СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ, КАЛЬЦИЯ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ КРАСНЫХ ШЛАМОВ ГЛИНОЗЕМНЫХ ПРОИЗВОДСТВ

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ, КАЛЬЦИЯ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ КРАСНЫХ ШЛАМОВ ГЛИНОЗЕМНЫХ ПРОИЗВОДСТВ


RU (11) 2034066 (13) C1

(51) 6 C22B21/00, C22B26/20, C22B59/00, C01F7/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 92010983/02 
(22) Дата подачи заявки: 1992.12.01 
(45) Опубликовано: 1995.04.30 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Цветные металлы, 1983, N 12, с.43. 
(71) Заявитель(и): Производственно-коммерческая фирма "ТНП-Индастри" 
(72) Автор(ы): Комаров П.В.; Молотилкин В.К.; Поляков М.С.; Шильников А.Ю. 
(73) Патентообладатель(и): Производственно-коммерческая фирма "ТНП-Индастри" 

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ, КАЛЬЦИЯ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ КРАСНЫХ ШЛАМОВ ГЛИНОЗЕМНЫХ ПРОИЗВОДСТВ 

Изобретение относится к способам извлечения легких, преимущественно алюминия, щелочноземельных, преимущественно кальция, и редкоземельных металлов из красных шламов - отходов глиноземных производств. Цель изобретения - повышение избирательности извлечения целевых продуктов и упрощение процесса. Данный способ включает выщелачивание кислотой, фильтрацию раствора и разделение извлекаемых целевых продуктов. Новым в способе является то, 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 30 - 80°С в течение 0,5 - 5,0 ч. 4 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам извлечения легких, преимущественно алюминия, щелочноземельных, преимущественно кальция, и редкоземельных металлов из красных шламов отходов глиноземных производств.

Цель изобретения повышение избирательности извлечения целевых продуктов и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе извлечения алюминия, кальция и редкоземельных металлов из красных шламов глиноземных производств, включающем выщелечивание кислотой, фильтрацию раствора и разделение извлекаемых целевых продуктов, 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 30-80о С в течение 0,5-5 ч.

Изобретение иллюстрируется приведенными ниже примерами.

Проверку способа проводили на опытной установке с использованием спекательного красного шлама Бокситогорского глиноземного завода как наиболее сложного в переработке.

Состав красного шлама, использованного в примерах, приведен в табл.1.

Результаты экспериментов по извлечению алюминия, кальция и редкоземельных металлов известным и предлагаемым способами при использовании различных выщелачивающих реагентов жидкой карбоновой кислоты жирного ряда с числом атомов углерода в молекуле более 5, а именно октановой кислоты (С8Н15О2), а также смеси синтетических жирных карбоновых кислот (СЖК), промышленный образец, с числом атомов углерода в молекуле от 7 до 9 при различном соотношении сухой твердой и жидкой фаз, температуре и продолжительности процесса извлечения приведены в нижеследующих примерах и табл. 2-4.

П р и м е р 1 (по известному способу). Пробу красного шлама, полученного при переработке бокситов по методу Байера и содержащего 12% Al2O3, 14% CaO, 36% Fe2O3, 9% SiO2, 4% TiO2 и 0,0007% Sc, подвергали восстановительной плавке при 1400о С с известняком и коксом в течение 80 мин. При плавке образовывался саморассыпающийся алюмокальциевый шлак примерного состава: 20% Al2O3, 51% CaO, 6% TiO2, 15% SiO2, содержащий примерно 0,001% Sc, и чугун, в котором содержалось менее 0,00005% Sc.

После выщелачивания шлака 30%-ным раствором серной кислоты и фильтрации раствора получили раствор, содержащий сульфаты алюминия и редкоземельных металлов, в частности скандия, а также твердый остаток, включающий сульфат кальция. Редкоземельные металлы из сульфатного раствора, полученного в результате фильтрации, извлекали в органическую фазу путем экстракции 5%-ным раствором Ди2ЭГФК (ди-2-этилгексилфосфорная кислота) в керосине. Затем органическую фазу обрабатывали 10%-ным раствором соды и получали осадок гидроокисей редкоземельных металлов и раствор карбоната скандия.

При экстракции алюминий в виде сульфата оставался в водном растворе.

Алюминий, кальций и редкоземельные металлы из полученных продуктов извлекали одним из известных способов [1]

П р и м е р 2 (по предлагаемому способу). Пробу красного шлама влажностью 44% и массой 100 г выщелачивали 500 мл октановой кислоты (С8Н15О2) при перемешивании в течение 2 ч при 60о С. Раствор фильтровали на фильтре Шотта. Для выделения алюминия, кальция и редкоземельных металлов экстракт промывали достаточным количеством серной кислоты до достижения равновесного значения рН 3,0 (для водной фазы). При этом алюминий и редкоземельные металлы, кроме скандия, в виде сульфатов переходили в водный раствор, а кальций в виде нерастворимого сульфата (гипса) выпадал в осадок. Осадок отделяли фильтрацией на фильтре Шотта, а водный раствор, содержащий алюминий и редкоземельные металлы, обрабатывали 10%-ным раствором едкого натра (NaOH).

Редкоземельные металлы, кроме скандия, выделялись в виде осадка гидроокисей, а алюминий в виде алюмината натрия оставался в растворе.

Экстракт после удаления из него алюминия, кальция и редкоземельных металлов, кроме скандия, промывали достаточным количеством серной кислоты до достижения равновесного значения рН 1,5 (для водной фазы). При этом скандий в виде сульфата переходил в водный раствор.

Степень извлечения целевого продукта определяли как отношение абсолютного количества выделенного элемента к его абсолютному количеству, содержащемуся в пробе, выраженное в процентах (%).

Результаты представлены в табл.2.

П р и м е р 3 (по предлагаемому способу). Пробу красного шлама влажностью 44% и массой 100 г выщелачивали 500 мл (концентрация 100%) смеси синтетических жирных карбоновых кислот (СЖК) с числом атомов углерода в молекуле от 7 до 9 при перемешивании в течение 2 ч при 60о С при массовом соотношении сухой твердой и жидкой фаз 1:7.

Опыт проводили по схеме примера 2.

Результаты представлены в табл.2.

П р и м е р ы 4-18 (по предлагаемому способу). Проведена серия опытов по исследованию влияния температуры и продолжительности на извлечение целевых продуктов. Пробу красного шлама влажностью 44% и массой 100 г выщелачивали 500 мл (концентрация 100% ) смеси синтетических жирных карбоновых кислот (СЖК) при перемешивании в течение 0,5-5,0 ч при 30-80о С при массовом соотношении сухой твердой и жидкой фаз 1:7.

Опыты проводили по схеме примера 2.

Результаты представлены в табл.3.

П р и м е р ы 19-22 (по предлагаемому способу). Проведена серия опытов по исследованию влияния массового соотношения сухой твердой и жидкой фаз на извлечение целевых продуктов. Пробу красного шлама влажностью 44% и массой 100 г выщелачивали смесью синтетических жирных карбоновых кислот (СЖК, концентрация 100%) при перемешивании в течение 2 ч при 60о С.

Опыты проводили по схеме примера 2.

Результаты представлены в табл.4.

Анализ результатов опытов позволяет сделать следующие выводы.

Выщелачивающие способности октановой кислоты, т.е. отдельной карбоновой кислоты, и смеси синтетических жирных кислот практически одинаковы. Это объясняется тем, что химические свойства алкилкарбоновых кислот (с числом атомов углерода в молекуле более 5), характеризующиеся значением констант кислотной диссоциации и констант устойчивости комплексных соединений с металлами, очень близки. По этой же причине в качестве выщелачивающих веществ могут быть использованы и другие виды алкилкарбоновых кислот с числом атомов углерода более 5, а именно: нафтеновые кислоты и высшие изомерные карбоновые кислоты (ВИК), которые, как и синтетические жирные кислоты, выпускаются промышленностью.

Степень извлечения целевых продуктов существенно зависит от времени выщелачивания и температуры. Причем чем выше температура, тем быстрее достигается максимальная степень извлечения элементов: Al 15% Ca 84% Sc 30% La 9% Повышение температуры свыше 80о С нецелесо- образно из-за значительных теплозатрат, не приводящих к существенному росту степени извлечения продуктов. Выщелачивание при температуре ниже 30о С характе- ризуется невысокой скоростью течения процесса и требует длительного времени. Поэтому с технологической точки зрения оптимальные условия выщелачивания: температура 60-80о С и продолжительность процесса 2 ч.

Выбранный диапазон массового соотношения сухой твердой и жидкой фаз 1: (7-10) ограничен снизу загустеванием органической фазы за счет выпадения карбоксилатов металлов и трудностями фильтрации. Увеличение этого соотношения более 1:10 нецелесообразно из-за больших материальных потоков и неполного использования массы экстрагента.

Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известным является упрощение процесса извлечения алюминия, кальция и редкоземельных металлов из красных шламов за счет исключения восстановительной плавки и всех операций и оборудования, непосредственно связанных с осуществлением этого процесса, а также возможность селективно извлечь из красных шламов алюминий, кальций и редкоземельные металлы путем перевода их в органическую фазу, из которой в дальнейшем можно легко осуществить дробное непрерывное выделение отдельных целевых продуктов. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ, КАЛЬЦИЯ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ КРАСНЫХ ШЛАМОВ ГЛИНОЗЕМНЫХ ПРОИЗВОДСТВ, включающий выщелачивание кислотой, фильтрацию раствора и разделение целевых продуктов, отличающийся тем, что выщелачивание проводят с использованием жидких карбоновых кислот жирного ряда с числом атомов углерода в молекуле более пяти или их смеси при массовом соотношении сухой твердой и жидкой фаз 1 (7 10) при 30 80oС в течение 0,5 - 5,0 ч.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru