稀土元素钪从赤泥中提取已取得广泛应用
赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣,因含氧化铁量大,外观与赤色泥土相似,故被称为赤泥。一般平均每生产1吨氧化铝,附带产生1.0吨~2.0吨赤泥。目前大量的赤泥通常采用海洋排放与陆地堆存的方法来处置。而赤泥中含有大量的强碱性化学物质,传统的处理...
一、赤泥提钪具有很好的社会效益
赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣,因含氧化铁量大,外观与赤色泥土相似,故被称为赤泥。一般平均每生产1吨氧化铝,附带产生1.0吨~2.0吨赤泥。目前大量的赤泥通常采用海洋排放与陆地堆存的方法来处置。而赤泥中含有大量的强碱性化学物质,传统的处理方式将会对周边的水体、大气、土壤造成严重污染,而且堆场需要大量的费用和大面积的农田。
近年来,资源的匮乏成为限制我国有色金属工业发展的因素之一,矿产资源的有效利用也逐渐成为研究热点。赤泥中富含大量的有价金属,露天堆放的赤泥若加以利用,在缓解资源匮乏的同时,也能解决赤泥堆放带来的环境问题。
钪,元素符号是Sc,原子序数是21,易溶于水,可与热水作用,在空气中容易变暗,主要化合价为+3价。目前钪在冶金、化工、电子等行业被广泛应用。作为一种稀土元素,自然界中已知的含钪矿物种类达800多种,但是独立存在的钪矿物资源比较少,一般情况下若矿石中的钪含量能在0.002%~0.005%之间,则可以视作重要的钪资源。铝土矿中钪的含量—般超过0.004%,而赤泥经提铝后钪含量可富集到0.01%以上。而且赤泥中钪的经济价值占所有稀土元素价值的比例超过了90%。
二、赤泥回收钪工艺
目前,从赤泥中提取钪的工艺技术主要包括:预处理、酸浸、萃取、洗涤、反萃、精提等几个步骤。预处理通常采用还原熔炼法处理含铁量较高的赤泥,而我国赤泥的成分普遍含铁量较低。该技术路线中核心工艺主要包括:钪的酸浸和萃取两个步骤。
萃取阶段,采用溶剂萃取具有处理量大、操作简单等优点。而且随着各种新型萃取药剂的研发与发展,溶剂萃取的应用也越来越多,赤泥酸浸液中钪的萃取结果也得到改善。常用的萃取剂有:磷酸类萃取剂(如P204、P350、P507、Cyanex 272 、lonquest801、TBP、DDPA、TOPO)、8-HQ、TIA、亚砜类萃取剂等),羧酸类萃取剂Versatic acid 10、伯胺Primene JMT,中性磷萃取剂Cextrant 230等。该萃取阶段常采用离心萃取设备和混合澄清槽作为核心萃取设备,而采用CWL-M系列离心萃取机具有以下优势:
1、金属萃取率高
2、工艺流程简单、操作方便
3、获得反萃液品质稳定,可满足不同生产要求
4、处理后的水相溶剂残留量少,可减轻后续工段处理压力
5、萃取设备占地面积少,处理弹性大