RU2756599C1 - Способ комплексной переработки красного шлама методом кучного выщелачивания - Google Patents

Способ комплексной переработки красного шлама методом кучного выщелачивания Download PDF

Info

Publication number
RU2756599C1
RU2756599C1 RU2020138558A RU2020138558A RU2756599C1 RU 2756599 C1 RU2756599 C1 RU 2756599C1 RU 2020138558 A RU2020138558 A RU 2020138558A RU 2020138558 A RU2020138558 A RU 2020138558A RU 2756599 C1 RU2756599 C1 RU 2756599C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
concentrate
aluminum
scandium
production
Prior art date
Application number
RU2020138558A
Other languages
English (en)
Inventor
Борис Александрович Козырев
Виктор Михайлович Сизяков
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет»
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 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет»
Priority to RU2020138558A priority Critical patent/RU2756599C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2756599C1 publication Critical patent/RU2756599C1/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • C22B3/16—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in organic solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B59/00—Obtaining rare earth metals
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технологии извлечения и концентрирования редких металлов, легких, щелочноземельных и редкоземельных металлов из красного шлама - отхода глиноземного производства. Комплексная переработка красного шлама включает кучное выщелачивание, фильтрацию и разделение извлекаемых целевых продуктов. Пульпу красного шлама фильтруют, отфильтрованный продукт смешивают с муравьиной кислотой, затем сушат при температуре от 50 до 150°С. Проводят кучное выщелачивание водой полученного кека с получением 1-го продукционного раствора, содержащего Al, Na, Ca, Sc и РЗЭ, 2-го продукционного раствора, содержащего Ca и Al, и отработанного красного шлама, содержащего обесщелоченный железистый концентрат. 1-й раствор нейтрализуют известковым молоком с получением концентрата Al, Sc и РЗЭ, и раствора формиатов Na, Ca, из которого получают концентрированные растворы формиата натрия и кристаллического формиата кальция. Из концентрата получают скандиево-редкоземельный концентрат и алюминатный раствор. Из 2-го продукционного раствора получают концентрат алюминия и фильтрат – раствор формиата кальция, который направляют на выпарку с получением кристаллического формиата кальция и концентрированного раствора формиата кальция. Концентрат алюминия используют для получения скандиево-редкоземельного концентрата и алюминатного раствора. Способ позволяет комплексно переработать красный шлам с получением скандиево-редкоземельного концентрата, алюминия в виде алюминатного раствора, концентрированного раствора формиата натрия, кристаллического формиата натрия и обесщелоченного железистого концентрата. 4 ил., 6 табл., 3 пр.

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно, к технологии извлечения и концентрирования редких металлов, преимущественно скандия, легких, преимущественно алюминия, щелочноземельных, преимущественно кальция и редкоземельных металлов из красного шлама - отхода глиноземного производства.
Известен способ извлечения скандия из красного шлама глиноземного производства (патент RU №2692709, опубл. 26.06.2019 г.) включающий стадии распульповки красного шлама, сорбционного ступенчатого выщелачивания скандия из пульпы с использованием ионнообменного сорбента с получением насыщенного по скандию ионита и обедненной по скандию пульпы, десорбцию скандия раствором карбоната натрия с получением десорбированного ионита, который повторно направляется на сорбционное выщелачивание скандия, и раствора товарного регенерата скандия, который направляют на получение скандиевого концентрата. Распульповку красного шлама проводят раствором со смесью карбоната и бикарбоната натрия с концентрацией по Na2Oобщ 40-80 г/дм3, при этом содержание Na2Oбикарб составляет от 50 до 100% от Na2Oобщ. Сорбционное выщелачивание скандия из пульпы красного шлама проводят ступенчато на фосфорсодержащем ионите непрерывно в противоточном режиме при непосредственном контакте «пульпа-ионит» при температуре 40-90°С. Причем выщелачивание скандия на каждой стадии проводят при массовом соотношении твердой и жидкой фаз в пульпе красного шлама Т:Ж=1:(2,5-5,0). Десорбцию скандия из органической фазы ионита проводят раствором карбоната натрия с концентрацией Na2CO3 200-400 г/дм3 с получением товарного регенерата скандия, из которого выделяют скандиевый концентрат.
Недостатком способа является избирательное извлечение скандия из красного шлама, что не уменьшает объем данного вида отходов.
Известен способ комплексной переработки красного шлама и техническая линия для его реализации (патент RU №2198943, опубл. 20.02.2003 г.), включающий подачу красного шлама в виде пульпы, имеющей щелочную среду, на магнитно-осадительный сепаратор с отделением ферромагнитных составляющих (железосодержащий продукт) от пульпы, активацию пульпы и электрофоретическое разделение для выделения отрицательно заряженных частиц, главным образом состоящих из окиси кремния, и положительно заряженных частиц, основную массу которых составляют окислы алюминия и титана, с переводом последних в пульпу и последующим электрофоретическим разделением частиц окислов алюминия и титана.
Недостатком способа является недостаточно высокое качество получаемого железосодержащего продукта и сложность осуществления способа, предусматривающего две стадии электрофоретического разделения.
Известен способ извлечения алюминия, кальция и редкоземельных металлов из красных шламов глиноземных производств (патент RU №2034066, опубл. 30.04.1995 г.), включающий выщелачивание кислотой, фильтрацию раствора и разделение извлекаемых целевых продуктов, отличающийся тем, что выщелачивание проводят с использованием в качестве выщелачивающего реагента жидких карбоновых кислот жирного ряда с числом атомов углерода в молекуле более 5 или их смеси при массовом соотношении сухой твердой и жидкой фаз 1:(7-10) при температуре 30-80°С в течение 0,5-5 ч.
Недостатком способа является низкий процент извлечения целевых компонентов, образование большого количества растворов с низкой концентрацией в них полезных компонентов, что влечет за собой удорожание стадий технологических процессов при получении целевых продуктов и образование больших потоков оборотных и сбрасываемых растворов, образование гипса при переработке красного шлама, приводит к увеличению количества твердых отходов.
Известен способ извлечения алюминия, кальция и редкоземельных металлов из красных шламов (патент RU №2048556, опубл. 20.11.1995 г.) принятый за прототип, включающий выщелачивание кислотой, фильтрацию раствора и разделение извлекаемых целевых продуктов, отличающийся тем, что выщелачивание проводят с использованием в качестве выщелачивающего реагента водорастворимых карбоновых кислот жирного ряда с числом атомов углерода в молекуле менее 3 при массовом соотношении сухой твердой и жидкой фаз 1:(4-18) и концентрации кислот 3-25% при температуре 30-80°С в течение 0,5-3 ч.
Существенным недостатком данного способа является образование большого количества растворов с низкой концентрацией в них полезных компонентов, что влечет образование больших потоков оборотных и сбрасываемых растворов, образование гипса при переработке красного шлама, приводит к увеличению количества твердых отходов.
Техническим результатом изобретения является, комплексная переработка красного шлама с получением скандий-редкоземельного концентрата, алюминия в виде алюминатного раствора, концентрированного раствора формиата натрия, кристаллического формиата кальция и обесщелоченного железистого концентрата.
Технический результат достигается тем, что вначале пульпу красного шлама фильтруют, отфильтрованный продукт смешивают с муравьиной кислотой, затем сушат при температуре от 50 до 150°С, далее полученный кек направляют на кучное выщелачивание, которое ведут водой, с получением продукционного раствора, содержащего AL, Na, Ca, Sc и РЗЭ, продукционного раствора, содержащего Ca и AL, и отработанного красного шлама, который содержит обесщелоченный железистый концентрат, после чего продукционный раствор, содержащий AL, Na, Ca, Sc, РЗЭ, направляют на нейтрализацию известковым молоком при рН от 5,5 до 6,5 с получением концентрата, содержащего AL, Sc и РЗЭ, и раствора формиатов Na, Ca, который направляют на выпарку с получением концентрированного раствора формиата натрия и кристаллического формиата кальция, а упомянутый концентрат направляют на растворение алюминия в растворе гидроксида натрия, содержащего 150-480 г/л Na2Oкауст., с получением скандиево-редкоземельного концентрата и алюминатного раствора, а продукционный раствор, содержащий Ca и AL направляют на нейтрализацию известковым молоком при рН от 5,5 до 6,5, полученную пульпу подают на фильтрацию, с получением концентрата алюминия и фильтрата – раствора формиата кальция, который направляют на выпарку с получением кристаллического формиата кальция и концентрированного раствора формиата кальция, который возвращают на выпарку, а концентрат алюминия направляют на растворение алюминия в растворе гидроксида натрия, содержащего 150-480 г/л Na2Oкауст., с получением скандиево-редкоземельного концентрата и алюминатного раствора.
Способ поясняется следующими фигурами:
фиг.1 - технологическая схема способа;
фиг.2 - краткая технологическая схема опыта №1;
фиг.3 - краткая технологическая схема опыта №2;
фиг.4 - краткая технологическая схема опыта №3.
Способ осуществляется следующим образом. Пульпа красного шлама поступает с потока на фильтр, получают отфильтрованный красный шлам и подшламовую воду. Подшламовая вода после фильтрации возвращается в технологическую цепочку производства глинозема. Отфильтрованный красный шлам смешивается с муравьиной кислотой, количество которой определяется расчетом, согласно содержанию извлекаемых компонентов в красном шламе. Далее в смесителе производится перемешивание. После перемешивания красный шлам направляют на сушку при температуре от 50 до 150°С. Кек красного шлама после термической обработки, направляется на формирование кучи для кучного выщелачивания, выщелачивание кека ведут водой. Раствор выщелачивания разделяется, по мере выхода из кучи, на 2 ветви, в зависимости от содержания компонентов в выходном растворе, которое определяют химическим анализом на компоненты, продукционный раствор AL ,Na, Ca, Sc, РЗЭ и продукционный раствор Ca, AL.
Продукционный раствор AL ,Na, Ca, Sc, РЗЭ направляется в реактор на нейтрализацию известковым молоком, рН в реакторе поддерживается в диапазоне от 5,5 до 6,5. Полученную пульпу из реактора нейтрализации подают на фильтрацию получают концентрат, содержащий алюминий, скандий и редкоземельные металлы и раствор формиатов Na, Ca. Концентрат направляется в реактор на стадию растворения алюминия в крепком растворе гидроксида натрия с содержащим 150÷480 г/л Na2Oкауст, с получением скандиево-редкоземельного концентрата и алюминатного раствора, направляемого в производство глинозема. Раствор формиатов Na, Ca направляется в выпарной аппарат на выпарку, с получением, после фильтрации упаренного раствора, концентрированного раствора формиата натрия и кристаллического формиата кальция, которые направляют в химическое производство.
Продукционный раствор Ca, AL, направляется в реактор на нейтрализацию известковым молоком, рН в реакторе поддерживается в диапазоне от 5,5 до 6,5. Полученную пульпу из реактора нейтрализации подают на фильтрацию, с получением кека, концентрата алюминия и фильтрата, раствора формиата кальция. Кек направляется в реактор на стадию растворения алюминия в крепком растворе гидроксида натрия содержание Na2Oкауст в котором составляет 150÷480 г/л Na2Oкауст с получением скандиево-редкоземельного концентрата и алюминатного раствора, направляемого в производство глинозема. Фильтрат формиата кальция, подается в выпарной аппарат на выпарку. В процессе выпарки, в твердую фазу выпадает кристаллический формиат кальция, его от раствора отделяют фильтраций, кристаллический формиат кальция, направляется потребителю в химическую промышленность, жидкая часть, концентрированный раствор формиата кальция, возвращается на стадию выпарки.
Отработанный красный шлам, который является обесщелоченным железистым концентратом, с содержанием по Fe2O3 не менее 55% и с содержанием Na2O менее 0,5 %, может быть использован в черной металлургии, либо в цементной промышленности.
Кучи формируются параллельно, во время отработки одной, идет формирование следующей. Данная схема позволяет организовать непрерывное производство и утилизацию красного шлама. Осуществление заявляемого способа и его преимущества перед прототипом подтверждаются следующими примерами.
Пример 1. Красный шлам, состав которого представлен на фиг.2, там же приведен химический состав отработанного красного шлама после кучного выщелачивания и составы продукционных растворов, получаемых на выходе из колонки, взятый в количестве mсух=1434,5г смешали с 85% муравьиной кислотой, взятой в количестве V=700мл. Количество муравьиной кислоты рассчитывалось исходя из содержания в шламе полезных макрокомпонентов натрия, кальция и алюминия по реакциям растворения их соединений муравьиной кислотой. Полученную смесь подвергали термической обработке в сушильном шкафу при температуре 110°С в течение 4часов. Далее спек поместили в стеклянную колонку в нижней части которой установили дренажное устройство, позволяющее задерживать частицы красного шлама и пропускать через себя раствор, прошедший через слой помешенного в колонку шлама. Приведённые составы продукционных растворов показывают, извлекаемые нами полезные компоненты из красного шлама концентрируются в выводимых из колонки растворах при этом идет их разделение в выводимых из колонки растворах.
Таблица 1 - Выходная кривая водной промывки обработанного муравьиной кислотой красного шлама
№
n/n		 Объем порции раствора из колонки,
мл.		 Скорость выхода раствора из колонки, м3/м2час. Состав раствора на выходе из колонки.
Sc2O3
мг/л		 ΣРЗO
г/л		 AL2O3
г/л		 Na2O
г/л		 CaO
г/л		 ρ
г/см3 		рН раствора из колонки
1 200 0,01 262,0 1,79 80,4 131,0 13,0 1,332 3,55
2 200 0,03 120,3 1,56 47,2 117,5 16,6 1,247 3,80
3 200 0,03 87,8 1,38 39,8 97,5 41,8 1,221 3,80
4 200 0,03 76,4 1,25 25,9 26,9 89,0 1,187 3,86
5 200 0,03 47,5 1,13 22,5 7,0 91,3 1,179 4,22
6 200 0,03 35,0 0,85 19,2 2,5 95,3 1,155 4,46
7 200 0,03 13,8 0,77 17,9 1,0 92,0 1,140 4,21
8 200 0,03 6,80 0,61 16,5 <0,01 80,3 1,123 4,00
9 200 0,03 2,80 0,50 16,0 <0,01 79,5 1,101 3,75
10 200 0,03 2,75 0,37 15,5 <0,01 60,6 1,081 3,65
11 200 0,03 1,65 0,19 15,0 <0,01 42,6 1,044 3,63
Извлечение скандия, алюминия и других полезных компонентов из красного шлама, составило: Sc2O3 - 65%, AL2O3 - 31,5%, Na2O - 96,0%, CaO - 82,5% и ΣРЗО -64%.
Первые четыре порции продукционных растворов объединили для определения рН осаждения концентрата алюминия содержащего скандий и редкоземельные металлы, в процессе нейтрализации объединенного раствора известковым молоком. Определяли рН осаждения концентрата алюминия, содержащего скандий и редкоземельные металлы, дробной нейтрализацией объединенного раствора известковым молоком имеющего концентрацию по СаО 200г/л. Нейтрализацию вели при температуре 50°С, достигнув определенное значение рН и дав полученной пульпе в течение 0,5 часа стабилизироваться, отбирали пробу для анализа состава жидкой фазы и далее продолжали нейтрализацию объединенного раствора, соблюдая порядок действий в процессе нейтрализации, описанный выше. Состав объединенного раствора и жидких фаз, отобранных при различных значениях рН, представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Химические составы объединенного раствора и жидких фаз полученных в процессе нейтрализации.
Показатели, г/дм3 Sc2O3 ΣРЗО Al2O3 CaO Na2Oобщ Примечания
Исходный раствор. 0,14 1,5 48,3 40,1 93,2 Раствор получен объединением первых четырех порций продукционных растворов.
Жидкая фаза при рН-5,0 0,12 1,28 34,2 53,4 85,5 Al, Sc и РЗЭ в основной массе остались в растворе. 1,09л
Жидкая фаза при рН-5,5 0,02 0,31 3,3 89,5 64,3 Al, Sc и РЗЭ в основной массе более 70% перешли в концентрат. 1,45л
Жидкая фаза при рН-6,0 <0,01 0,15 0,1 90,8 62,1 Al, Sc и РЗЭ в основной массе более 90% перешли в концентрат. 1,5л
Жидкая фаза при рН-6,5 <0,01 0,01 <0,1 91,1 61,9 Al, Sc и РЗЭ полностью перешли в концентрат. 1,5л
Жидкая фаза при рН-7,0 <0,01 0,01 <0,1 93,1 61,7 Перерасход известкового молока
После установления оптимального значения рН нейтрализации объединенный раствор нейтрализовали известковым молоком, концентрация СаО в котором составляла 200г/л, до рН-6,5, при температуре 50°С. Полученную пульпу выдержали при указанной температуре 1 час, отфильтровали, концентрат алюминия содержащий скандий и редкоземельные металлы, химический состав которого представлен в таблице 3, растворили в растворе NaOH, с концентрацией по Na2Oкауст. - 250г/л. Нерастворимый осадок, скандиевый концентрат, отделили от алюминатного раствора фильтрацией, химические составы скандиевого концентрата и алюминатного раствора представлены в таблице 3. Маточник осаждения концентрата алюминия содержащего скандий и редкоземельные металлы, упарили до концентрации по Na2O -190г/л, после его отфильтровали от выпавшего кристаллического формиата кальция, химический состав фильтрата, концентрированного раствора формиата натрия и кристаллического формиата кальция, также представлен в таблице 3.
Таблица 3 - Химические составы полученных продуктов первой ветви
Наименование Ед. изм. Sc2O3 ΣРЗО SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2Oобщ Na2Oкаус
Концентрат
Al,-Sc-РЗЭ		 % 0,16 1,72 0,01 54,8 0,01 <0,05 1,7 <0,02 <0,15 2,15
Маточник осаждения концентрат
Al,-Sc-РЗЭ		 г/дм3 0,0009 0,024 0,02 0,4 <0,01 <0,15 94,0 0,11 <0,15 93,2
Концентрат Sc-РЗЭ % 3,5 38,2 0,2 7,8 0,1 <0,15 1,3 <0,02 <0,15 2,4
Алюминатный раствор г/дм3 <0,01 <0,05 0,09 238,5 0,0054 <0,005 0,017 0,002 <0,15 - 250,0
Раствор формиата натрия г/дм3 <0,01 <0,05 <0,1 0,8 <0,01 <0,15 6,9 <0,02 <0,15 190,0
Формиат кальция % <0,01 <0,05 <0,06 0,23 <0,015 <0,005 38,2 0,35 <0,15 5,15
Оставшиеся порции продукционных растворов с повышенным содержанием кальция и низким содержанием натрия Na2O менее 2г/л в объединенном растворе, объединили и нейтрализовали известковым молоком, концентрация СаО в котором составляла 200г/л, до рН-6,5, при температуре 50°С. Полученную пульпу выдержали при указанной температуре 1 час, отфильтровали, получили концентрат алюминия и маточник осаждения концентрата алюминия, химические составы которых представлены в таблице 4. Маточник осаждения концентрата алюминия, упарили до концентрации по CaO -180г/л, после его отфильтровали от выпавшего кристаллического формиата кальция, химический состав фильтрата, концентрированного раствора формиата кальция и кристаллического формиата кальция, также представлен в таблице 4.
Таблица 4 - Химические составы полученных продуктов второй ветви
Наименование Ед. изм. Sc2O3 ΣРЗО SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2Oобщ
Концентрат Al % 0,05 1,97 0,012 57,7 0,05 <0,05 2,4 <0,02 <0,15 <0,15
Маточник осаждения концентрата Al г/дм3 0,0011 0,044 0,01 0,6 <0,01 0,05 93,4 0,15 0,05 1,5
Раствор формиата кальция г/дм3 0,0023 0,07 0,01 0,5 0,0011 <0,005 85,9 0,12 0,05 4,2
Формиат кальция % <0,01 <0,05 <0,06 0,36 <0,015 <0,005 43,2 0,10 <0,15 <0,15
Пример 2. Красный шлам, состав которого представлен на фиг.3, там же приведен химический состав отработанного красного шлама после кучного выщелачивания и составы продукционных растворов, получаемых на выходе из колонки, взятый в количестве mсух=890,5г смешали с 85% муравьиной кислотой, взятой в количестве V=435мл. Количество муравьиной кислоты рассчитывалось исходя из содержания в шламе полезных макрокомпонентов натрия, кальция и алюминия по реакциям растворения их соединений муравьиной кислотой. Полученную смесь подвергали термической обработке в сушильном шкафу при температуре 50°С в течение 4 часов. Далее спек поместили в стеклянную колонку в нижней части которой установили дренажное устройство, позволяющее задерживать частицы красного шлама и пропускать через себя раствор, прошедший через слой помешенного в колонку шлама. Приведённые составы продукционных растворов показывают, извлекаемые нами полезные компоненты концентрируются в выводимых из колонки растворах, но разделение их не наблюдается, как и в прототипе в котором концентрация полезных компонентов ниже полученной в данном опыте в 3÷9 раз.
Извлечение скандия, алюминия и других полезных компонентов из красного шлама, в данном примере составило: Sc2O3 - 47,0%, AL2O3 - 20,0%, Na2O - 93,5%, CaO - 60,0% и ΣРЗО -70,0%.
Таблица 5 - Выходная кривая водной промывки обработанного муравьиной кислотой красного шлама
№
n/n		 Объем порции раствора из колонки,
мл.		 Скорость выхода раствора из колонки, м3/м2час. Состав раствора на выходе из колонки.
Sc2O3
мг/л		 ΣРЗO
мг/л		 AL2O3
г/л		 Na2O
г/л		 CaO
г/л		 ρ
г/см3 		рН раствора из колонки
1 100 0,01 54,0 367,0 46,6 32,0 32,3 1,231 3,47
2 100 0,015 55,0 252,0 46,3 37,0 29,8 1,264 3,19
3 100 0,02 55,0 261,0 53,7 36,4 32,4 1,274 3,12
4 100 0,02 53,0 260,0 41,5 33,4 39,5 1,256 3,64
5 100 0,02 49,0 231,0 9,3 46,9 33,3 1,182 3,37
6 100 0,02 42,0 163,0 6,7 49,4 33,5 1,168 3,69
7 100 0,02 39,0 115,0 5,8 38,6 29,8 1,163 3,85
8 100 0,02 35,0 105,0 4,6 34,5 29,5 1,156 3,78
9 100 0,02 32,0 110,0 5,3 34,1 30,9 1,140 3,71
10 100 0,02 31,0 110,0 3,9 26,8 24,5 1,121 3,72
11 100 0,02 28,0 108,0 3,7 21,4 20,2 1,119 3,75
12 100 0,02 23,0 103,0 4,0 19,3 15,3 1,104 3,74
13 100 0,02 10,0 98,0 4,4 15,7 11,4 1,077 3,53
Пример 3. Красный шлам, состав которого представлен на фиг.4, там же приведен химический состав отработанного красного шлама после кучного выщелачивания и составы продукционных растворов, получаемых на выходе из колонки, взятый в количестве mсух=720,0г смешали с 85% муравьиной кислотой, взятой в количестве V=350мл. Количество муравьиной кислоты рассчитывалось исходя из содержания в шламе полезных макрокомпонентов натрия, кальция и алюминия по реакциям растворения их соединений муравьиной кислотой. Полученную смесь подвергали термической обработке в сушильном шкафу при температуре 150°С в течение 4 часов. Далее спек помешали в стеклянную колонку в нижней части которой устанавливалось дренажное устройство, позволяющее задерживать частицы красного шлама и пропускать через себя раствор, прошедший через слой помешенного в колонку шлама.
Извлечение скандия, алюминия и других полезных компонентов из красного шлама, в данном примере составило: Sc2O3 - 15,0%, AL2O3 - 20,0%, Na2O - 85,0%, CaO - 82,0% и ΣРЗО -15,5%.
Таблица 6 - Выходная кривая водной промывки обработанного муравьиной кислотой красного шлама
№
n/n		 Объем порции раствора из колонки,
мл.		 Скорость выхода раствора из колонки, м3/м2час. Состав раствора на выходе из колонки.
Sc2O3
мг/л		 ΣРЗO
мг/л		 AL2O3
г/л		 Na2O
г/л		 CaO
г/л		 ρ
г/см3 		рН раствора из колонки
1 100 0,01 37,0 214,0 20,6 104,3 24,1 1,227 5,75
2 100 0,015 20,0 259,0 13,7 50,2 40,6 1,173 5,46
3 100 0,015 14,0 231,0 10,8 14,9 61,8 1,149 6,11
4 100 0,015 11,0 216,0 8,5 5,2 69,0 1,142 6,05
5 100 0,015 9,2 110,0 7,6 1,3 71,3 1,136 4,70
6 100 0,015 8,2 97,2 6,5 0,76 73,3 1,135 4,70
7 100 0,015 8,0 88,3 6,5 0,64 72,7 1,133 5,05
8 100 0,015 7,3 85,2 5,6 0,83 72,0 1,133 5,37
9 100 0,015 6,3 53,9 4,4 0,80 70,3 1,126 5,41
10 100 0,015 5,2 48,0 3,2 0,76 63,4 1,128 5,25
11 100 0,015 2,8 11,0 1,7 0,51 46,6 1,115 5,45
Таким образом, за счет использования предложенного способа комплексной переработки красного шлама методом кучного выщелачивания, основанного на кислотном замесе красного шлама с муравьиной кислотой, с последующей термической обработкой полученной смеси и кучного выщелачивания водой спека красного шлама, смешанного с муравьиной кислотой, при установленных оптимальных параметрах с получением скандий-редкоземельного концентрата, алюминия в виде алюминатного раствора, концентрированного раствора формиата натрия, кристаллического формиата кальция и обесщелоченного железистого концентрата, существенно упрощает аппаратурно-технологическую схему и позволяет снизить операционные и капитальные затраты на производство указанных выше продуктов, а также позволяет избежать образование новых отходов, гипса и выполнения действий, связанных с их утилизацией.

Claims (1)

  1. Способ комплексной переработки красного шлама методом кучного выщелачивания, включающий выщелачивание, фильтрацию и разделение извлекаемых целевых продуктов, отличающийся тем, что вначале пульпу красного шлама фильтруют, отфильтрованный продукт смешивают с муравьиной кислотой, затем сушат при температуре от 50 до 150°С, далее полученный кек направляют на кучное выщелачивание, которое ведут водой, с получением продукционного раствора, содержащего Al, Na, Ca, Sc и РЗЭ, продукционного раствора, содержащего Ca и Al, и отработанного красного шлама, который содержит обесщелоченный железистый концентрат, после чего продукционный раствор, содержащий Al, Na, Ca, Sc, РЗЭ, направляют на нейтрализацию известковым молоком при рН от 5,5 до 6,5 с получением концентрата, содержащего Al, Sc и РЗЭ, и раствора формиатов Na, Ca, который направляют на выпарку с получением концентрированного раствора формиата натрия и кристаллического формиата кальция, а упомянутый концентрат направляют на растворение алюминия в растворе гидроксида натрия, содержащего 150-480 г/л Na2Oкауст., с получением скандиево-редкоземельного концентрата и алюминатного раствора, а продукционный раствор, содержащий Ca и Al, направляют на нейтрализацию известковым молоком при рН от 5,5 до 6,5, полученную пульпу подают на фильтрацию, с получением концентрата алюминия и фильтрата – раствора формиата кальция, который направляют на выпарку с получением кристаллического формиата кальция и концентрированного раствора формиата кальция, который возвращают на выпарку, а концентрат алюминия направляют на растворение алюминия в растворе гидроксида натрия, содержащего 150-480 г/л Na2Oкауст., с получением скандиево-редкоземельного концентрата и алюминатного раствора.
RU2020138558A 2020-11-25 2020-11-25 Способ комплексной переработки красного шлама методом кучного выщелачивания RU2756599C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020138558A RU2756599C1 (ru) 2020-11-25 2020-11-25 Способ комплексной переработки красного шлама методом кучного выщелачивания

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020138558A RU2756599C1 (ru) 2020-11-25 2020-11-25 Способ комплексной переработки красного шлама методом кучного выщелачивания

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2756599C1 true RU2756599C1 (ru) 2021-10-04

Family

ID=78000095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020138558A RU2756599C1 (ru) 2020-11-25 2020-11-25 Способ комплексной переработки красного шлама методом кучного выщелачивания

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2756599C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2803472C1 (ru) * 2023-03-22 2023-09-13 Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский и проектный институт "Технологии обогащения минерального сырья" Способ переработки красных шламов глиноземного производства

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2048556C1 (ru) * 1992-12-01 1995-11-20 Производственно-коммерческая фирма "ТНП - Индастри" Способ извлечения алюминия, кальция и редкоземельных металлов из красных шламов
US6248302B1 (en) * 2000-02-04 2001-06-19 Goldendale Aluminum Company Process for treating red mud to recover metal values therefrom
RU2193525C1 (ru) * 2001-08-08 2002-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "АЛКОРУС ИНЖИНИРИНГ" Способ гидрохимической переработки алюмосиликатного сырья
WO2013104059A1 (en) * 2012-01-10 2013-07-18 Orbite Aluminae Inc. Processes for treating red mud
RU2734423C1 (ru) * 2019-12-17 2020-10-16 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Способ переработки красного шлама

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2048556C1 (ru) * 1992-12-01 1995-11-20 Производственно-коммерческая фирма "ТНП - Индастри" Способ извлечения алюминия, кальция и редкоземельных металлов из красных шламов
US6248302B1 (en) * 2000-02-04 2001-06-19 Goldendale Aluminum Company Process for treating red mud to recover metal values therefrom
RU2193525C1 (ru) * 2001-08-08 2002-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "АЛКОРУС ИНЖИНИРИНГ" Способ гидрохимической переработки алюмосиликатного сырья
WO2013104059A1 (en) * 2012-01-10 2013-07-18 Orbite Aluminae Inc. Processes for treating red mud
RU2734423C1 (ru) * 2019-12-17 2020-10-16 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Способ переработки красного шлама

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2803472C1 (ru) * 2023-03-22 2023-09-13 Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский и проектный институт "Технологии обогащения минерального сырья" Способ переработки красных шламов глиноземного производства
RU2816710C1 (ru) * 2023-06-06 2024-04-03 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Способ переработки подшламовой воды

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2659968C1 (ru) Способ получения литиевого концентрата из литиеносных природных рассолов и его переработки в хлорид лития или карбонат лития
RU2416654C1 (ru) Способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса
CN101151212B (zh) 氧化铝回收
CN109970267A (zh) 脱硫废水分质结晶的处理方法及处理装置
CN109987742A (zh) 含重金属、油及高浓度混合盐的镍湿法冶金废水零排放工艺
JPH02221107A (ja) 海水中の塩分離方法
RU2300496C2 (ru) Способ получения фосфорной кислоты
CN109437463A (zh) 石煤空白焙烧提钒高盐废水深度处理回用装置及使用方法
US2433458A (en) Treatment of pickle liquor
RU2756599C1 (ru) Способ комплексной переработки красного шлама методом кучного выщелачивания
CN110330042A (zh) 粉煤灰“一步酸溶法”工艺中除钙精制液的深度除杂方法
EP3222586A1 (en) A method of phosphorus removal and recovery
CN109650425A (zh) 一种从树脂除钙洗脱液中回收氯化铝的方法
RU2287597C2 (ru) Способ переработки окисленной никелькобальтовой руды
RU2437946C2 (ru) Способ переработки ванадийсодержащего сырья
CN112408458A (zh) 再生硫酸铜的生产设备及再生硫酸铜的生产方法
RU2375334C1 (ru) Способ извлечения фосфора из железосодержащих отходов переработки вятско-камских фосфоритов
SU982362A1 (ru) Способ извлечени молибдена
JPS6035200B2 (ja) 硬水の緩徐軟化法
RU2759979C1 (ru) Способ извлечения меди из кислых растворов
JPH01240192A (ja) 高純度酸化鉄を製造する方法
RU2183584C1 (ru) Способ получения оксида магния
RU2311467C2 (ru) Способ извлечения никеля и сопутствующих металлов
RU2155159C2 (ru) Способ получения синтетического двухводного гипса из кальцийсодержащего сырья
RU2164220C1 (ru) Способ переработки сульфатных ванадийсодержащих сточных вод