Физико-химические основы извлечения скандия и галлия из продуктов переработки боксита

• Автор: Пасечник, Лилия Александровна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 116 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. ОСНОВНЫЕ СЫРЬЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ СКАНДИЯ И ГАЛЛИЯ.

1.2. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ СКАНДИЯ И ГАЛЛИЯ

1.2.1. Методы концентрирования в технологии скандия

1.2.2. Технология галлия.

1.3. РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЛЛИЯ И СКАНДИЯ ПО ПРОДУКТАМ

ПЕРЕДЕЛА В АЛЮМИНИЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.

1.3.1. Распределение галлия при переработке глиноземсодержащего сырья по Байеру

1.3.2. Распределение галлия при переработке глиноземсодержащего сырья

способом спекания.
1.3.3. Поведение скандия при переработке глиноземсодержащего сырья.
1.4. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СОДОЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРОВ
1.4.1. Свойства соединений скандия в щелочных, карбонатных и гидрокарбонатных растворах.
Состояние ионов скандия в водных растворах.
Растворимость гидроксида скандия в содощелочных растворах
1.4.2. Поведение соединений галлия в щелочных растворах
Гаплатные содощелочные растворы
Разложение щелочных галлатных растворов
1.5. КАРБОНИЗАЦИЯ АЛЮМИНАТНЫХ РАСТВОРОВ
1.6. РАСТВОРИМОСТЬ КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ СЕРНОКИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКЕ СЫРЬЯ
СИСТЕМЫ , 232.
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, ИСХОДНЫЕ РЕАКТИВЫ
Метод изотермического насыщения
Инструментальные методы анализа
Химический анализ
Используемые реактивы
ГЛАВА 3. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОДОЩЕЛОЧНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ КРАСНОГО ШЛАМА С ПОЛУЧЕНИЕМ СКАНДИЕВОГО КОНЦЕНТРАТА.
3.1. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСТВОРИМОСТИ
В РАСТВОРАХ , 2 И .
3.2. ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙС ТВА КОМПЛЕКСНЫХ КАРБОНАТОВ СКАНДИЯ И НАТРИЯ
3.2.1. Исследование термической устойчивости комплексов
54I 0 п 2,
3.2.2. Влияние цинка на комплексообразование.
3.3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СКАНДИЙСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ.
3.4. КАРБОНИЗАЦИОННОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ СКАНДИЯ ИЗ
КРАСНОГО ШЛАМА ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА
3.5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ИЗВЛЕЧЕНИЯ СКАНДИЯ
ГЛАВА 4. НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГАЛЛИЯ ИЗ РАСТВОРОВ ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА.
4.1. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ ГАЛЛИЯ ПРИ РЕАГЕНТНОЙ КАРБОНИЗАЦИИ ЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРОВ.
ИК спектроскопическое изучение галлиевых осадков.
4.2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ ГАЛЛИЯ ИЗ РАСТВОРОВ ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЛИЗОМ
ГЛАВА 5. СЕРНОКИСЛОТНЫЙ СПОСОБ ВСКРЫТИЯ
КРАСНОГО ШЛАМА
5.1. ИЗУЧЕНИЕ ФАЗОВЫХ РАВНОВЕСИЙ В МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СИСТЕМЕ 232.
5.2. ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ СИСТЕМЫ 232.
ЛИТЕРАТУРА


При извлечении глинозема из боксита щелочными методами 0 скандия остаегся в нерастворимом остатке красном шламе, в то время как галлий одновременно с основным компонентом большей частью переходит в раствор. Крупнотоннажный характер переработки и замкнутость основного производственного цикла по щелочным растворам приводит постепенному накоплению в них галлия . Кроме того, комплексное использование минерального сырья позволяет снизить себестоимость основной продукции, а вовлечение в переработку отходов производства уменьшает отрицательное воздействие на окружающую среду. Шламоотвалы являются источниками загрязнения щелочами поверхностных и подземных водоемов, а также значительной запыленности атмосферы. Для строительства шламонакогштелей отводятся значительные участки земли. Переработка особенно важна в связи со сложной ситуацией с сырьевой базой редких металлов в России и с учетом факга, что освоение природных источников сырья РЗМ потребует, включая социальную сферу, намного больше материальных вложений, чем освоение техногенных образований. Последние уже находятся на поверхности и являются тонкоизмельченными, что облегчает их переработку. Цель работы заключается в разработке научного обоснования гидрохимических технологий извлечения ценных компонентов из состава бокситов на основе физикохимических исследований многокомпонентных систем, включающих соединения скандия и галлия. А1, 8с243РеНН при 1С в концентрационном интервале серной кислоты, образующейся при сернокислотном вскрытии красного шлама. Практическая значимость работы. Полученные данные по растворимости многокомпонентных систем рекомендованы к использованию в справочной литературе. Предложена карбонизационная технология извлечения скандия из КШ, технологически совместимая с основным глиноземным производством. Оптимизирована технология извлечения галлия электросоосаждением с носителем цинком из алюминатных растворов, определены условия ведения карбонизации и каустификации растворов, уменьшающие потери галлия. Предложены условия сернокислотного вскрытия красного шлама. Применение ацидоцикличсского процесса позволит осуществить циркуляцию сернокислых растворов, что приведет к снижению материальных потоков и созданию практически безотходного замкнутого технологического цикла, что весьма важно с экологической точки зрения. А243Ре8О4НН и 5с243Ре4НН. ГЛАВА 1. Галлий и скандий относительно широко распространены в природе, их содержание в земной коре составляет соответственно 1,03 и 2,03, что выше, чем у 8Ь, Ш, А, Аи и ряда других широко известных элементов , . Собственные минералы скандия и галлия в природе крайне редки и не имеют промышленного значения. Наиболее высокое содержание галлия около встречается в галлите С1Юа, а скандия в тортвейтите 8с. В качестве незначительной примеси, составляющей десятые первые тысячные доли процента, они встречаются в подавляющем большинстве минералов. Поведение этих элементов в природных процессах минералообразования определяется сходством физических, химических и кристаллохимических свойств некоторых их соединений и ряда наиболее распространенных элементов табл. Поэтому основной формой вхождения Бс и Оа в другие минералы является изоморфное замещение как изовалентное, так и гетеровален гное характерное в основном для скандия 8сШ МИ или 8сШ М1У. Обладая в большей степени литофильными свойствами близкими со свойствами элементов ША подфуппы А1 и 1п, основанными на полной идентичности конфигураций валентных электронов, близости атомных и ионных радиусов, в особенности с алюминием, галлий является постоянным спутником алюминия в природных минералах. Ионные радиусы ва, 7. Изоморфизм в кристаллических постройках различного тина с А1 и 7п включает железо в круг элементов, оказывающих существенное влияние на распространение галлия в земной коре. Содержание галлия в ильмените РеТЮ3 0,0,5, в ярозитс КРс0Н642 до 0, 7. Атомный вес. Потенциал ионизации, еУ 5, ,6. Ь , ,9 . Гз, Ь. Электроотрицатслыюсть, ккалгатом 1, 1, 1. Константы равновесия основной и кислотной форм диссоциации гидроксида к. КМО , Ко. КЧвЮ3 Кзвиел2 Косн4 Ю5 К2ов2.