TY - JOUR

T1 - Селективное извлечение скандия из пыли электрофильтров печи спекания бокситов кислыми растворами сульфата магния

AU - Shoppert, A. A.

AU - Chaikin, L. I.

AU - Loginova, I. V.

AU - Napol’skikh, Yu A.

N1 - Funding Information: A. A. Shoppert, Associate Professor1, Candidate of Technical Sciences, e-mail: a.a.shoppert@urfu.ru mud and ESP dust generated by sintering plants. Most of the previous research studies focused on red mud leaching using a variety of strong acids. However, because of the need to neutralize the caustic alkali present in red mud, as well as to dissolve iron and other macrocomponents, the above process is associated with a high consumption of reagents. This paper examines the possibility to selectively recover REEs from ESP dust at high pH values in the presence of magnesium cations. It is shown that the prior water leaching of ESP dust helps achieve a double rise in the REE concentration and considerably lower the concentration of Na2O in the solid residue. For selective recovery of REEs, the authors used weak solutions (pH = 2÷5) of sulphuric acid with magnesium sulphate. The latter help to desorb REEs from the surface of minerals contained in the solid residue. Over 75% Sc was recovered through solid residue leaching conducted at the temperature of 80 oC, liquid-to-solid ratio of 10:1 and duration of 60 min at pH = 2. The recovery of iron and titanium did not exceed 1–5%. With all other conditions being equal, raising pH to 3.5 would lead to a drop in the scandium recovery to 63% while the recovery of iron and titanium would drop to 0.2%. It was also found that, as the result of sulphuric acid leaching, the calcium that is present in the initial ESP dust gets precipitated in the form of gypsum and a certain amount of REEs may get carried away. This research was carried out as part of Grant No. 22-29-01515 of the Russian Science Foundation; the concentration of rare earth elements in the solid residue was determined through inductively coupled plasma mass spectrometry, supported through an assignment of the Government of the Russian Federation under Grant No. 075-03-2021-051/5. Key words: sintering plant, bauxite, ESP dust, rare earth elements, scandium, selective leaching. Publisher Copyright: © 2022, Ore and Metals Publishing house. All rights reserved.

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - В число потенциальных источников сырья для получения скандия и других редкоземельных элементов (РЗЭ) входят полупродукты глиноземного производства: красный шлам (КШ) и пыль электрофильтров (ПЭФ) печей спекания. Большинство предыдущих исследований были направлены на выщелачивание КШ с использованием различных кислот высокой концентрации. Однако при этом наблюдается большой расходреагентов из-за необходимости нейтрализации содержащейся в КШ каустической щелочи, растворения железа и других макрокомпонентов. Авторами статьи исследована возможность селективного кислотногоизвлечения РЗЭ из ПЭФ при повышенных значениях pHх в присутствии катионов магния. Показано, что предварительное водное выщелачивание ПЭФ позволяет повысить концентрирование РЗЭ в 2 раза и значительно снизить содержание Na2O в твердом остатке. Селективное извлечение РЗЭ проводили при помощи разбавленных (pH = 2÷2 5) растворов серной кислоты с добавлением сульфата магния, который может выступать в качестве десорбента РЗЭ с поверхности минералов твердого остатка. При выщелачивании твердого остатка при температуре 80 o C, отношении Ж:Т = 10:1 и продолжительности выщелачивания 60 мин при pH = 2 извлекали более 75 % Sc. Извлечение железа и титана при этом не превышало 1–5 %. Повышение pH до 3,5 при прочих равных условиях приводило к снижению степени извлечения скандия до 63 %, а железа и титана — до 0,2 %. Также было выявлено, что кальций, который содержался в исходной ПЭФ, в результате выщелачивания серной кислотой осаждается из раствора в виде гипса, при этом может также увлекаться часть РЗЭ.Работа выполнена в рамках гранта Российского научного фонда № 22-29-01515, определение содержания РЗЭ в твердом остатке методом ИСП-МС выполнено при поддержке Госзадания РФ по Гранту № 075-03-2021-051/5.

AB - В число потенциальных источников сырья для получения скандия и других редкоземельных элементов (РЗЭ) входят полупродукты глиноземного производства: красный шлам (КШ) и пыль электрофильтров (ПЭФ) печей спекания. Большинство предыдущих исследований были направлены на выщелачивание КШ с использованием различных кислот высокой концентрации. Однако при этом наблюдается большой расходреагентов из-за необходимости нейтрализации содержащейся в КШ каустической щелочи, растворения железа и других макрокомпонентов. Авторами статьи исследована возможность селективного кислотногоизвлечения РЗЭ из ПЭФ при повышенных значениях pHх в присутствии катионов магния. Показано, что предварительное водное выщелачивание ПЭФ позволяет повысить концентрирование РЗЭ в 2 раза и значительно снизить содержание Na2O в твердом остатке. Селективное извлечение РЗЭ проводили при помощи разбавленных (pH = 2÷2 5) растворов серной кислоты с добавлением сульфата магния, который может выступать в качестве десорбента РЗЭ с поверхности минералов твердого остатка. При выщелачивании твердого остатка при температуре 80 o C, отношении Ж:Т = 10:1 и продолжительности выщелачивания 60 мин при pH = 2 извлекали более 75 % Sc. Извлечение железа и титана при этом не превышало 1–5 %. Повышение pH до 3,5 при прочих равных условиях приводило к снижению степени извлечения скандия до 63 %, а железа и титана — до 0,2 %. Также было выявлено, что кальций, который содержался в исходной ПЭФ, в результате выщелачивания серной кислотой осаждается из раствора в виде гипса, при этом может также увлекаться часть РЗЭ.Работа выполнена в рамках гранта Российского научного фонда № 22-29-01515, определение содержания РЗЭ в твердом остатке методом ИСП-МС выполнено при поддержке Госзадания РФ по Гранту № 075-03-2021-051/5.

KW - bauxite

KW - ESP dust

KW - rare earth elements

KW - scandium

KW - selective leaching

KW - sintering plant

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85139410278&partnerID=8YFLogxK

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=54488100

U2 - 10.17580/tsm.2022.08.04

DO - 10.17580/tsm.2022.08.04

M3 - Статья

AN - SCOPUS:85139410278

VL - 2022

SP - 34

EP - 39

JO - Tsvetnye Metally

JF - Tsvetnye Metally

SN - 0372-2929

IS - 8

ER -