赤泥中浸出铌工艺条件的研究.doc

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）07-0000-00 Technological Study of Niobium Leaching from Red Mud SU Hou-xianga, WANG Zhong-huib （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。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 Eff