Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

с достижением нужного рН и выдержке при температуре, близкой к кипению, получали промпродукт с содержанием до 5% SC 2 O 3 [9-11]. Осадок растворяли в серной кислоте и после очистки от макропримесей раствор нейтрализовали щелочью, а полученный богатый скандиевый гидроксидный осадок отфильтровывали, сушили и подвергали обработке плавиковой кислотой. Полученный фторидный скандиевый концентрат пригоден для получения алюминий-скандиевой лигатуры методом высокотемпературной обменной реакции во фторидно-хлоридном расплаве [12]. В зависимости от содержания скандия (фторида или оксида) в концентрате, используемом для приготовления шихты, прямой выход в лигатуру меняется и составляет, например, 32% при содержании Sc 2 O 3 в концентрате 54% [13]. Использование фторидных солей скандия при шихтовке технологического порошка существенно увеличивает прямой выход из шихты в сплав. pH раствора О й& 0 > 3 о 3,0 2,5 2,0 0,0 12,1 11.95 11,8 11,3 10,0 ' 4 i ni It 1 ' V V . ; ч * ; \ э / f \ J ы . Ж І 1-----*-----К-----М-----II t ■гдт " 500 - 400 - 300 - 200 100 30 20 10 NaOH 10 20 30 NaHC03j г/дм3 О Я& 3 о Рис.4. Изменение содержания цинка (1), алюминия (2), галлия (3) и скандия (Sc2Os - 4, 5, 6 ) от щелочности раствора при карбонизации для 80 и 3 0 С (5): при нейтрализации содержание Na 2 CO 3 100 г/дм 3 Опытно-промышленная установка на ОАО «БАЗ-СУАЛ» (филиал ОК «РУСАЛ») имеет узел обработки КШ, который состоит из мешалки, в которую поступает пульпа КШ с линии сброса на шламовое поле из последнего ряда сгустителей глиноземного цеха. Затем пульпа насосом (или прямо с линии сброса КШ на шламовое поле) подается на группу гидроциклонов (ГЦ-150 [14]) и сгущенный шлам поступает в карбонизатор. В этот же аппарат поступает содовый декантат из сгустителя для разубоживания сгущенного шлама, и осуществляется карбонизация пульпы. Газ берется от печи кальцинации глинозема и после доочистки нагнетается турбогазодувкой (OMEGA-53P) в карбонизатор. После завершения операции извлечения скандия из КШ последний перекачивается через гидроциклон в сгуститель для промывки сгущенной пульпы с целью снижения потерь скандия со шламом. Сгущенный КШ после гидроциклона поступает в репульпатор, откуда откачивается на шламовое поле. Гидрокарбонатно-карбонатный раствор после многократного (3-5) обогащения скандием, за счет отработки свежих порций шлама, поступает в узел гидролитического отделения примесей и осаждения скандиевого концентрата. Основным аппаратом первого узла обработки КШ является карбонизатор. Механизм карбонизации алюминиевого раствора известен давно [15] и заключается в нейтрализации свободной щелочи на первой стадии. В последующем происходит нейтрализация освобождающейся щелочи за счет гидролитического распада алюмината натрия. При карбонизации резко уменьшается концентрация и активность ОН--ионов, что обуславливает ускорение полимеризации комплексных ионов алюминия с образованием кристаллического осадка гидроксида алюминия. Однако применительно к карбонизации КШ процесс сопровождается образованием алюмокарбоната натрия Na 2 O A l 2 O 3 2CO 2 wH2O из того незначительного количества алюмината, который оказывается в пульпе. В растворах умеренных концентраций карбоната и гидрокарбоната натрия (5-10 мас. %) устойчивыми являются дикарбонатные комплексы скандия [Sc(CO3)2]-, а в твердой фазе известно образование соединений типа NaSc(CO 3 ) 2 wH2O [3]. Наряду с карбонатными комплексами железа, титана, циркония в технологическом растворе находится значительное количество тонкой взвеси КШ, которую отделяют фильтрацией через фильтр-пресс (ФПАКМ-25). Обогащенный скандием до 15-25 г/м 3 раствор подвергается двухстадийному гидролизу. На первой стадии гидролиза выпадают гидроксиды железа, титана, циркония, а также прошедшая частично тонкая взвесь (кремниевой кислоты и КШ). Выделяющийся при первой стадии гидролиза продукт является титан- циркониевым концентратом, содержащим в прокаленном состоянии до 40-50 мас. % оксидов титана и 1-3% оксидов циркония. Вторую стадию «жесткого» гидролиза проводят при повышенной температуре. В результате в осадок переходит более 95% содержащегося в исходном растворе скандия. Осадок отделяется на нутч-фильтре и после промывки является скандиевым концентратом (2-5% Sc 2 O3). Дальнейшая переработка этого концентрата 582