鋁廠赤泥中提取鈧技術(shù)的研究.pdf

1、赤泥是氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)中的一種固體廢料，因為其外表紅色而得名。按現(xiàn)有工藝和鋁土礦組成，生產(chǎn)一噸氧化鋁一般得到赤泥0.5～3.5t。據(jù)估算,世界每年赤泥產(chǎn)出量約為3500～4500萬t,我國氧化鋁廠每年排放赤泥180萬t以上。目前赤泥的主要處理方式是堆棄，對環(huán)境造成了極大的危害。解決赤泥污染問題變得越發(fā)緊迫。
　　在地殼中,鈧的含量僅有0.0005％,是典型的稀散親石元素，大部分寄存在其它礦物中。鈧廣泛應(yīng)用于國防、冶金、化工、玻璃、航

2、天、核技術(shù)、激光、電子、計算機電源、超導(dǎo)以及醫(yī)療科學(xué)等領(lǐng)域。由于鈧主要摻雜在各種礦物中,而且含量不高,考慮到資源利用的合理性,一般會在礦物的提煉過程中綜合回收鈧。
　　研究發(fā)現(xiàn)，氧化鋁廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的赤泥含有大量的有價金屬。對某氧化鋁廠的赤泥分析發(fā)現(xiàn)，其鈧的含量相對較高。開展對該赤泥中有價金屬的綜合提取，不僅具有較大的經(jīng)濟效益，同時又能解決赤泥大量堆放而帶來的場地和環(huán)境等問題。
　　本課題對某氧化鋁廠赤泥中的鈧元素作了浸出

3、和萃取研究。主要研究成果如下：
　　(1)探索和優(yōu)化了適宜該赤泥中鈧的浸出和萃取工藝及參數(shù)，鈧的浸出率可達80％以上,鈧的萃取率＞84％。
　　(2)對該赤泥中的鈧浸出反應(yīng)動力學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)：該浸出反應(yīng)可以很好地用液-固單顆粒反應(yīng)模型中的收縮未反應(yīng)芯模型來描述，動力學(xué)方程為：1－（1－XB）2/3－2/3XB=Kt，擬合直線的相關(guān)系數(shù)均在0.92以上。根據(jù)阿累尼烏斯方程對赤泥浸出鈧的反應(yīng)表觀活化能計算，鈧的表觀活化能Ea=19

4、.55KJ/mol，頻率因子A=2.156S-1，浸出反應(yīng)控制步驟為固膜擴散控制。
　　(3)通過對鈧的萃取過程的動力學(xué)研究，實驗確定了P507萃取鈧的過程為擴散控制過程。其傳質(zhì)系數(shù)大體數(shù)值范圍是：Kw：2～5×10-3cm/s。研究發(fā)現(xiàn)：在萃取過程中總傳質(zhì)系數(shù)不是常數(shù)，隨著萃取過程的進行,對于Kw存在一定的變化。萃取動力學(xué)方程為lnCSc(w)-C'Sc(w)/C''Sc(w)-C'Sc(w)=-bt，由于b與傳質(zhì)系數(shù)也有關(guān)，所