Изучение возможности выделения редкоземельных элементов из отходов глиноземного производства

Аннотация

Одним из потенциальных источников сырья для получения редкоземельных элементов (РЗЭ) являются техногенные отходы глиноземной промышленности – красный шлам и пыль электрофильтров спекательного передела бокситовой шихты, в которых концентрируется большинство РЗЭ. Подход к переработки этих отходов не только направлен на повышение эффективности использования ресурсов и сокращения выбросов загрязняющих веществ, но также на поиск эффективных решений по переработке низкокачественного глиноземсодержащего сырья, на котором вынуждены работать заводы алюминиевой промышленности России. Целью работы является исследование свойств модифицированных красных шламов (МКШ) щелочного спекания бокситового сырья и пыли электрофильтров (ПЭФ) печей спекания с дальнейшим выделением РЗЭ из слабокислых растворов обработки шлама и пыли в товарный продукт, а так же изучение закономерностей и механизмов протекающих при этом процессов и физико-химических характеристик получаемых продуктов и растворов. Установлено, что использование процесса сплавления исходного глиноземсодержащего сырья с каустической щелочью с последующим водным выщелачиванием приводит к фазовому превращению минералов железа и высвобождению РЗЭ из твердой матрицы минералов, что повышает эффективность извлечения ценных компонентов. Установлен интервал значений рН 2-3,5 нахождения скандия в слабокислом растворе выщелачивания. Выявлено, что рН оказывает значительное влияние на степень извлечения Sc и РЗЭ, и в присутствии катионов магния возможно их селективное извлечение даже при повышенном рН 3-4 из ПЭФ-В. Данные сорбции скандия в статических условиях из слабокислых растворов могут быть описаны моделью Ленгмюра, что говорит об образовании мономолекулярного слоя Sc на поверхности смолы S-958, а все активные центры обладают одинаковой энергией и энтальпией.
Результаты могут быть использованы в области переработки глиноземсодержащего сырья или технологии извлечения РЗЭ из многокомпонентных растворов, содержащих Al, Fe, Mg, Si и Ca.