Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия:

С. С. Киров, доцент каф. цветных металлов и золота, эл. почта: kirovss@list.ru
Р. Т. Хайруллина, доцент каф. цветных металлов и золота
П. В. Александров, доцент каф. цветных металлов и золота

ООО «РУСАЛ ИТЦ», Санкт-Петербург, Россия:

А. Г. Сусс, директор технологического департамента инженерно-технологической дирекции глиноземного
производства

Представлены результаты гидролитического осаждения скандия из бедных скандийсодержащих растворов, полученных карбонатно-бикарбонатным выщелачиванием красных шламов Уральского алюминиевого завода. Обосновано применение извести в качестве осадителя. Показано влияние ее добавки в виде известкового молока на рН скандийсодержащего раствора. Показано, что даже небольшая дозировка СаО позволяет перевести 90 % скандия в твердую фазу, одновременно оставив в растворе 95 % циркония. Исследовано влияние температуры и продолжительности процесса гидролиза на поведение скандия и сопутствующих ему циркония и титана. Определены химический и фазовый составы полученных при гидролизе осадков. Показано, что основной фазой является кальцит, содержащий до 0,3 % (мас.) Sc₂O₃. Продемонстрирована эффективность применения известкового молока для гидролитического осаждения скандия. Это позволяет получать оборотные растворы с высоким содержанием бикарбоната и снизить затраты на газацию пульпы при карбонатно-бикарбонатном выщелачивании. Проведены укрупненные испытания, и на основе полученных данных рекомендован технологический режим осаждения скандия известковым молоком. Продемонстрирована возможность дальнейшей переработки Са – Sc-осадков с использованием H₂SO₄. Рассмотрены динамика изменения рН пульпы и влияние температуры на переход скандия, титана и циркония в раствор. В ходе исследования определены расходные коэффициенты для извести и концентрированной серной кислоты. Предлагаемый способ позволяет получить сквозное извлечение Sc₂O₃ из карбонатно-бикарбонатных в сернокислые растворы на уровне 82 %.

Статья подготовлена в рамках выполнения соглашения о предоставлении субсидии № 14.578.21.0014 от 5 июня 2014 г. (уникальный идентификатор соглашения: RFMEFI57814X0014) между НИТУ «МИСиС» и Министерством образования и науки РФ, в рамках реализации федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы», утвержденной постановлением Правительства Российской Федерации от 28 ноября 2013 г. № 1096.

1. Пягай И. Н., Яценко С. П., Скачков В. М. Опытно-промышленное производство для извлечения скандия из шлама глиноземного производства // Цветные металлы. 2011. № 12. C. 75–79.
2. Borra С. R., Mermans J., Blanpain B., Pontikes Y., Binnemans K., Van Gerven T. Selective leaching of rare earths from bauxite residue after sulphation roasting // Bauxite residue valorisation and best practices. — Leuven, 5–7 October 2015. Р. 301–307.
3. Borra C. R., Pontikes Y., Binnemans K., Van Gerven T. Leaching of rare earths from bauxite residue (red mud) // Minerals Engineering. 2015. Vol. 76. P. 20–27.
4. Медведев А. С., Хайруллина Р. Т., Киров С. С., Сусс А. Г. Получение технического оксида скандия из красного шлама Уральского алюминиевого завода // Цветные металлы. 2015. № 12. С. 47–52.
5. Пат. 2483131 РФ. Способ получения оксида скандия из красного шлама / Пягай И. Н., Яценко С. П., Пасечник Л. А., Ибрагимов Т. С., Ким В. А., Скрябнева Л. М. ; заявл. 26.12.2011 ; опубл. 27.05.2013, Бюл. № 15.
6. Van Roosendael S. Selective adsorption of scandium with functionalized chitosan-silica hybrid materials in the context of the valorization of bauxite residue : thesis for the degree of master of science in chemistry. — Leuven : KU Leuven, 2015. — 64 р.
7. Пасечник Л. А., Широкова А. Г., Корякова О. В., Сабирзянов Н. А., Яценко С. П. Комплексообразующая способность скандия (III) в щелочной среде // Журн. прикл. химии. 2004. Т. 77, вып. 7. С. 1086–1089.
8. Медведев А. С., Киров С. С., Хайруллина Р. Т., Сусс А. Г. Карбонизационное выщелачивание скандия из красного шлама с применением предварительной газации пульпы углекислым газом // Цветные металлы. 2016. № 6. С. 67–73. DOI: 10.17580/tsm.2016.06.09
9. Яценко С. П., Пасечник Л. А., Пягай И. Н., Сабирзянов Н. А. Концентрирование и очистка скандия при извлечении из красного шлама // VI Международный конгресс «Цветные металлы и минералы – 2014». — Красноярск, 2014. C. 339–344.
10. Brown P. L., Ekberg C. Hydrolysis of Metal Ions. — Weinheim : Wiley-VCH, 2016.
11. Фаворская Л. В. Химическая технология скандия. — Алма-Ата : ОНТИ КазИМСа, 1969. — 142 с.

12. Урусов В. С. Теоретическая кристаллохимия. — М. : Изд-во МГУ, 1987. — 275 с.
13. Бетехтин А. Г. Курс минералогии. — М. : КДУ, 2007. — 721 с.
14. Комиссарова Л. Н. Неорганическая и аналитическая химия скандия. — М. : Эдиториал УРСС, 2001. — 512 с.
15. Коршунов Б. Г., Резник А. М., Семёнов С. А. Скандий. — М. : Металлургия, 1987. — 184 с.