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《太原理工大学》 2009年
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赤泥浸出萃取钪的工艺研究

于永波  
【摘要】: 赤泥是氧化铝生产过程中排出的固体废渣,它的大量排放和堆存,使氧化铝的生产成本增加,同时也带来了巨大的环境问题和安全隐患。赤泥中含有的有价金属钪作为一种典型的稀散稀土元素,90~95%赋存于铝土矿、磷块岩及铁钛矿石中。由于它具有较高的化学活性、导电性良好、质软易切割等特点,使得它在电光源、宇航、电子工业、核技术、超导技术等重要领域中均获得了广泛的应用。因而,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具有重要意义。 本论文以拜耳法赤泥为研究对象,对拜耳法赤泥的化学组成进行了较为全面的分析,并借助ICP-MS、XRD、电子探针等仪器分析手段对拜耳法赤泥的物相组成和矿物中的含钪量进行了研究。研究表明,铝土矿到赤泥过程中新生成的钙霞石、水化石榴石、钙铁石榴石、水合铝硅酸钠等铝硅酸盐矿物相中钪的含量极低,钪主要以类质同象形式分散于金红石、钛铁矿等物相中。通过测定钪随赤泥粒度的含量分布,发现钪在各个粒级中的含量,无明显的分布规律,没有特殊的富集现象,故不宜采用筛选的方法得到含钪量较高的赤泥。 结合拜耳法赤泥的物理化学性质,通过正交试验设计对赤泥盐酸浸出钪的工艺条件进行了研究,确定了影响钪和铁浸出效果的各因素主次顺序,得到浸出钪的最优化方案。当浸出剂盐酸浓度6 mol/L,液固比L/S=5:1,反应温度为60℃,反应时间为1 h,钪的浸出率大于85%,酸耗量约为21.2mol/kg赤泥。采用P204-R-煤油萃取体系从盐酸浸出液中萃取钪,萃取条件为O/A=1:1、萃取剂P204和添加剂R的浓度分别为1%、盐酸酸度为3 mol·L-1、振荡时间10 min的情况下,钪萃取率达到92%以上,而铁萃取率仅为3.7%,钪与铁的分离系数达到了312,实现了较好的分离效果。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TF843;X758

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