赤泥中提取稀土金屬

赤泥中提取稀土金屬赤泥亦稱紅泥，從鋁土礦中提煉氧化鋁后排出的工業(yè)固體廢物。一般含氧化鐵量大，外觀與赤色泥土相似，因而得名。但有的因含氧化鐵較少而呈棕色，甚至灰白色。赤泥是制鋁工業(yè)提取氧化鋁時排出的污染性廢渣，一般平均每生產(chǎn)1噸氧化鋁，附帶產(chǎn)生2.0噸左右赤泥。我國也是一個產(chǎn)鋁大國，每年的鋁產(chǎn)量都是千萬噸,大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面積的堆場堆放，占用了大量土地，也對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。赤泥的產(chǎn)生已經(jīng)對人類的生產(chǎn)、生活造成多方面的直接和間接的影響，所以最大限度的減少赤泥的產(chǎn)量和危害，實(shí)現(xiàn)多渠道、大數(shù)量的資源化已迫在眉睫。目前的赤泥處理都是提取赤泥中含量較高的鐵、鋁、鈣、鈦、鈧等金屬元素或利用赤泥來制造一些建筑材料，并取得了一些成就。但是對于含量較少的稀有稀土元素的提取還相對較少。以下介紹稀土金屬的提取工藝。目前，從赤泥中提取稀土稀有元素的主要工藝是采用酸浸一――提取工藝，酸浸包括鹽酸浸出、硫酸浸出、硝酸浸出等。Ochsenkuhn-Petropoulou〔11〕等研究了用稀硝酸浸出赤泥,采用離子交換法從其浸出液中分離鈧、鑭系元素。其工藝是：赤泥用稀硝酸(0.6N),液固比為200：1混合，攪拌lh,在常溫常壓下浸出。在這個過程中赤泥中堿被酸中和溶解，酸度控制在0.5N左右，Sc、Y、La系等稀有金屬能從赤泥中溶解出50%?75%。

然后，取出溶解液體，通過離子交換柱，進(jìn)行離子交換。采用耐強(qiáng)酸陽離子型樹脂，然后用0.15N的HN03淋洗。在此研究中，筆者確定了酸浸過程中的固液比、硝酸的濃度和浸出液酸度控制等參數(shù)；而且進(jìn)行溶劑萃取富集提純鈧和稀土的半工業(yè)化試驗(yàn)取得了成功。國內(nèi)尹中林〔12〕對從平果鋁礦的拜耳法赤泥中提取氧化鈧進(jìn)行了初步試驗(yàn)研究，其步驟如下：首先用鹽酸浸出赤泥，接著用P204+仲辛醇+煤油從酸浸液中萃取鈧，鹽酸反萃除雜后，用NaOH溶液反萃取，得氫氧化物沉淀。再用鹽酸溶液解，TBP+仲辛醇+煤油萃取鈧,經(jīng)水反萃后，加酒石酸+氨水進(jìn)行沉淀，將沉淀物灼燒得Sc2O3產(chǎn)品，其產(chǎn)品純度可達(dá)95.25%。張江娟〔13〕等對赤泥鹽酸浸出液提取鈧的工藝研究，得出了以下結(jié)論：用1%P507從HCl浸出液中萃取鈧，用6mol/L的HCl和蒸餾水進(jìn)行洗滌，再以2NNaOH溶液為反萃劑。最終得到的鈧富集物中Sc2O3的純度為66.09%，比原料富集了2600倍以上。由這樣的粗鈧制取高純氧化鈧就容易得多。從赤泥中CaO、SiO2和A12O3含量高入手，赤泥中的有價金屬逐步富集提取的思路。提出了一種新的工藝。工藝如下：

浸出回收TBP含Ti、S価Na()l1萃取誡【常氐REE>浸出回收TBP含Ti、S価Na()l1萃取誡【常氐REE>萃取灌(含S小迺一鼻沉決!浸出穩(wěn)(含觸、P*匚比Se.Rd5%煙氣…匚 疏收怫鹽戰(zhàn)■'!L——?浸出浸出液t肯NgAl)戒灌墜1Z扔占 K?di^Sl*盤曲倚T卄撫怦"■ 戕出將赤泥配成一定的液固比,作為一種吸收劑,吸收熱電廠燃煤排放的S02煙氣。在這個過程中，赤泥中的堿被S02中和溶解，pH可以降到5以下,大大減少了酸浸過程中酸的消耗量;且用赤泥吸收SO2的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)取得了成功。用6mol/LHCL選擇性浸取赤泥，大部分金屬以離子的形式進(jìn)入到溶液中，鈦不溶于低濃度鹽酸從而富集于殘渣中。用92%高濃度H2SO4酸解殘渣,然后對酸解液進(jìn)行水解得偏鈦酸,煅燒偏鈦酸制得二氧化鈦。酸解后的渣主要含量為SiO2，可以用來生產(chǎn)水泥和耐火材料。取(2)中產(chǎn)生的酸解液加入CaO，沉淀。溶液是CaCl2，沉淀是Fe、Al、REE、Se的氫氧化物。從溶液中提取CaCl2，可以作為工業(yè)生產(chǎn)高純度CaCl2的原料。然后，在沉淀中加入過量的NaOH,Al以NaAlO2的形式進(jìn)入到溶液中，沉淀中的稀土和鈧總含量得到更好的富集。加NaOH后，液體部分主要是NaAlO2，可以直接返回拜耳系統(tǒng)利用，或調(diào)節(jié)PH4.5-5，使水解以Al(OH)3沉淀析出，經(jīng)過濾、滌、烘干、煅燒而制得Al2O3產(chǎn)品?；厥誗c和REE。經(jīng)過一系列對有價金屬的回收和除雜,Sc和REE得到了很好的富集，用萃取劑提取。此工藝的優(yōu)點(diǎn)在于:①此工藝首先解決了酸浸過程中酸耗量太大的問題，降低了處理成本。②赤泥中的成分按一步分離一種的原則,能有效分離，