赤泥盐酸浸出液中钪的萃取试验研究

【摘要】：钪是一种典型的稀散稀土元素。由于钪具有较高的化学活性、导电性良好、质软易切割等特点,使得它在国防、电光源、冶金工业、宇航、电子工业、化学工业、核技术、超导技术、玻璃工业、医学等重要领域中都有广泛的应用。钪在地壳中的平均丰度为3.6×10-3%,主要分布于钛磁铁矿、铝土矿、稀土矿、钒钛磁铁矿和煤矸石等矿石中,回收难度大。我国铝土矿中氧化钪的含量为40μg·g-1～150μg·g-1,比国外铝土矿中钪的含量高1～4倍。 赤泥是氧化铝生产过程排放的固体废弃物,其排放量大,呈强碱性,包含多种成分,其中含有大量有价金属,尤其是稀土金属元素,有很大的回收利用价值。铝土矿中98%的钪都集中在赤泥中。本实验所用赤泥钪的含量是每吨含氧化钪160g,一般赤泥中平均氧化钪含量大都在100g/t以上,甚至有的高达200g/t。近来,云南省圈定的两个独立钪矿体氧化钪平均品位66g/t,浙江省内发现的超大型钪矿钪含量为每吨矿可提炼氧化钪22g,钪的品位都不是很高。因此,从赤泥中提取钪对于有色金属冶金固体废弃物的综合利用以及钪的开发和回收都具有重要意义。 本文首先对赤泥盐酸浸出液进行了预处理,在一次浸出液预处理过程中,脱硅效率随温度的升高而升高,当温度达到60℃以后,脱硅效率增大有限。回收铝溶出时当Na20k浓度为280g/L时,铝酸钠溶液中的氧化铝不随压力的增大而增大,溶出时配碱Na2Ok的浓度确定为280g/L。 萃取过程主要研究了萃取工艺条件和萃取机理。在P204萃取Sc(Ⅲ)体系中,萃取剂浓度增加,分配比略有增加,分离系数减小。料液酸度增加,在低酸浓度下,分配比减小,此时按阳离子交换机理进行,增加酸浓度不利于萃取的进行；在高酸浓度下,分配比增加,此时萃取体系主要是溶剂化萃取机理进行。加热料液分配比和分离系数都有所下降,并且产生乳化层,所以萃取宜在室温下进行。 低酸度下P204萃取反应式为： 高酸度下萃取反应式为： P507有较好的选择性,对铁和铝几乎没有萃取作用。在P507萃取Sc(Ⅲ)体系中,萃取剂浓度增加,分配比变化不大；料液酸度和温度对萃取的影响和P204萃取体系类似。P507萃取体系乳化现象比较严重,浸出液预处理是重要环节。 低酸度下P507萃取反应式为： 高酸度下P507萃取反应式为： 在P204和P507协同萃取体系中,当P204和P507的浓度比为2:1时,分配比达到最大。料液酸度和温度对萃取的影响和单一萃取剂萃取时一样。协同萃取利用了P204较强的萃合能力和P507的较好选择性,是一种有研究价值的协同萃取体系。P204和P507协同萃取反应式为：

【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TF845.1