Регистрация / Вход
Прислать материал

14.578.21.0014

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.578.21.0014
Тематическое направление
Рациональное природопользование
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Название доклада
Разработка технологических принципов получения оксида скандия с заданной степенью чистоты из красного шлама
Докладчик
Александров Павел Владимирович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цель: разработка оптимальной технологии извлечения скандия из красных шламов – отходов глиноземного производства ОАО «СУАЛ» филиал УАЗ-СУАЛ.

Задачи:

1. Разработка новых принципов решения проблемы извлечения скандия из красных шламов, адаптированных к условиям действующего глиноземного производства и позволяющих осуществить первичное концентрирование с получением чернового концентрата скандия.
2. Экспериментальные исследования переработки красного шлама с получением технического оксида скандия.
3. Разработка технологических основ производства оксида скандия квалификации ОС-99,0 из чернового концентрата скандия, полученного при переработки красного шлама.
4. Разработка лабораторных технологических регламентов процессов.
Актуальность и новизна исследования
Создание технологических основ производства соединений скандия высокой чистоты из красных шламов имеет важное народнохозяйственное значение и будет способствовать развитию высокотехнологичного производства в России. Отсутствие в РФ с 1991 г. производственных мощностей по производству соединений скандия при его высокой востребованности на рынке свидетельствует об актуальности настоящих исследований.
Описание исследования

Проведены исследования по получению технического оксида скандия из упаренных сернокислых растворов до концентраций скандия не менее 20 мг/л, при которых эффективна экстракционная технология. Предлагаемый вариант основан на концентрировании раствора, полученного прямым сернокислотным выщелачиванием красного шлама, либо карбонат-бикарбонатным выщелачиванием с последующим выделением из содового раствора гидроксида скандия и растворением его в серной кислоте. Полученные растворы направляют на экстракцию скандия ди–2–этилгексилфосфорной кислотой (Д2ЭГФК) с добавкой трибутилфосфата (ТБФ). В результате реэкстракции получают фторид скандия, из которого путем растворения в щелочи и последующим осаждением получают технический гидроксид скандия чистотой 95 %.

Проведены исследовательские работы по изучению кавитационного воздействия на выщелачивание красных шламов карбонатными растворами на уникальном научно-исследовательском стенде высокоинтенсивных кавитационных воздействий (УНИС ВКВ), разработанным в НИТУ «МИСиС».

Исследовано влияние предварительной механоактивации на планетарных мельницах на выщелачивание красных шламов карбонатными растворами.

С целью интенсификации процессов выщелачивания скандия разработаны методики определения извлекаемого скандия из красного шлама в карбонатно-бикарбонатные растворы, включающие:

  • описание методологии определения извлекаемого скандия из красного шлама в карбонатно-бикарбонатные растворы;
  • анализ полноты литературных данных, необходимых для построения термодинамических моделей твердых фаз и растворов, образующихся на стадии карбонизации красного шлама УАЗ;
  • разработка методики оценки термодинамических свойств кристаллических фаз красного шлама с учетом возможной их нестехиометрии;
  • определение термодинамических свойств растворов для оценки бинарных параметров межчастичных взаимодействий многокомпонентной жидкой фазы.
Результаты исследования

Предложены технологическая и аппаратурно-технологическая схема получения оксида скандия при переработке красного шлама по содовой технологии его вскрытия, совместимой с технологией переработки бокситов по способу Байера. Получен оксид скандия марки ОС-99.

На территории Индустриального партнера проведен монтаж и пуско-наладочные испытания экспериментальной лабораторной установки по очистке скандиевого концентрата с получением оксида скандия квалификации ОС-99,0. Получена экспериментальная партия чернового концентрата скандия, для проведения работ по очистке с получением оксида скандия квалификации ОС-99,0. Проведены опытные плавки по утилизации красного шлама с получением ликвидной продукции – железистого полупродукта.

Разработан лабораторный технологический регламент получения оксида скандия квалификации ОС-99,0 из красных шламов.

Разработана новая, современная методика определения извлекаемого скандия из красного шлама в карбонатно-бикарбонатные растворы.

В процессе выполнения работы установлено, что предварительная кавитационная обработка пульпы красного шлама с последующим сорбционным выщелачиванием скандия в карбонат-бикарбонатные растворы повышает извлечение на 15-20 %, что является научной новизной.

Разработаны методики анализа красных шламов, чернового концентрата скандия, технического оксида скандия, раствора после выщелачивания красного шлама.

Практическая значимость исследования
Скандий – один из наиболее дорогих металлов с ограниченным объемом производства и практического использования. Это объясняется отсутствием концентрированных источников природного скандия и недостаточной эффективностью существующих технологических схем. Благодаря специфическим свойствам металла (высокая температура плавления, малая плотность и др.) и его соединений интерес к скандию возрастает. Это определяет перспективность его использования в производстве сплавов, радиоэлектронике, космической технике.