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拜耳法赤泥中钪的两步盐酸浸出工艺

郝帅,  李诚,  席艺慧,  李爱民,  杨福胜,  郭焱

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文章导航 > 环境工程  > 2021 >  39(1): 136-141,200
郝帅, 李诚, 席艺慧, 李爱民, 杨福胜, 郭焱. 拜耳法赤泥中钪的两步盐酸浸出工艺[J]. 环境工程, 2021, 39(1): 136-141,200. doi: 10.13205/j.hjgc.202101021
引用本文: 郝帅, 李诚, 席艺慧, 李爱民, 杨福胜, 郭焱. 拜耳法赤泥中钪的两步盐酸浸出工艺[J]. 环境工程, 2021, 39(1): 136-141,200. doi: 10.13205/j.hjgc.202101021
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HAO Shuai, LI Cheng, XI Yi-hui, LI Ai-min, YANG Fu-sheng, GUO Yan. TWO-STEP HYDROCHLORIC ACID LEACHING OF SCANDIUM FROM RED MUD FROM BAYER PROCESS[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2021, 39(1): 136-141,200. doi: 10.13205/j.hjgc.202101021
Citation: HAO Shuai, LI Cheng, XI Yi-hui, LI Ai-min, YANG Fu-sheng, GUO Yan. TWO-STEP HYDROCHLORIC ACID LEACHING OF SCANDIUM FROM RED MUD FROM BAYER PROCESS[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2021, 39(1): 136-141,200. doi: 10.13205/j.hjgc.202101021
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拜耳法赤泥中钪的两步盐酸浸出工艺

doi: 10.13205/j.hjgc.202101021

  • 1. 西安交通大学 化学工程与技术学院 过程装备与控制工程系, 西安 710049;

  • 2. 山西岩矿测试应用研究所, 太原 030001;

  • 3. 西安交通大学 能源与动力工程学院 环境工程系, 西安 710049

基金项目: 

国家自然科学基金（21736008）。

详细信息
    作者简介:

    郝帅(1995-),男,硕士研究生,主要研究方向为拜耳法赤泥中钪的提纯与分离。1531843443@qq.com

    通讯作者:

    杨福胜(1981-),男,博士,副教授,主要研究方向为工业节能减排技术。yang.fs@xjtu.edu.cn

TWO-STEP HYDROCHLORIC ACID LEACHING OF SCANDIUM FROM RED MUD FROM BAYER PROCESS

  • 1. Xi'an Jiaotong University, School of Chemical Engineering and Technology, Department of Process Equipment and Control Engineering, Xi'an 710049, China;

  • 2. Shanxi Institute of Rock Ore Test and Application, Taiyuan 030001, China;

  • 3. Xi'an Jiaotong University, School of Energy and Power Engineering, Department of Environmental Engineering, Xi'an 710049, China

    摘要
  • 摘要: 通过计算赤泥中所含金属氧化物与盐酸反应的吉布斯自由能，论证了两步盐酸酸浸提钪工艺的可行性。为使钪离子有高浸出率，同时与其他金属有较高的分离率，在二次酸浸中采用2.5 mol/L左右的低浓度盐酸开展了正交实验。使用Design-Expert 8.0软件对试验数据进行了分析，讨论了温度、时间、液固比、盐酸浓度对赤泥中各主要金属离子浸出的影响，建立了相应的多项式关联模型。确定的二次酸浸的最佳操作条件组合为：浸出温度为70℃，浸出时间为70 min，液固比为6，盐酸浓度为2.5 mol/L，在此条件下钪浸出率超过80%，铁、锆、钛等主要杂质离子浸出率维持在较低水平。
    Abstract: The Gibbs free energy of reaction between various metal oxides and hydrochloric acid, was calculated to explore the feasibility of two-step hydrochloric acid leaching for scandium recovery from red mud produced in Bayer process. In order to achieve a high leaching rate of scandium ion and a high selectivity of scandium against other metals, orthogonal experiments of secondary acid leaching with low-concentration hydrochloric acid of about 2.5 mol/L were conducted. Design-Expert 8.0 software was utilized to analyze the experimental data, and the impacts of key factors, i.e. temperature, time duration, liquid-solid ratio, hydrochloric acid concentration on the leaching rate of various metal ions were discussed. The corresponding polynomial models were also established. Finally, the optimum operating conditions were determined as follows:leaching temperature of 70℃, duration of 70 min, liquid solid ratio of 6 and HCl concentration of 2.5 mol/L. A high leaching rate of more than 80% was achieved for scandium under such condition, while the leaching rates for the key impurities, i.e. Fe, Zr and Ti kept low.
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  • 收稿日期:  2019-12-10
  • 网络出版日期:  2021-04-23

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