Деструкция минеральных компонентов красного шлама при гидротермальном извлечении скандия

Аннотация

Разработана технология извлечения скандия из красного шлама переработки бокситов гидрохимическим методом, включающая предварительную обработку красного шлама щелочным раствором для извлечения алюминия, последующую термохимическую трансформацию в растворе гидрокарбоната натрия и репульпацию в растворе, содержащем смесь карбоната и гидрокарбоната натрия и сорбционное извлечение скандия из карбонизационного раствора. В результате предварительной обработки красного шлама щелочным раствором, с добавлением CaO из расчета получения в пульпе cоотношения CaO:SiO₂ = 1:1 при температуре 240-260°С получено извлечение алюминия в растворе более 80%. Для повышения степени извлечения скандия проводят термохимическую трансформацию фазового состава красного шлама путем обработки раствором гидрокарбоната натрия при температуре 260°С, продолжительности 6 часов и отношении Ж:Т = 10. Извлечение скандия из красного шлама осуществляют  методом репульпации пульпы содо-гидрокарбонатном оборотном раствором, содержащем Na₂O_общ = 65г/дм³ при соотношении NaHCO₃/Na₂CO₃ ~ 2 с газацией раствора углекислым газом до достижения pH≤9 при температуре 80°С и продолжительности 3 часа. По разработанной технологии степень извлечения скандия из красного шлама составила 86.5%. Эффективность технологии связана с деструкцией минеральных компонентов красного шлама в результате двухстадийной трансформации фазового состава, его перекристаллизацией и освобождением трудновскрываемой части скандия. Проведен анализ существующих технологий сорбционного извлечения скандия из сернокислых растворов выщелачивания, который показал, что наилучшей селективностью по скандию обладают ионообменные смолы, синтезированные фосфорированием сополимеров стирола и дивинилбензола. При использовании фосфорсодержащего амфотерного ионита Lewatit TP 260 степень извлечения скандия из карбонизационного раствора составила 98%.