Введение
Глава 1 Отвальный красный шлам – перспективное сырье для извлечения ценных компонентов 21
1.1 Физико-химические основы образования шлама глиноземного производства 23
1.2 Разновидности отвального шлама глиноземного производства 32
1.3 Основные направления переработки и утилизации отвального красного шлама 34
1.4 Актуальность извлечения скандия из красного шлама 38
1.5 Распространенность и способы промышленного производства скандия
1.5.1 Традиционные сырьевые источники скандия 44
1.5.2 Известные промышленные технологии производства скандия
1.6 Перспективный сырьевой источник скандия .48
1.7 Способы переработки и извлечения скандия из бокситового шлама
1.7.1 Пирометаллургический способ переработки шлама 51
1.7.2 Гидрохимический способ извлечения скандия из отвального красного шлама 53
1.7.3 Сорбционный способ извлечения скандия из красного шлама 56
1.7.4 Содовый метод переработки бокситового шлама с извлечением скандия 59
1.8 Методы получения товарного оксида скандия 60
1.8.1 Осадительные методы концентрирования скандия 61
1.8.2 Экстракционные методы получения скандия 65
1.8.3 Ионообменные технологии 69
1.9 Выводы по главе 1 74
Глава 2 Объект, методики исследований и анализа 76
2.1 Выбор объекта исследований .76
2.2 Общие сведения и химический состав красного шлама .77
2.3 Фазово - минералогический состав шлама 80
2.4 Гранулометрический состав исследуемого шлама .82
2.5 Аппаратура и методики анализа химического состава отвального красного шлама и продуктов его переработки 84
2.5.1 Методики анализа химического состава отвального красного шлама 85
2.5.2 Методы физико-химического анализа компонентов красного шлама, промежуточных материалов и товарного продукта 86
2.6 Выводы по главе 2 88
Глава 3 Экспериментальные исследования характеристик отвального красного шлама и интенсификации извлечения из него глинозема и каустической щелочи 90
3.1 Исследование фильтрационых характеристик отвального красного шлама Богословского алюминиевого завода 90
3.2 Изучение особенности фракционного разделения красного шлама Богословского алюминиевого завода 98
3.3 Исследования по извлечению глинозема и каустической щелочи из красного шлама интенсификацией автоклавной обработки
3.3.1 Актуальность и практическая целесобразность 103
3.3.2 Методика проведения исследований .105
3.3.3 Результаты исследований по взаимодействию фазовых составляющих красного шлама 109
3.4 Выводы по главе 3 115
Глава 4 Теоретическое обоснование и разработка новой технологии извлечения скандия из отвального красного шлама .117
4.1 Обоснование выбора способа переработки красного шлама для извлечения скандия .117
4.2 Исследование поведения скандия при магнитной сепарации и кавитационном воздействии на шламовую пульпу 119
4.3 Теоретическое обоснование по использованию дымовых газов печей спекания для разработки новой технологии переработки красного шлама 126
4.4 Поведение скандия и других компонентов в процессе карбонизации пульпы красного шлама 131
4.5 Разработка карбонизационной технологии переработки красного шлама с извлечением скандия и других сопутствующих элементов в составе первичного скандиевого концентрата 139
4.6 Преимущества карбонизационной технологии .153
4.7 Выводы по главе 4 154
Глава 5 Организация опытно-промышленного производства и разработка технологического регламента производства скандия и других компонентов из красного шлама
5.1 Краткая характеристика объекта 158
5.2 Исходные характеристики сырья и получаемых продуктов 160
5.3 Основные стадии технологического процесса .163
5.4 Разработка режимной карты технологического процесса 166
5.5 Аппаратурное оснащение опытно-промышленной установки для производства первичного скандиевого концентрата .170
5.6 Расчет мощности опытно-промышленной установки 177
5.7 Охрана окружающей среды .178
5.8 Выводы по главе 5 180
Глава 6 Переработка первичного скандиевого концентрата из красного шлама с получением товарного оксида скандия и других редких металлов
.1 Характеристика бедного скандиевого концентрата
.2 Взаимодействие скандия и других компонентов шлама с растворами минеральных кислот 183
6.2.1 Получение сульфатного промежуточного продукта .187
6.2.2 Разложение сульфатного промежуточного продукта .
6.1 Характеристика бедного скандиевого концентрата 182
6.2 Взаимодействие скандия и
6.2.3 Получение оксалатного промежуточного продукта 195
6.2.4 Обезвоживание осадка и прокалка оксалатного промежуточного продукта 197
6.3 Разработка технологии переработки бедного (первичного) концентрата для получения товарного оксида скандия 199
6.3.1 Описание аппаратурной схемы кислотной переработки бедного скандиевого концентрата 200
6.3.1.1 Кислотное выщелачивание скандиевого концентрата .200
6.3.1.2 Проведение процесса высаливания сульфатных солей 201
6.3.1.3 Осаждение оксалата скандия .202
6.3.1.4 Прокалка осадка оксалата скандия 202
6.3.1.5 Регенерация технологических растворов .206
6.3.2 Аппаратурное оснащение технологической схемы блока переработки скандиевого концентрата 207
6.4 Разработка способа извлечения циркония из продуктивного раствора после извлечения скандия .210
6.5 Разработка метода извлечения иттрия из растворов кислотной активации красных шламов 218
6.8 Выводы по главе 6 .241
Глава 7 Основные технико-экономические показатели работы опытно промышленного производства скандия и других редких металлов .
Использование продуктов переработки шлама глиноземного производства в других отраслях промышленности с целью их полной утилизации 243
7.1 Аппаратурная схема масштабного блока получения скандиевого концентрата 243
7.2 Стоимость оборудования и монтажных работ аппаратов опытно промышленной установки 245
6.6 Исследования активации сорбционной способности красных шламов карбонизацией дымовыми газами и обработкой минеральными кислотами
7.2.1 Стоимость оборудования 245
7.2.2 Расходы по обустройство инженерных сооружений 247
7.2.3 Амортизация здания 248
7.2.4 Проектные работы 248
7.2.5 Общая стоимость работ по оборудованию опытно-промышленной установки 248
7.3 Расчет штатного расписания, обязательных платежей на заработную плату 249
7.3.1 Расчет энергетических затрат 250
7.3.2 Расчетные данные потребности пара, воды и конденсата 251
7.4 Оценка стоимости 1 кг оксида скандия и общих затрат на выпуск 5000 кг 99,0% Sc2O3 251
7.5 Основные технико-экономические показатели производства 5000 кг оксида скандия чистотой 99,0 % 253
7.6 Иследования по использованию оксида скандия собственного производства для получения алюминий - скандиевой лигатуры 254
7.6.1 Актуальность и перспективность исследования 254
7.6.2 Лабораторные исследования получения лигатуры 259
7.6.3 Получение лигатуры методом инжекции технологического порошка в промышленной печи завода
7.7 Применение карбонизированного красного шлама (ККШ) при производстве строительных материалов 270
7.8 Перспектива переработки титанового концентрата, полученного в процессе Гидролиз - I .271
7.9 Подготовка карбонизированного красного шлама в материал, пригодный для использования в черной металлургии 274
7.10 Выводы по главе 7 275
Заключение 278
Список литературы
