способ извлечения редкоземельных металлов, скандия и иттрия из красных шламов глиноземного производства

Формула изобретения

Способ извлечения редкоземельных металлов, скандия и иттрия из красных шламов глиноземного производства, включающий получение пульпы красного шлама и магнитную сепарацию с получением магнитного концентрата, содержащего железо, редкоземельные металлы, скандий и иттрий, отличающийся тем, что перед магнитной сепарацией красный шлам подвергают разделению по плотности на тяжелую и легкую фракции, а магнитной сепарации подвергают тяжелую фракцию при напряженности магнитного поля 40 - 160 кА/м.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для получения редких цветных металлов.

Известен способ извлечения скандия из красного шлама, основанный на кислотной обработке шлама с получением растворимых соединений извлекаемого продукта (а. с. СССР N 1321089). Недостатками данного способа являются сильное загрязнение кислотного раствора соединениями основных компонентов, содержащихся в шламе (Al₂O₃, SiO₂, CaCO₃ и др.), низкая концентрация скандия в кислотном растворе, что затрудняет его выделение из раствора, значительный расход кислоты.

В качестве прототипа заявляемого изобретения выбран способ переработки красного шлама глиноземного производства, включая классификацию и магнитную сепарацию шлама при напряженности магнитного поля 30 - 80 кА/м (а.с. СССР N 1715874). Недостатками указанного способа являются значительное содержание вредных примесей в получаемом магнитном концентрате и недостаточно высокая степень извлечения скандия.

Задачей, решаемой предложенным способом, является снижение количества вредных примесей в получаемом концентрате и повышение степени извлечения редкоземельных металлов, скандия и иттрия.

Решение указанной задачи достигается тем, что в способе, включающем получение пульпы красного шлама и магнитную сепарацию с получением магнитного концентрата, содержащего железо, редкоземельные металлы, скандий и иттрий, перед магнитной сепарацией красный шлам подвергают разделению по плотности на тяжелую и легкую фракции, а магнитной сепарации подвергают тяжелую фракцию при напряженности магнитного поля 40 - 160 кА/м.

При разделении красного шлама по плотности в тяжелую фракцию переходят большая часть карбонатов и магнетита. Так как магнетит является сильно магнитным минералом, то его извлечение из тяжелой фракции не представляет сложностей, несмотря на наличие большого количества карбонатов. Магнетитовый концентрат, содержащий редкоземельные металлы, скандий и иттрий, отличается низким содержанием вредных примесей.

Химический состав красного шлама, тяжелой фракции красного шлама и магнитного концентрата приведен в табл. 1, в мас.%.

Подбор режимов процесса магнитной сепарации позволяет обеспечить высокую степень извлечения редкоземельных металлов, скандия и иттрия. Результаты проведенных опытов с разными величинами напряженности магнитного поля приведены в табл. 2.

При напряженности магнитного поля ниже 40 кА/м извлечение редкоземельных металлов, скандия и иттрия падает ниже 50%, что приводит к большим потерям металлов.

При напряженности магнитного поля более 160 кА/м ухудшается качество концентрата за счет роста содержания вредных примесей.

Способ осуществляется следующим образом.

Красные шламы в виде пульпы с содержанием твердого до 50% подаются в центробежный концентратор с непрерывной выгрузкой тяжелой фракции (например, фирмы KNELSON), где происходит разделение шлама по плотности при расходе ожижающей воды 3 - 10 л/мин и центробежном ускорении 40 - 100 м/сек. После чего тяжелую фракцию шлама подвергают магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 40 - 160 кА/м.

Выделение редкоземельных металлов, скандия и иттрия из полученного магнитного концентрата осуществляют любым известным способом, например кислотным выщелачиванием.