5 18,718.7 88 12,512.5 4545 1010 66,066.0 21,021.0 99 12,512.5 4545 4545 74,874.8 18,418,4 1010 8,58.5 2525 1010 60,060.0 22,022.0 11eleven 13,513.5 7070 4545 79,079.0 17,517.5

Таким образом, как видно из табл.1, оптимальными условиями сернокислотного выщелачивания скандия из красного шлама, обеспечивающими при прочих равных условиях (при осаждении скандия из элюата капринатом калия) достижение требуемого технического результата - увеличение степени извлечения скандия в концентрат и повышение его содержания в целевом продукте, являются следующие (оп.1÷3):Thus, as can be seen from table 1, the optimal conditions for sulfuric acid leaching of scandium from red mud, providing, all other things being equal (when scandium is precipitated from potassium capricate eluate), the achievement of the required technical result is an increase in the degree of extraction of scandium in the concentrate and an increase in its content in the target the product are the following (op.1 ÷ 3):

- концентрация серной кислоты (H2SO4) - 10,0-13,5%;- concentration of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) - 10.0-13.5%;

- значение окружной скорости (ω) ротора при виброкавитационном перемешивании, м/сек - 35-60;- the value of the peripheral speed (ω) of the rotor with vibrocavitation mixing, m / s - 35-60;

- продолжительность начальной виброкавитационной обработки сернокислой пульпы - 15-35 мин.- the duration of the initial vibration cavitation treatment of sulphate pulp - 15-35 minutes

При выходе за оптимальные пределы параметров технологического режима выщелачивания:When going beyond the optimal limits of the parameters of the technological mode of leaching:

- снижение концентрации серной кислоты меньше 10% H2SO4 - отмечается снижение степени извлечения скандия до 63,0% (оп.4); к этому же приводит уменьшение времени виброкавитационной обработки до 10 мин (оп.8) ηSc=66,0%, что меньше требуемого технического результата;- a decrease in the concentration of sulfuric acid is less than 10% H 2 SO 4 - there is a decrease in the degree of extraction of scandium to 63.0% (option 4); this is also caused by a decrease in the time of vibro-cavitation treatment to 10 min (op. 8) η Sc = 66.0%, which is less than the required technical result;

- снижение окружной скорости ротора перемешивающего устройства при виброкавитационной обработке до 25 м/сек (оп.6) приводит также к уменьшению степени извлечения скандия до 65,5%, т.е. меньше, чем в известном изобретении;- a decrease in the peripheral speed of the rotor of the mixing device during vibro-cavitation treatment to 25 m / s (option 6) also leads to a decrease in the degree of extraction of scandium to 65.5%, i.e. less than in the known invention;

- увеличение одного или всех трех параметров выше верхнего оптимального предела - концентрации серной кислоты до 15,0% (оп.5), значения окружной скорости до 70 м/сек (оп.7) или продолжительности времени виброкавитационной обработки до 45 мин (оп.9) хотя и приводит к увеличению степени извлечения скандия в концентрат до 74-77%, но значительно уменьшает его содержание в целевом продукте до 17,5-18,5%. Это связано с одновременным увеличением извлечения из красного шлама таких элементов, как титан, цирконий, редкоземельные элементы (иттрий, церий, лантан), которые также, совместно со скандием, частично сорбируются на фосфорнокислых ионитах и далее соосаждаются капринатом калия из карбонатсодержащего элюата.- an increase in one or all three parameters above the upper optimal limit — sulfuric acid concentration up to 15.0% (op. 5), peripheral speed values up to 70 m / s (op. 7) or vibro-cavitation treatment time up to 45 min (op. 9) although it leads to an increase in the degree of extraction of scandium in concentrate to 74-77%, but significantly reduces its content in the target product to 17.5-18.5%. This is due to a simultaneous increase in the extraction of elements such as titanium, zirconium, rare earth elements (yttrium, cerium, lanthanum) from red mud, which also, together with scandium, are partially sorbed on phosphate ion exchangers and then are precipitated with potassium caprinate from carbonate-containing eluate.

В табл.2 приведены результаты по степени извлечения скандия и содержание его в концентрате при варьировании параметров осаждения скандия из элюата при прочих равных условиях технологического процесса в целом:Table 2 shows the results on the degree of extraction of scandium and its content in the concentrate when varying the parameters of deposition of scandium from the eluate, ceteris paribus, the process as a whole:

- выщелачивание: концентрация серной кислоты (H2SO4) - 12,5%, температура 90°С, отношение Ж:Т=5:1, общая продолжительность 90 мин, продолжительность виброкавитационной обработки 25 мин при значении окружной скорости 45 м/сек.- leaching: sulfuric acid concentration (H 2 SO 4 ) - 12.5%, temperature 90 ° C, ratio W: T = 5: 1, total duration 90 minutes, duration of vibro-cavitation treatment 25 minutes at a peripheral speed of 45 m / s .

Таблица 2table 2 Результаты опытов при осуществлении процесса при оптимальном режиме осаждения скандия из элюата капринатом калияThe results of experiments during the implementation of the process with the optimal deposition of scandium from the eluate of potassium caprinate № опытаExperience number Параметры осажденияDeposition parameters Степень осаждения Sc из элюатаThe degree of deposition of Sc from the eluate Степень извлечения Sc в концентратThe degree of extraction of Sc in concentrate Содержание Sc2O3 в концентрате, %The content of Sc 2 O 3 in concentrate,% дозировка орг. реагента, г/г Scdosage org. reagent, g / g Sc значение рНpH value время осаждения, минdeposition time, min по прототипуprototype -- 67,067.0 20,520.5 1212 7070 3,53,5 15fifteen 92,092.0 69,069.0 26,426,4 1313 8585 4,04.0 20twenty 98,098.0 73,773.7 25,025.0 14fourteen 100one hundred 4,54,5 2525 97,097.0 72,872.8 22,022.0 при выходе за оптимальные пределы параметровwhen exceeding the optimal parameter limits 15fifteen 8585 3,03.0 20twenty 84,084.0 63,063.0 21,021.0 1616 8585 5,05,0 20twenty 86,086.0 64,564.5 19,019.0 1717 6060 4,54,5 20twenty 83,583.5 62,662.6 22,022.0 18eighteen 110110 4,54,5 20twenty 98,598.5 74,074.0 17,017.0 1919 8585 4,54,5 1010 85,585.5 64,064.0 21,021.0 20twenty 8585 4,54,5 30thirty 98,098.0 73,573.5 19,519.5 2121 6060 3,03.0 1010 78,078.0 58,558.5 18,018.0 2222 110110 5,05,0 30thirty 89,589.5 67,067.0 16,516.5

Таким образом, как видно из табл.2, оптимальными условиями осаждения скандия капринатом калия из полученного после цикла сорбции-десорбции элюата, обеспечивающими при прочих равных условиях (при сернокислотном выщелачивании скандия из красного шлама в виброкавитационном режиме) достижение требуемого технического результата - увеличение степени извлечения скандия в концентрат и повышение его содержания в целевом продукте, являются следующие (оп.12÷14):Thus, as can be seen from Table 2, the optimal conditions for the deposition of scandium by potassium caprinate from the eluate obtained after the sorption-desorption cycle, providing, all other things being equal (when scandium is sulfuric leached from red mud in vibro-cavitation mode), the achievement of the required technical result is an increase in the degree of extraction scandium in concentrate and increasing its content in the target product are the following (op.12 ÷ 14):

- дозировка каприната калия в количестве 70-100 г/т скандия в исходном растворе (элюате);- dosage of potassium caprinate in an amount of 70-100 g / t of scandium in the initial solution (eluate);

- значение рН осаждения 3,5÷4,5;- the pH of the deposition of 3.5 ÷ 4.5;

- продолжительность осаждения 15÷25 мин.- the duration of the deposition of 15 ÷ 25 minutes

При выходе за оптимальные пределы параметров технологического режима осаждения:When going beyond the optimal limits of the parameters of the technological mode of deposition:

- выход одного или всех параметров за нижний предел оптимальных условий - снижение рН осаждения до 3,0 (оп.15), или дозировки каприната калия до 60 г/г (оп.17), или времени осаждения до 10 мин (оп.19) - приводит к существенному снижению степени осаждения скандия из элюата органическим осадителем, а следовательно, и степени извлечения скандия из красного шлама в концентрат в целом соответственно до 83,5-85,5% и до ~63-64%, что меньше требуемого технического результата;- the exit of one or all parameters beyond the lower limit of optimal conditions - a decrease in the precipitation pH to 3.0 (op.15), or a dosage of potassium caprinate to 60 g / g (op.17), or a deposition time of up to 10 min (op.19 ) - leads to a significant decrease in the degree of deposition of scandium from the eluate by an organic precipitant, and therefore, the degree of extraction of scandium from red mud to the concentrate as a whole, respectively, to 83.5-85.5% and ~ 63-64%, which is less than the required technical result;

- выход одного или всех параметров за верхний предел оптимальных условий - повышение рН до 5,0 (оп.16), дозировки осадителя до 110 г/г (оп.18) или времени осаждения до 30 мин (оп.20) приводит либо к снижению степени осаждения скандия из элюата до 86,0% (оп.6), а следовательно, и в концентрат до 64,5%, либо при положительном эффекте - сохранении степени осаждения скандия из элюата на максимально возможном уровне 98,0-98,5% (оп.18, 20 и 22) - приводит к существенному снижению содержания скандия в целевом продукте до ~17-19%, что вызвано увеличением степени осаждения капринатом калия попутных скандию компонентов из карбонатного элюата - титана, циркония, редкоземельных элементов.- the exit of one or all parameters beyond the upper limit of optimal conditions - increasing the pH to 5.0 (op.16), the dosage of the precipitant to 110 g / g (op.18) or the deposition time to 30 min (op.20) leads to either reducing the degree of deposition of scandium from the eluate to 86.0% (option 6), and therefore to concentrate up to 64.5%, or with a positive effect, maintaining the degree of deposition of scandium from the eluate at the highest possible level of 98.0-98, 5% (op. 18, 20 and 22) - leads to a significant decrease in the content of scandium in the target product to ~ 17-19%, which is caused by an increase in the degree of deposition of caprino m of potassium associated scandium components from carbonate eluate - titanium, zirconium, rare earth elements.

Итак, только проведение процесса получения скандийсодержащего концентрата из красного шлама при оптимальных условиях: выщелачивание скандия из красного шлама 10,0-13,5%-ной серной кислотой при виброкавитационной первоначальной обработке пульпы при значении окружной скорости 35-60 м/сек в течение 15-35 мин и последующем осаждении скандия из полученного после цикла сорбции-десорбции элюата капринатом калия при дозировке 70-100 г/г скандия при рН 3,5-4,5 и выдержке 15-25 мин происходит обеспечение условий повышения степени извлечения скандия в концентрат и увеличение его содержания в целевом продукте соответственно до ~70,0-75,5% и 22,5-25,0% или повышению, по сравнению с известным изобретением (прототипом), соответственно на 3,0-7,5% и на 2,5-4,5%.So, only the process of obtaining scandium-containing concentrate from red mud under optimal conditions: leaching of scandium from red mud by 10.0-13.5% sulfuric acid with vibrocavitation initial pulp treatment at a peripheral speed of 35-60 m / s for 15 -35 min and the subsequent precipitation of scandium from the eluate obtained after the sorption-desorption cycle with potassium caprinate at a dosage of 70-100 g / g scandium at a pH of 3.5-4.5 and holding for 15-25 min, the conditions for increasing the degree of extraction of scandium in concentration t and an increase in its content in the target product, respectively, up to ~ 70.0-75.5% and 22.5-25.0% or increase, compared with the known invention (prototype), respectively, 3.0-7.5% and 2.5-4.5%.

Claims (3)

1. Способ получения скандийсодержащего концентрата из красного шлама, включающий сернокислотное выщелачивание скандия из красного шлама, фильтрацию пульпы с получением сернокислого раствора, сорбцию скандия из сернокислого раствора, промывку сорбента, десорбцию скандия карбонатсодержащим раствором с получением элюата, подкисление элюата и осаждение малорастворимых соединений скандия, фильтрацию осадка, промывку, сушку и прокалку осадка с получением скандийсодержащего концентрата, отличающийся тем, что сернокислотное выщелачивание первоначально ведут в виброкавитационном режиме, а осаждение скандия из элюата ведут капринатом калия.1. A method of obtaining a scandium-containing concentrate from red mud, including sulfuric acid leaching of scandium from red mud, filtering the pulp to obtain a sulfuric acid solution, sorbing scandium from a sulfuric acid solution, washing the sorbent, desorbing scandium with a carbonate-containing solution to obtain an eluate, acidifying the eluate and precipitating the eluate and precipitating the eluant and eluate sludge filtration, washing, drying and calcining the sludge to obtain scandium-containing concentrate, characterized in that sulfuric acid leaching initially lead in vibro-cavitation mode, and the precipitation of scandium from the eluate is carried out by caprinate of potassium. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выщелачивание скандия из красного шлама ведут 10,0÷13,5%-ной серной кислотой первоначально в виброкавитационном режиме при значении окружной скорости 35-60 м/с и продолжительности 15-35 мин.2. The method according to claim 1, characterized in that the leaching of scandium from red mud is carried out with 10.0 ÷ 13.5% sulfuric acid, initially in vibro-cavitation mode, at a peripheral speed of 35-60 m / s and a duration of 15-35 min . 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что осаждение скандия из полученного элюата капринатом калия ведут при его дозировке 70-100 г/г скандия при значении рН 3,5-4,5 и выдержке 15-25 мин. 3. The method according to claim 1, characterized in that the precipitation of scandium from the obtained eluate with potassium caprinate is carried out at a dosage of 70-100 g / g of scandium at a pH of 3.5-4.5 and an exposure of 15-25 minutes
RU2011153732/02A 2011-12-27 2011-12-27 Method of producing scandium-bearing concentrate from red mud RU2484164C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011153732/02A RU2484164C1 (en) 2011-12-27 2011-12-27 Method of producing scandium-bearing concentrate from red mud

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011153732/02A RU2484164C1 (en) 2011-12-27 2011-12-27 Method of producing scandium-bearing concentrate from red mud

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2484164C1 true RU2484164C1 (en) 2013-06-10

Family

ID=48785643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011153732/02A RU2484164C1 (en) 2011-12-27 2011-12-27 Method of producing scandium-bearing concentrate from red mud

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2484164C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2552414C2 (en) * 2013-09-09 2015-06-10 Козлов Борис Владимирович Production of alumina
RU2581327C1 (en) * 2015-01-19 2016-04-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of extracting scandium from red mud from alumina production
RU2603418C1 (en) * 2015-07-24 2016-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Method of extracting scandium and rare-earth elements from red mud
RU2806940C1 (en) * 2023-04-11 2023-11-08 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук Method for sulphuric acid processing of scandium-containing raw materials

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2783125A (en) * 1949-07-21 1957-02-26 Produits Chim Terres Rares Soc Treatment of monazite
EP0265547A1 (en) * 1986-10-30 1988-05-04 URAPHOS CHEMIE GmbH Method of recovering rare earths, and in a given case, uranium and thorium from heavy phosphate minerals
PL272533A2 (en) * 1988-05-16 1989-02-20 Politechnika Krakowska Method of recovering lanthanides from phospogypsum wastes
EP0522234A1 (en) * 1991-07-01 1993-01-13 Y.G. Gorny Method for extracting rare-earth elements from phosphate ore
US5338520A (en) * 1986-03-19 1994-08-16 Rhone-Poulenc Chimie Recovery of neodymium/didymium values from bastnaesite ores
RU2048564C1 (en) * 1991-11-11 1995-11-20 АОО "АВИСМА титано-магниевый комбинат" Method for production of scandium-containing concentrates
EP0775753A1 (en) * 1995-11-22 1997-05-28 PACIFIC METALS Co., Ltd. Process for recovering scandium from nickel-containing oxide ore
RU2247788C1 (en) * 2003-06-24 2005-03-10 Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской Академии наук Method for preparation of scandium oxide from red mud

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2783125A (en) * 1949-07-21 1957-02-26 Produits Chim Terres Rares Soc Treatment of monazite
US5338520A (en) * 1986-03-19 1994-08-16 Rhone-Poulenc Chimie Recovery of neodymium/didymium values from bastnaesite ores
EP0265547A1 (en) * 1986-10-30 1988-05-04 URAPHOS CHEMIE GmbH Method of recovering rare earths, and in a given case, uranium and thorium from heavy phosphate minerals
PL272533A2 (en) * 1988-05-16 1989-02-20 Politechnika Krakowska Method of recovering lanthanides from phospogypsum wastes
EP0522234A1 (en) * 1991-07-01 1993-01-13 Y.G. Gorny Method for extracting rare-earth elements from phosphate ore
RU2048564C1 (en) * 1991-11-11 1995-11-20 АОО "АВИСМА титано-магниевый комбинат" Method for production of scandium-containing concentrates
EP0775753A1 (en) * 1995-11-22 1997-05-28 PACIFIC METALS Co., Ltd. Process for recovering scandium from nickel-containing oxide ore
RU2247788C1 (en) * 2003-06-24 2005-03-10 Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской Академии наук Method for preparation of scandium oxide from red mud

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2552414C2 (en) * 2013-09-09 2015-06-10 Козлов Борис Владимирович Production of alumina
RU2581327C1 (en) * 2015-01-19 2016-04-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of extracting scandium from red mud from alumina production
RU2603418C1 (en) * 2015-07-24 2016-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Method of extracting scandium and rare-earth elements from red mud
RU2806940C1 (en) * 2023-04-11 2023-11-08 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук Method for sulphuric acid processing of scandium-containing raw materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106191447B (en) The substep purifying technique of scandium, titanium, vanadium in a kind of acid solution
WO2019143264A1 (en) Method of producing scandium oxide from scandium-containing concentrates
CN101585553B (en) Method for producing vanadium pentoxide by ore containing vanadium and intermediate material containing vanadium
RU2484164C1 (en) Method of producing scandium-bearing concentrate from red mud
CN110055423A (en) A method of platinum group metal and rare earth in enrichment failure cleaning catalyst for tail gases of automobiles
CN105039746A (en) Method for directly extracting high-purity vanadium pentoxide from stone coal vanadium ore
CN109207737A (en) A method of extracting aluminium, silica and rare earth from useless polishing powder from rare earth
RU2201988C2 (en) Method of extraction of scandium in processing bauxites for alumina
WO2021119728A1 (en) Recovery of vanadium from slag materials
CN104862503B (en) The method that scandium is extracted from lateritic nickel ore
RU2608117C1 (en) Method of processing solutions after carbonate opening of tungsten ore
WO2016201456A1 (en) Method for comprehensive black-shale ore processing
CN106629809B (en) Method for purifying coarse scandium oxide
JPH08232026A (en) Method for refining scandium
RU2263722C1 (en) Method for processing of vanadium-containing slags
RU2210609C1 (en) Method of production of metallic palladium
US3000699A (en) Purifying lithium salts
RU2437946C2 (en) Procedure for processing vanadium containing raw material
RU2398902C1 (en) Procedure for hydro-metallurgical treatment of rhenium containing molybdenum concentrate
RU2633677C1 (en) Method for processing solutions after carbonate processing of tungsten ores
Peganov et al. Technology for Obtaining Natural-Uranium Concentrates to ASTM C 967–08 Specifications
RU2239668C2 (en) Uranium ore processing method
RU2731951C2 (en) Method of producing scandium concentrate
CN114480860B (en) Method for selectively leaching rare earth elements from red mud
RU2257348C1 (en) Scandium oxide preparation process

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141228