赤泥中提取稀土金属

赤泥中提取稀土金属赤泥亦称红泥，从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物。一般含氧化铁量大，外观与赤色泥土相似，因而得名。但有的因含氧化铁较少而呈棕色，甚至灰白色。赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生2.0吨左右赤泥。我国也是一个产铝大国，每年的铝产量都是千万吨,大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响，所以最大限度的减少赤泥的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。目前的赤泥处理都是提取赤泥中含量较高的铁、铝、钙、钛、钪等金属元素或利用赤泥来制造一些建筑材料，并取得了一些成就。但是对于含量较少的稀有稀土元素的提取还相对较少。以下介绍稀土金属的提取工艺。目前，从赤泥中提取稀土稀有元素的主要工艺是采用酸浸一――提取工艺，酸浸包括盐酸浸出、硫酸浸出、硝酸浸出等。Ochsenkuhn-Petropoulou〔11〕等研究了用稀硝酸浸出赤泥,采用离子交换法从其浸出液中分离钪、镧系元素。其工艺是：赤泥用稀硝酸(0.6N),液固比为200：1混合，搅拌lh,在常温常压下浸出。在这个过程中赤泥中碱被酸中和溶解，酸度控制在0.5N左右，Sc、Y、La系等稀有金属能从赤泥中溶解出50%〜75%。

然后，取出溶解液体，通过离子交换柱，进行离子交换。采用耐强酸阳离子型树脂，然后用0.15N的HN03淋洗。在此研究中，笔者确定了酸浸过程中的固液比、硝酸的浓度和浸出液酸度控制等参数；而且进行溶剂萃取富集提纯钪和稀土的半工业化试验取得了成功。国内尹中林〔12〕对从平果铝矿的拜耳法赤泥中提取氧化钪进行了初步试验研究，其步骤如下：首先用盐酸浸出赤泥，接着用P204+仲辛醇+煤油从酸浸液中萃取钪，盐酸反萃除杂后，用NaOH溶液反萃取，得氢氧化物沉淀。再用盐酸溶液解，TBP+仲辛醇+煤油萃取钪,经水反萃后，加酒石酸+氨水进行沉淀，将沉淀物灼烧得Sc2O3产品，其产品纯度可达95.25%。张江娟〔13〕等对赤泥盐酸浸出液提取钪的工艺研究，得出了以下结论：用1%P507从HCl浸出液中萃取钪，用6mol/L的HCl和蒸馏水进行洗涤，再以2NNaOH溶液为反萃剂。最终得到的钪富集物中Sc2O3的纯度为66.09%，比原料富集了2600倍以上。由这样的粗钪制取高纯氧化钪就容易得多。从赤泥中CaO、SiO2和A12O3含量高入手，赤泥中的有价金属逐步富集提取的思路。提出了一种新的工艺。工艺如下：

浸出回收TBP含Ti、S価Na()l1萃取诫【常氐REE>浸出回收TBP含Ti、S価Na()l1萃取诫【常氐REE>萃取灌(含S小迺一鼻沉決!浸出穩(含触、P*匚比Se.Rd5%烟气…匚 疏收怫盐战■'!L——•浸出浸出液t肯NgAl)戒灌墜1Z扔占 K«di^Sl*盘曲倚T卄抚怦"■ 戕出将赤泥配成一定的液固比,作为一种吸收剂,吸收热电厂燃煤排放的S02烟气。在这个过程中，赤泥中的碱被S02中和溶解，pH可以降到5以下,大大减少了酸浸过程中酸的消耗量;且用赤泥吸收SO2的实验已经取得了成功。用6mol/LHCL选择性浸取赤泥，大部分金属以离子的形式进入到溶液中，钛不溶于低浓度盐酸从而富集于残渣中。用92%高浓度H2SO4酸解残渣,然后对酸解液进行水解得偏钛酸,煅烧偏钛酸制得二氧化钛。酸解后的渣主要含量为SiO2，可以用来生产水泥和耐火材料。取(2)中产生的酸解液加入CaO，沉淀。溶液是CaCl2，沉淀是Fe、Al、REE、Se的氢氧化物。从溶液中提取CaCl2，可以作为工业生产高纯度CaCl2的原料。然后，在沉淀中加入过量的NaOH,Al以NaAlO2的形式进入到溶液中，沉淀中的稀土和钪总含量得到更好的富集。加NaOH后，液体部分主要是NaAlO2，可以直接返回拜耳系统利用，或调节PH4.5-5，使水解以Al(OH)3沉淀析出，经过滤、涤、烘干、煅烧而制得Al2O3产品。回收Sc和REE。经过一系列对有价金属的回收和除杂,Sc和REE得到了很好的富集，用萃取剂提取。此工艺的优点在于:①此工艺首先解决了酸浸过程中酸耗量太大的问题，降低了处理成本。②赤泥中的成分按一步分离一种的原则,能有效分离，