赤泥中回收稀土金属的综述

1、| 维普资讯 h ttp:/| 维普资讯 h ttp:/逾韩瘠僉為快报| 维普资讯 h ttp:/| 维普资讯 h ttp:/赤泥中回收証:金属他魏遊| 维普资讯 h ttp:/| 维普资讯 h ttp:/王鸿振I梁勇I姜平国1李飞玄门.江西理匸犬学.江西軸州341000)(2.奁源餌制品有限公孔江西赖州M1000)摘 鑒；叙述了从赤泥中稀土金属回收的意北以及我屈赤泥中稀土元累的赋存状况。介绍了国内外从赤淀中回收稀 土元素的工艺，并对其逬行了评述针对我国山西帯厂的赤泥中含钙和葩较高的特点捉出了先蜡烧.尊用柚酸侵出 稀土，燐肯在浸出液中加减，得到筑等稀土金屈氧化物沉淀+毘终分离的新工艺。该.工艺

2、能有熾分离稀土 勒实现工业 化生产，废水柱理量少，不产生新的污染，符令节能和环保的要求。但是口前还停留在实验室阶段,要实现I：业化生 产,其经济效益如何有待于进一步的实践证明o关录词：稀土金属；毓赤泥；回收中圈法分类号:TC；14645宜献标识码；A文童编号11008-5939( 2005) 10-005-04| 维普资讯 h ttp:/| 维普资讯 h ttp:/收稿日期；2005-0726作者简介：王鸿振，男9閒年生，硕士江西理工丸学材料与化学学院，江阳赣州対1000,电话：0979-船171衫,E-mail: applcl L08IL63.coni1 前言赤泥是氧化铝工业生产过程中排出的

3、一种固体 废物,每生产1 t氣化铝,就会产出1 M.6 t的赤泥。 对于赤泥，国内外尚没有一个好的处理方法，只好筑 坝堆存赤泥中含有放射性元素*有害于人体健康】 而且赤泥中含有大虽的碱，遇到雨水易随雨水渗人 地下，污染水源叫此外，赤泥中含有丰富的稀土元 素。因此”从赤泥中提取稀土金属的研究，对保护环 境*特别是提高矿产资源的综合利用率有着重要的 意义。我国一些有色、稀有金属等用扯少的矿产较为 丰富,但大宗、支柱性矿产则显资源不足，而且人均 资源占有量相对较少口因此，二次冶金资源的综合利 用得到了前所未有的重视口中国铝业集团等大型企 业的矿产资源的粽合利用，在近几个五年计划中一 直被列为国家重点

4、攻关课题，尤其是从赤泥中提取 有用元素，并卄发底附加值产品备受重观。从赤泥中 回收稀土金属不仅是实现二次冶金资源的粽合利用 需要，而且是保护我们赖以生存的地球环境的需要, 这是减少环境污染、维护生态平衡的重要途径叫2我国赤泥中稀土金属的赋存状况我国各铝厂排出的固休废物赤泥，因使用的铝 土矿产地不同和氧化铝的生产方陆不同，稀土含量 也大不相同。贵州铝厂拜尔法赤泥中ScA为107 A创乔REQd稀土元盘总 勒达1 400 |jLg/g；烧结法赤 淀 Sc/)j 为 92.5 p.g/gTRE2O3 为 1 320 p.g/g；郑州铝厂 赤泥+ScA为70.5 pg加RE心为66阿 山西铝 厂的赤泥

5、中Sc2O3为4L2 iJig/g.REA为355帰術山 东铝厂的赤泥中SeA为44.9 REA为664 在顿化铝的生产过程中在强碱状态下使稀 土离子定量地转变成稀土氢氧化物，脱水后便生成稀土氧化物凝胶,干燥后，变成氧化物分散在赤泥中性 国内的专家屮陕r赤泥中的Sc和RE的物相进行了大 量的研究，结果表明赤泥中的Sc和RE不是离子吸 附型的*也不存在于新形成的铝硅酸盐矿物相中，主 要以类质同相形式分敞于铝土矿及其副矿物如金红 石、钛铁矿、锐钛石、错英石、独居石等中明确了赤 泥中稀土金属的赋存状况，为从赤泥中提取稀土工 艺的研究提供了有力的依据克3从赤泥中提取稀土金属的工艺研究 现状在我国，对赤

6、泥的综合利用已经进行了大量研 究工作网口,在水泥制造、建筑粘和剂方面实现了工 业化生产，取得了很好的经济效益。但是赤泥中稀土 金属提取方面的研究进行的比较少然而由于稀土 金属冥有特殊的用途、且矿产资源分散因此从赤 泥中回收稀土金属是非常有价值的“3-1从赤泥中提取诵土金厲的工艺研究目前，从赤泥中回收稀土金属的主要工艺是采 用酸浣岀工艺，其中包括盐酸浸出、硫酸浸出、硝酸 浸岀等。希腊科学家 M.Orhsenkiihnii-Petropulii1121 等研究 了不同浓度的盐酸、硫战、硝酸及气体压力等浸 岀条件(如浸出时间、温度、液固比)对浸出回收率的 影响。结果表明、在浸岀剂浓度均为0.5 mo

7、UL.温度 为298出时间为24h、固液比为1：刃条件下其浸出率依次为硝酸a盐酸a硫酸但相差不是太大, 其中硝酸浸出时，铳的浸出回收率为80%,tZ：的浸岀 回收率达90% ,車稀土(Dy.Er.Yb)浸出冋收率超过 70%，中稀土(Nd,5gE%Gd)浸岀回收率趙过50% t轻 稀土(La.Ce.Pr)浸出回收率超过30%0由于硝酸具有 较强的腐蚀性，且不能与随后提取工艺的介质相衍 接。因此，大多采用盐酸或硫酸温出叫此工艺侧重回 收航、轮而其它稀土的冋收率不高，特别是轻稀土 的回收率较低同时丽.Orh sen kith nil- Petropulul刃还 研究了赤泥用盐酸浸岀-离子交换和溶剂

8、萃取分离 提取锁及铠与輛系元素(KEE)0该工艺是将干燥赤泥 与一定量的Na2COJtMaAOr混合，在1 100熔烧20 min,用浓度为1.5 moVL的盐酸浸岀后，采用Dowex 50W离子交换机利X8离子交换树脂吸附，用浓變为 155叫1/L的盐酸解吸等苒先被 解吸tSe,YhREE则留在树脂中,再经浓度为6moVL 的盐酸解吸后在pH值为0、液固比为5-10的条件 下用0.05 mol/L DEHPA进行萃取分离有机相中的 铳用2 moVL NaOH反萃，经进一步提纯可制得纯度 较高的Sc/)joOchsenkuhn-Petrvpcjulou 等“研究 f 用稀硝酸酸 浸赤泥，采用离

9、子交换法从長出液中分离杭鈕系元 素的方法口工艺过程:赤泥稀硝酸(0.6mol/L)混合(液 固比为200：1),搅拌1 h,在常温常压下凰岀。在这个 过程中赤泥中碱被酸中和溶解，酸的浓度应控制在 0.5 mol/L左右,Sc,Y,La系等稀土金属能从赤泥中 溶解岀50%75%0然后,取岀溶解液休，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0.5 moVL的HNO淋洗在此研究中*作者确定 了酸浸过程中的固液比、硝酸的浓度、浸出液酸度控 制等参数而R进行溶剂萃取富集提纯航及其它稀 土的半T业化试验取得了成功。俄罗斯的D.LSmimov等“啾究了一种树脂在赤 泥矿浆中吸附-溶解新

10、工艺回收富集航、铀、社。该工 艺在硫餓介质中将赤泥矿浆与树脂搅拌混合，St. 铀、社竽被选择性吸附于树脂中，经筛网过滤,10级 逆流吸附，进人树脂相中的铳为旳、铀为%、社 为17%、钛为魄、铝为03缠、铁为0.1%,提纯后可 得98%99%的毓“我国学者尹中林帼,对从平果铝矿的拜尔法赤泥 中提取氧化航进行了初步试验研究。其步骤如下:首 先用盐酸浸赤泥,接着用仲辛醇+煤油从战世液 中萃取铳盐酸反萃除杂后，用NaOH溶液反萃取，得 氨氧化物沉淀再用盐釀洛解，用TBP+伸辛醇+煤油 萃取铳*经水反萃后，加酒石酸十氨水进行沉淀,将沉 淀物灼烧得到ScO2产品，其产品纯度可达95.25%O我国学者徐刚”

11、冊究和总结了些国内外专家在这方面的研究成果。抬出了目前从赤泥中提取铳 的主要方法有:还原熔炼法T赤泥十碳粉十石灰-生 铁+含铝硅炉渣一苏打穩出T铳进人浸出灌（白泥” 硫酸化焙烧，赤泥+浓硫酸（200弋烙烧1 h）一 2.5 moVL硫酸溼出（固液比为1 ： 10）-*浸岀液（含铳” 酸洗液疑出，赤泥r妁烧r废酸温出一铝铁复盐 （净水剂H浸岀渣（高硅，保温材料+浸出液（ScJO mol/L）;硼酸盐或碳酸盐熔融，赤泥熔融-盐酸浸 出f离子交换除NON-REt氐ZRE分亂32工艺中存在的问题及其工业化工艺的展望从赤泥中直接提取含械只有0.000 1%数駅级的 微量稀土元素，其难度是町想而知的,最终

12、还要用萃 取或离子交换的方法来提取Sc和RE,废水的处理 量很大，能耗高，没有经济效益。由于赤泥的成分不 仅与铝土矿的成分有很大的关系*而且与氧化铝的 生产工艺也有很大的关系。如山西铝厂烧结法工艺 的赤泥中平均含有CaO 46.80%和SiO2 21.43%,混联 法工艺的赤泥中平均含有C曲45.63%和SiO2 20.63%,这2种生产工艺产生的赤泥稀土元素的总 童差别不大：RE含量为1 400 M/g,Sc含疑为137 叨空山西铝厂的赤泥中CflO和SiO：含量髙的特点. 如果直接酸浸分离和提取稀土金属比较用难。即使 实验取得成功，考虑到工业化生产的经济效益问题, 也是不可取的竹 因此,针

13、对山西铝厂赤泥中CaO 和5iO含量高的特点，本文作者提出了先中温焙烧 再进一步提取的工艺具体步骤为：赤泥中温焙 烧，破坏赤泥的物相结构；用浓度较AS的盐酸酸 浸，把和金属氧化物分离*沉淀物经过处理两 前偽占到60露以上严I以用来生产水泥和耐火材料； 取出溶液CaCl2r加人喊沉淀得到Fe.Al.RE,Sc 的當魚化物，从溶液中提取的饰纯度可以达到 90%W上：可以作为工业生产命纯 CaCl2的原料. 而沉淀中的稀土和铳的总含董达到1.798%,比赤泥 中的含呈提高了万倍再从沉淀中回收弘和 RE,回收率可以达到的裁以上。作者提出的盐酸酸 浸工艺流程如图1所示其优点在于;赤泥屮的成 分按一步分离

14、1种的原则，能有效分离，充分利用；逾祥嘯金属快报毎-步工艺都有现成的工业生产工艺，工业化生 产易实现*Sc和RE的回收这一步的废水处理量 大大减少，符合节能利环保的要求，瓦整个工艺过程 不产生新的污染且实现了二次冶金资源的综合利 用*但是，目前此工艺在实验阶段，工业化生产后经 济效益如何,有待于进一步的实践证明“圈1焙烧盐酸酸浸回收稀土的工艺流程图Fig. 1 Process flow diagran of RE recovered by roiasting hudrwhlpri(i acid leach4结束语从近几年的研究成果看，赤泥中回收稀土金属 在技术上是可行的-但纵观国内外工艺研究成

15、果，所 有的工艺技术都是针对某一种赤泥，有一定的局限 性，不能曹遍适用。尽骨作若提岀的先焙烧,再用盐 酸没岀加緘，最终分离得到铳等稀土金属的工艺具 有许多优点，也仅仪是对应于山西铝厂烧结法得到 的赤泥。因此，要实现赤泥回收工业化，关雜是能否 找到一种经济、肯能、环保，且普遍适用的工艺。参考文献References】He Xiaohu（何小虎）.Wei Li（韦莉）,（He Shuzhup） 书集. 平果铝赤泥综合利用採讨和建旳打地如卅创讨* 轻金属）, 20043）J4182 WanE Wenzhong（王文忠）.关于启金责源综合利用研究的 几点思考训 Chinese Metallurg 国冶

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