赤泥中浸出铌工艺条件的研究

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从赤泥中综合回收有价金属工艺的研究进展_廖春发

从赤泥中综合回收有价金属工艺的研究进展廖春发1,卢惠明2,邱定蕃3,许秀莲1(1.南方冶金学院材料与化学工程学院,江西赣州341000;2.北京科技大学冶金学院,北京100083;3.北京矿冶研究总院,北京100044)摘要:本文对国内外各种氧化铝生产方法所产生的赤泥的物质组成,即化学组成和矿物组成进行了叙述;着重综述了国内外从赤泥中综合回收各种有价金属包括铁、钛、铝、钪和其它稀土元素等的还原炼铁———炉渣浸出工艺、焙烧还原———磁选———浸出工艺、酸浸出———提取工艺及其它生产、研究工艺新进展,并对其进行了评述。

关键词:赤泥;综合回收;有价金属中图分类号:X705　文献标识码:A　文章编号:10021752(2003)10001805R ecovering V aluable Metals from R ed MudG eneration during Alumina ProductionL IAO Chunfa1,L U Huiming2,Q IU Dingfan3,XU Xiulian1(1.College of M aterial and Chem ist ry Engi neeri ng,Sout hern Ganz hou341000na;2.Metall urgy School,U niversity of Science and Technology Beiji n,Beiji ng100083Chi na;3.Beiji ng General Research Instit ute of M i ni ng and Metall urgy,Beiji ng100044Chi na)Abstract:The chemistry compositions and minerals of red mud generation during alumina production w ere summ arized,the process of recovery metals m ain is reducing smelting and the slag leching or reducing sintering,m agnetic sep aration and the nonm agnetic fraction leaching or leaching red mud and selective extraction etc.K ey w ords:Red mud;Recovering;Valuable Metals 赤泥是氧化铝生产过程中铝土矿经强碱浸出时所产生的残渣,每生产1吨氧化铝就有1.0～1.3吨的赤泥产生。

褐钇铌矿精矿的浸出速度实验研究

褐钇铌矿精矿的浸出速度实验研究褐钇铌矿是一种重要的稀土矿产资源，其浸出速度是矿石提取过程中的关键参数之一。

本文旨在通过实验研究，探索褐钇铌矿精矿浸出速度的影响因素，并提出相应的优化方法。

首先，研究褐钇铌矿精矿的化学成分是理解浸出过程的第一步。

该矿石主要含有钇、铌和少量稀土元素等。

此外，矿石中的有害元素也需要被关注，如铁、铝等。

其次，浸出试验的实施是评估浸出速度的有效手段。

实验的基本步骤包括将褐钇铌矿精矿样品与适量的浸出剂混合，进行反应一段时间后，通过滤液分离固液两相，并对滤液进行分析。

在浸出试验中，浸出剂的选择是决定浸出速度的重要因素之一。

常见的浸出剂包括稀硫酸、盐酸、硝酸等。

在实验中，需要尝试不同种类及浓度的浸出剂，以确定最佳的浸出剂条件。

温度也是影响浸出速度的重要参数。

通过改变试验的温度，可以观察到浸出速率的变化趋势，进而确定最适宜的操作温度。

此外，浸出时间对于浸出速度的影响也需要进行实验验证。

通过不同时间段的反应，可以研究浸出过程的动力学特征，确定最佳的浸出时间。

机械条件也是可以优化的方面之一。

通过改变搅拌速度、搅拌时间或者气体通入速度等参数，可以改变矿石和浸出液之间的质量传输速率，从而达到提高浸出速度的目的。

此外，还有其他一些影响因素需要考虑，比如矿石的粒度、氧化还原条件、某些添加剂的利用等。

在实验研究的基础上，可以得到浸出速度与各因素之间的关系模型。

通过拟合实验数据，可以确定各因素对于浸出速度的影响程度，并进一步优化浸出条件。

值得注意的是，在实际应用中，还需要考虑到经济和环境的因素。

基于经济效益和环境友好性的考量，需要综合权衡各个因素，并选择最合适的浸出条件。

总之，通过实验研究褐钇铌矿精矿的浸出速度，我们可以了解浸出速度受哪些因素影响，并提出相应的优化方法。

这对于提高褐钇铌矿精矿的浸出效果，实现矿石的资源化利用具有重要意义。

赤泥综合利用研究进展

赤泥综合利用研究进展赤泥是指由铝土矿在提取铝的冶炼过程中所产生的废渣，通常含有铝、硅、铁、钙、钠等成分。

赤泥综合利用研究一直备受关注，因为赤泥是一种丰富的资源，对于环境保护和资源利用具有重要意义。

近年来，国内外学者和研究机构在赤泥综合利用方面取得了许多进展，本文将对赤泥综合利用的研究进展进行探讨和总结。

赤泥综合利用的研究包括了资源化利用、环境治理、建材应用等多个领域。

赤泥中含有丰富的铝资源，因此资源化利用一直是研究的重点之一。

研究人员通过酸浸法、碱浸法、高压酸浸法等多种方法，提高了赤泥中铝的回收率。

碱浸法处理赤泥是一种成本低、效果好的方法，已经在一些工业生产中得到应用。

赤泥中还含有一定的硅资源，研究人员通过高温煅烧、酸浸等方法，提高了赤泥中硅的提取率，实现了赤泥中铝硅资源的有效利用。

除了资源化利用外，赤泥中还含有一定量的重金属和放射性物质，对环境造成潜在的风险。

环境治理也是赤泥综合利用研究的重要内容。

研究人员通过化学固化、生物修复、热处理等方法，有效地降低了赤泥对环境的影响。

化学固化是目前应用最广泛的方法，通过添加固化剂将赤泥中的有害物质固化在固体基质中，降低了有害物质的溶解度和迁移性。

生物修复则是利用微生物、植物等生物资源，将赤泥中的有害物质转化为无害物质，起到了环境净化的作用。

热处理则是通过高温处理赤泥，将有机物质分解，降低了有害物质的含量和毒性。

赤泥还可以应用于建材领域。

由于赤泥中含有大量的氧化铁、氧化铝等无机成分，因此可以作为水泥、混凝土、砖瓦等建筑材料的原料。

研究人员通过改变赤泥的颗粒大小、烧结温度、添加其他原料等手段，提高了赤泥在建材中的利用价值。

目前，一些国家的建筑材料标准已经纳入了赤泥的利用标准，赤泥建材已经在一些工程项目中得到了应用。

赤泥综合利用研究在资源化利用、环境治理、建材应用等方面取得了许多进展，为我国赤泥资源的综合利用提供了重要的理论和技术支撑。

目前赤泥综合利用还面临一些问题和挑战，例如赤泥资源的分布不均匀、资源回收率不高、环境治理成本较高等问题。

赤泥中浸出钪的工艺条件及动力学研究

（ｌｇｆＭａｅｉｌｎｅａｌｒ，ＧｕｚｕＵｎｖｒｉｙ，Ｇｕｙｎ５０，ＣｈｎａＣｏｌｅｏｔｒａｓａｄＭｔｌｇｙｅｕｉｈｏｉｅｓｔｉａｇ５００ｔＳｃｎｕｍ— ｉｈｒｄｍｕａｒｕｃｄｂｌｒｃｅｄｗｈｔｐｏｄｅｙａｕｍｉｍｒｕｃｉｎｏｙｅｌｍｉｓｃｒｉｄｏｔｎｕｐｏｄｔｏｆａＢａｒａｕｎａｗａａｒｅｕｔｅｔｃｈｅｈｎｏｏｃｌｃｄｉｉｎｓａｃｄｌａｈｉｎｅｉｓｏｃｎｄｉｌｇｉａｏｎｔｏｎｄａｉｅｃｎｇｋｉｔｃｆｓａｕｍ．Ｒｅｕｒｉｌｉｅ，ｌａｈｎｇｔｍｐｅ — ｄｍｄｐａｔｃｅｓｚｅｃｉｅｒ
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硫酸浸出赤泥中铁、铝、钛的工艺研究

硫酸浸出赤泥中铁、铝、钛的工艺研究王琪;姜林【摘要】采用硫酸作为浸出剂,研究了赤泥中3种金属铁、铝和钛的浸出工艺.通过考察反应温度、反应时间、液固比、硫酸浓度、赤泥颗粒粒径、焙烧温度、焙烧时间对浸出率的影响,确定了3种金属离子的最佳浸出工艺条件.实验结果表明,将粒径为0.15～0.18 mm的赤泥颗粒于600℃下焙烧5h后,在温度为60℃,硫酸浓度为12 mol/L,液固比为5的条件下反应1h,Fe、Al、Ti的浸出率分别为46.7％、63.3％和54.3％.此外,实验还采用扩散控制的收缩未反应芯模型对浸出反应的动力学进行了研究,通过对实验数据的模拟分析,得到了3种金属的浸出动力学方程.%A systematic study has been made on the leaching of Fe, Al and Ti from red mud with sulphuric acid as leaching agent. Through the investigation on effects of reaction temperature, reaction time, liquid to solid phase ratio, concentration of sulphuric acid, particle size of red mud, calcination temperature and calcination time on the leaching rate, optimum conditions for three metals were determined. Experimental results showed that at reaction temperature 60 Key words; , sulphuric acid concentration12 mol/L, liquid to solid phase ratio 5, reaction time 1 h, particle size of red mud 0. 15 ~0. 18 mm, calcination temperature 600 ℃ and calcinat ion time 5 hrs, the leaching rates of Fe, Al and Ti were 46.7% , 63.3% and 54.3% respectively. The reaction kinetics was studied with unreacted shrinking core model and the kinetic equations of three metal ions were determined through simulation analysis of experimental data.【期刊名称】《矿冶工程》【年(卷),期】2011(031)004【总页数】5页(P90-94)【关键词】赤泥;硫酸浸出;动力学方程;铁;铝;钛【作者】王琪;姜林【作者单位】北京市环境保护科学研究院固废污染防治研究所,北京100037;北京市环境保护科学研究院固废污染防治研究所,北京100037【正文语种】中文【中图分类】X756赤泥是在氧化铝生产过程中产生的废渣。

赤泥中浸出铌工艺条件的研究

doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2016.07.014赤泥中浸出铌工艺条件的研究苏候香a，王中慧b（吕梁学院，a.生命科学系，b.化学化工系，山西吕梁033000）摘要：对拜耳法生产氧化铝的富铌赤泥进行铌的碱浸工艺条件研究，考察赤泥粒度、氢氧化钾浓度、浸出温度、液固比对铌浸出率的影响。

结果表明，当赤泥粒度-80 µm，氢氧化钾浓度6 mol/L，温度260 ℃，液固比6︰1时，铌的浸出率可达到85%以上。

铌的碱浸过程符合收缩未反应芯模型，浸出反应的控制步骤是固膜扩散控制。

关键词：赤泥；浸出；铌；氢氧化钾中图分类号：TF841.6 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2016）07-0000-00Technological Study of Niobium Leaching from Red MudSU Hou-xiang a, WANG Zhong-hui b（a. Department of Life Sciences, b. Department of Chemistry and Chemical, Luliang Univesity, Luliang 033000,Shanxi, China）Abstract：Alkaline leaching conditions of niobium-rich red mud from Bayer Process were investigated. The effects of particle size of red mud, KOH concentration, leaching temperature, and L/S on niobium leaching rate were investigated. The results show that niobium leaching rate is 85% above under the optimum conditions including particle size of -80 µm, KOH concentration of 6 mol/L, reaction temperature of 260 ℃, and L/S=6︰1. Leaching process of niobium by alkaline corresponds with model of contractibility and unreacted core is controlled by solid-membrane diffusion process.Key words：red mud; leaching; niobium; KOH铝土矿是山西的优势资源之一，氧化铝厂生产的赤泥含碱量很高，主要采用堆积处理，对环境造成了严重污染。

赤泥综合利用研究进展

赤泥综合利用研究进展赤泥是一种工业固体废弃物，产生于铝工业中的氧化铝生产过程。

由于赤泥具有高含碱性、高含铝量和大量的有机物等特点，对环境造成了严重的污染。

为了解决赤泥的环境问题，科研人员开展了赤泥综合利用研究。

本文将对赤泥综合利用研究的进展进行概述。

赤泥的综合利用主要包括研究赤泥的资源化利用和化学处理方法。

资源化利用主要包括赤泥的固化、制备建筑材料和生产无机化合物等。

固化是将赤泥与其它材料混合，形成固体材料的过程。

研究表明，加入适量的硫、石灰、石膏等物质，可以使赤泥固化体的力学性能得到改善。

还可以利用赤泥制备建筑材料，如砖、砌块等，这种方法能有效地降低赤泥对环境的污染。

赤泥还可以用于生产无机化合物，如氯化铝、硅酸钠等。

这些化合物具有重要的应用价值，可以应用于电镀、纺织、水处理等工业领域。

化学处理方法主要包括赤泥的浸出、溶解和还原等。

浸出是将赤泥与稀酸或稀碱溶液接触，溶解出其中的铝、铁等金属元素的过程。

溶解则是将赤泥与强酸或强碱溶液反应，将其中的金属元素完全溶解出来。

还原则是将赤泥的金属元素还原成金属的过程。

这些化学处理方法可以将赤泥中的有害元素分离和回收利用，从而有效地减少赤泥对环境的污染。

近年来还出现了一些新的赤泥综合利用技术，如微生物处理、热解和气化等。

微生物处理是利用微生物的生物转化作用将赤泥中的有害元素转化为无害的物质的过程。

热解是将赤泥经过高温处理，将其中的有机物分解成煤气和焦炭的过程。

气化则是将赤泥加热至高温，并加入蒸汽或气化剂，将其转化为可燃气体的过程。

这些新技术的出现为赤泥的综合利用带来了新的机遇和挑战。

赤泥综合利用研究取得了一些进展，主要包括资源化利用和化学处理方法。

资源化利用主要包括固化、制备建筑材料和生产无机化合物等；化学处理方法主要包括浸出、溶解和还原等。

还出现了一些新的赤泥综合利用技术，如微生物处理、热解和气化等。

赤泥综合利用的研究仍然存在许多问题，需要进一步深入研究和探索。

赤泥和钛白废液中提钪的浸出工艺研究

赤泥和钛白废液中提钪的浸出工艺研究I. 绪论A. 研究背景和意义B. 钪的工业应用和市场需求C. 关于赤泥和钛白废液中钪的提取的研究现状D. 研究目的和内容II. 钪浸出试验A. 实验材料与仪器B. 浸出试验条件的优化C. 浸出工艺参数的影响III. 钪浸出机理分析A. 浸出反应动力学分析B. 理论模型构建C. 浸出机理研究结论IV. 工艺参数调整及浸出工艺的工业化应用A. 浸出工艺参数的实际应用B. 浸出工艺的工业化应用前景V. 结论与展望A. 实验结论总结B. 工业化应用前景展望C. 研究不足和下一步工作建议第1章节：绪论A. 研究背景和意义钪是一种重要的稀土元素，广泛应用于高科技领域的生产中，如石油催化剂、磁性材料、光学玻璃、半导体、节能灯等行业。

稀土元素的产业链是高端产业的重要组成部分，在国民经济的发展中有着重要的地位。

钪的需求量逐年增长，但是其含量较低，加上采集和分离技术复杂，使得其生产成本较高。

因此，研究赤泥和钛白废液中提取钪具有极高的经济和社会意义。

B. 钪的工业应用和市场需求钪在石油催化剂中的应用已经成为稀土催化剂中的主要用途之一，同时在其他领域也具有广泛应用。

例如，在冶金领域，钪能够用于中碳铬铁合金的生产，从而使得其产品的耐热性、抗氧化能力得到提高。

在钢铁行业，钪能够用于生产不锈钢，并且能够提高钢铁的强度、延展性、塑性等。

而在航空、航天和光学玻璃等领域，钪也具有重要的应用价值，以其制成的材料易于切割、抛光，同时能够使产物表面更为光滑、不均匀以及抗酸、抗碱等特性，可用于高度精密的领域。

C. 关于赤泥和钛白废液中钪的提取的研究现状目前，随着天然氧化铝资源的枯竭以及生产过程中二氧化钛的增多，导致赤泥和钛白废液的产量不断增加。

因此，研究赤泥和钛白废液中提取钪已成为解决这个问题的重要途径，同时也是钪行业的一大热点。

目前，已经有许多学者在此方向上做出了一些有价值的探索和研究。

例如，一些研究者通过氨氧化提取法、络合剂提取法等，成功地将钪从赤泥和钛白废液中提取出来，并实现产业化应用。

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结果表明，当赤泥粒度-80 µm，氢氧化钾浓度6 mol/L，温度260 ℃，液固比6︰1时，铌的浸出率可达到85%以上。

铌的碱浸过程符合收缩未反应芯模型，浸出反应的控制步骤是固膜扩散控制。

山西森泽镁铝有限公司生产的赤泥，含铌量很高，具有一定的研究价值。

传统的炼铌工艺采用高浓高毒性的氢氟酸法，对环境造成了严重的氟污染。

在常压下，用高浓度流动性的碱介质来分解高铌含量的赤泥，采用亚熔盐工艺来强化反应和传递，可以在较低温度下获得较高分解率[1]。

本文用氢氧化钾亚熔盐浸出高铌的贝耳法氧化铝赤泥，铌的浸出率在85%以上，并获得了较好的浸出工艺条件。

1 试验部分1.1 试验原料与仪器试验原料为山西森泽镁铝有限公司提供的拜耳法生产的氧化铝赤泥，氢氧化钾为化学纯试剂，反应釜由不锈钢制成，用电热套加热，采用AA320N型原子吸收分光光度计测定浸出液中铌的含量。

1.2 试验原理氧化铝赤泥的含铁量较高，颜色呈红色，氢氧化钾溶液中赤泥的浸出过程分为两个阶段[2]，分别生成可溶性的六铌酸钾和不溶性的偏铌酸钾，在一定条件下，两者可以相互转化[3-4]。

1.3 试验方法将新鲜的赤泥进行干燥、筛分等预处理后，对赤泥样品进行光谱半定量分析，测试结果（%）：Al2O3 27.75、CaO 18.63、Fe2O3 9.28、SiO2 23.51、NaO 12.06、TiO2 4.53、Nb2O5 0.52。

将赤泥分为不同粒级的样品，在电热套加热的不锈钢反应釜中按一定液固比加入不同浓度的氢氧化钾溶液中，交替改变反应时间、温度和搅拌速度等反应条件，当反应完成后过滤，滤液经调试处理后测定铌的含量并计算铌的浸出率。

2 试验结果与讨论2.1 赤泥粒径和浸出时间的影响在氢氧化钾浓度6 mol/L、温度260 ℃、液固比6︰1的条件下，不同粒径的赤泥反应不同时间后的结果见图1。

收稿日期：2016-01-27基金项目：吕梁市科技攻关计划项目（GG201330-1）作者简介：苏候香（1969-），女，山西柳林人，硕士，副教授.图1 粒度对浸出率的影响Fig.1 Effect of particle size on niobium leaching rate从图1可见：铌浸出率在反应开始时快速增加，50 min 后浸出速率变缓，当反应时间为60 min 时，浸出率基本达到最大值，再继续延长浸出时间，浸出率反而有所下降。

这是由于随着反应的进行，六铌酸钾的含量不断增加，加快了转化为偏铌酸钾的速度[4]，所以浸出时间选择60 min 为宜。

当赤泥的粒度大于75 µm 时，随着粒度的减小，浸出率增加速度比较快，当接近75 µm 时，铌的浸出率已超过80%。

当粒度继续减小时，铌的浸出率还在增加，但增加的速度减缓。

根据多相反应理论，固液反应主要在两相界面进行，粒度越小，体系的比表面积越大，表面能越高，反应的活性越大。

因此，在总质量确定的前提下，颗粒越小，铌的浸出率就越高。

但随着粒度的减小，稳定性降低，由小粒度结合成大粒度的速度大于浸出速度，故浸出率的增幅减小。

所以赤泥的粒度选择在75 µm 左右。

2.2 温度的影响根据阿累尼乌斯方程[5]，随温度的提高，反应速度加快；同时，温度增高，溶液的黏度降低，粒子的扩散阻力减小，扩散速度加快，也加速了表面反应的速度。

浸出温度对铌浸出率的影响如图2所示，试验条件：氢氧化钾浓度6 mol/L 、粒径75 µm 、时间60 min 、液固比6︰1。

分析图2曲线，在低于200 ℃时，铌浸出率很低，从200 ℃开始，随着浸出温度的升高，铌的浸出率升高，在300 ℃时达到最大值，继续增加温度，铌的浸出率反而下降，这是因为浸出反应的第二阶段为放热反应，当初始氢氧化钾浓度不变时，温度过高会导致不溶性偏铌酸钾的生成，从而使铌的浸出率降低。

另外，当温度达到260 ℃时，铌的浸出率已超过85%，因此，浸出温度选260 ℃。

图2 温度对浸出率的影响Fig.2 Effect of reaction temperature on niobium leaching rate2.3 氢氧化钾浓度的影响试验条件：温度260 ℃、粒径75 µm 、时间60 min 、液固比6︰1，氢氧化钾浓度对铌浸出率的影响如图3所示。

图3表明，在一定的温度条件下，随氢氧化钾浓度的升高，铌的浸出率也升高。

根据碰撞理论，反应速度与反应物的初始浓度成正比，增加氢氧化钾浓度，不仅可以提高铌的浸出速率，同时还抑制了可溶性六铌酸钾转变为不溶性的偏铌酸钾，最终使得铌的浸出率得到提高。

但当氢氧化钾浓度大于6 mol/L 后，铌浸出率基本稳定，并且碱循环量和操作难度也随氢氧化钾浓度的增大而增加，因此氢氧化钾浓度选6 mol/L 。

浸出率/%浸出温度/℃浸出率/%浸出时间/min图3 氢氧化钾浓度对铌浸出率的影响Fig.3 Effect of KOH concentration on niobium leaching rate2.4 液固比的影响在温度260 ℃、时间60 min 、粒径75 µm 、氢氧化钾浓度6 mol/L 的条件下，不同液固质量比时的铌浸出率如图4所示。

从图4可看出，随着液固比的增大，铌的浸出率也增加。

液固比增加，反应物氢氧化钾的量增大，反应速度加快；液固比低时，粒子的扩散阻力增大[2]，不利于浸出的进行[6]，当液固比达到6︰1时，浸出率的增幅明显减小，大于7︰1后，铌的浸出率基本保持稳定，因此，适宜的液固比为6︰1。

图4 液固比对铌浸出率的影响Fig.4 Effect of L/S on niobium leaching rate2.5 最佳工艺条件的验证在上述试验确定的条件下，进行重复验证试验，试验条件：赤泥粒径75 µm 、浸出温度260 ℃、氢氧化钾浓度6 mol/L 、浸出时间60 min 、液固比6︰1，铌的浸出率分别为88%和90%。

3 结论氢氧化钾亚熔盐浸出高铌赤泥的优化条件为：赤泥粒径75 µm 、浸出温度260 ℃、氢氧化钾浓度6 mol/L 、浸出时间60 min 、液固比6︰1，铌的浸出率在85%以上。

对铌浸出率影响最显著的因素为反应温度和氢氧化钾浓度。

参考文献[1] MILLER G L. Tantalum and Niobium[M]. London ：Butterworths Scientific Publications ，1959：17-66.[2] 周宏明，郑诗礼，张懿. 氢氧化钾亚熔盐浸出低品位难分解钽铌矿的试验[J]. 过程工程学报，2003，3（5）：459-463.[3] OMNEYA M E ，MOHAMED A E M. Extraction of Niobium and Tantalum from Nitrate and Sulfate Media by Using MIBK[J]. Min. Pro. Ex. Rev.，2001，22：633-650.[4] 何季林，张宗国，徐忠亭. 中国钽铌湿法冶金[J]. 稀有金属材料与工程，1998，27（1）：9-14.[5] 薛安，陈肖虎，高晓宁. 赤泥中浸出抗的工艺条件及动力学研究[J]. 有色金属（冶炼部分），2010（2）：51-54.[6] ZHANG Yi ，LI Zonhu ，QI Tao ，et al. Green Chemistry of Chromate Cleaner Production[J]. Chinese Journal of Chemistry ，1999，17(3)：258-266.浸出率/%L/S浸出率/%KOH浓度/(mol ·L -1)。