Переработка отходов вольфрамового и оловянного производства

Переработка титаномагнетитовых концентратов

В титановом шлаке, получаемом в результате восстановительной плавки титаномагнетитов, содержится 0,005 — 0,009 % скандия. При хлорировании шлаков большая часть скандия в составе хлорида концентрируется в отработанном расплаве титановых хлораторов (до 0,01 — 0,03 % Sc₂0₃). Расплав обрабатывают раствором НCl (20 - 40 г/л), выщелачивая скандий. Раствор отфильтровывают, корректируют содержание Fe (III), скандий экстрагируют 70 %-ным раствором ТБФ в керосине. Установлено, что FeCl₃ способствует экстракции скандия ТБФ, однако повышение содержания FeCl₃ в растворе приводит к загрязнению экстрагента. Кроме того, FeCl₃ образует с ТБФ соединение, имеющее ограниченную растворимость в ТБФ, что приводит к загустеванию органической фазы, образованию эмульсии. Оптимальная концентрация FeCl₃ в исходном растворе 7 – 12 г/л. Корректировка содержания FeCl₃ перед экстракцией заключается в восстановлении Fe³⁺:

2 FeCl₃ + Mg = 2 FeCl₂ + MgCl₂ (5.22)

Экстракт, обогащенный скандием, отмывают от примесей соляной кислотой (220 - 240 г/л), скандий реэкстрагируют с помощью 7 %-ного раствора НС1. Из реэкстракта щавелевой кислотой осаждают оксалаты скандия и других элементов, пульпу фильтруют, осадок сушат и прокаливают при 700 °С, получая технический оксид скандия, содержащий 40 – 60 % Sc₂0₃.

Технический оксид скандия растворяют в соляной кислоте, экстрагируют скандий с помощью ТБФ, из реэкстракта после многократных переосаждений иодатов [очистка от Тh (IV) и Zr (IV)], гидроксидов и оксалатов получают товарный оксид скандия, содержащий более 99,9 % Sc₂0₃.

Отвальные кеки гидрометаллургической переработки вольфрамитовых концентратов состоят в основном из оксидов железа (25 - 35 %) и марганца (25 - 35 %), содержат Nb, Та, Th, U, Sn РЗЭ и 0,15 - 0,50 % Sc₂0₃. Для выделения скандия известны методы хлорирования, методы вскрытия соляной или серной кислотой.

Более высокое извлечение скандия достигнуто в результате вскрытия кеков 98 %-ной серной кислотой при 220 °С, отношении Т:Ж = 1:1,4 (рис. 5.2).

Вольфрамитовый кек

H₂SO₄

Сульфатизация

H₂O

Выщелачивание

Осадок (Ca, Si) в отвал

Раствор

Нейтрализация (рН = 2) и кипячение

NH₄OH

Раствор

Осадок в отвал

20 % р-р Na₂CO₃

Карбонатная очистка

Осадок (Fe, Ca, Mn) в отвал

Раствор (Sc)

Подкисление (рН < 1) и кипячение

Осаждение Sc(OH)₃

NH₄OH

Осадок Sc(OH)₃

Прокаливание

Sc₂O₃ (40 – 70 %-ный концентрат)  

Рис. 5.2 – Технологическая схема извлечения скандия из вольфрамитовых кеков.

При водном выщелачивании в раствор вместе со Sc (0,2 - 0,3 г/л) переходят большая часть железа (15 - 25г/л), марганца (15 - 20 г/л), Zr, Ti, Th, РЗЭ, А1 и другие примеси. Железо и алюминий отделяют карбонатным методом, основанным на способности скандия образовывать комплексные карбонаты с содой и карбонатом аммония, растворимые в избытке соответствующего карбоната.

Из раствора после подкисления НСl до рН = 1 и кипячения осаждают Sc(OH)₃, прибавляя концентрированный раствор аммиака. Прокаливая гидроксид, получают 40 - 70 %-ный Sc₂O₃ Дальнейшую очистку от примеси Ti, Zr, 7л, РЗЭ проводят экстракционными методами с применением различных экстрагеятов. Извлечение скандия составляет 80 — 88 %, чистота Sc₂О₃ 99,99 %.

Дата добавления: 2014-01-11