Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2023(14))

Таким образом, при повышении концентрации кислоты происходит последовательное осаждение сульфатов разного состава, а обедненный по солям крепкий сульфатный раствор может быть использован для вскрытия новой партии сырья — красного шлама. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 197-202. Transactions of the Коіа Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 197-202. Рис. 1. Изотермы растворимости при 25 °С систем сульфатов: Fe (II) (1) и Fe (II) в присутствии Sc (2); Al (3) и Al в присутствии Sc (4); Sc (5), Sc в присутствии Fe (II) (6) и Sc в присутствии Al (7) Ранее [12] осаждение скандия из сульфатных растворов путем подкисления было предложено для отделения от цветных металлов (Fe, Al, Mn) и группы РЗЭ (Th, Zr, Y, Yb). Авторами установлено, что из 10 н H 2 SO 4 выход скандия в виде Sc2(SO4^5H2O не превысил 50 %. Из раствора 24 н H 2 SO 4 с выходом более 96 % происходило осаждение двойных солей неустановленного состава. Двойные сульфаты NaFe(SO 4 ) 2 , (H 3 O)Fe(SO 4 ) 2 , NaAl(SO 4 ) 2 , NaftE(SO 4 ) 2 H 2 O и другие вследствие более высокого содержания натрия в составах природного сырья и техногенных отходов были идентифицированы в качестве первичных продуктов при их кислотном выщелачивании или «сухой» сульфатизации [13]. Содержание основных компонентов сернокислого раствора вскрытия бедного скандиевого концентрата, полученного нами из раствора карбонатной обработки красного шлама, варьируется в следующих пределах, г л -1: 3 — 5 Sc, 5 — 20 Zr, 1— 6 Ti, 2 — 20 Fe(III), 3 — 8 Si и по < 1 Ca, Mg, Al иNa. Из такого достаточно бедного скандийсодержащего раствора для отделения от примесей металлов нами была предложена кристаллизация двойных солей скандия и аммония с высоким выходом и минимальной остаточной концентрацией скандия в фильтрате путем подкисления раствора в присутствии избытка ионов аммония [14]. Коэффициенты разделения скандия от основных металлов осаждением двойной соли состава NH 4 Sc(SO 4 ) 2 при использовании разных солей аммония и варьировании условий представлены в таблице. При концентрациях более 550 г л -1 H 2 SO 4 и более 2,0 моль-л-1NH 4 + в осадке NHtSc(SO 4 )2 наблюдается появление в значительных количествах сульфата аммония или вводимой соли аммония, а также сульфатов примесных металлов, что не будет обеспечивать высокую степень разделения скандия и примесных металлов. Условия и коэффициенты разделения скандия и металлов при кристаллизации NH 4 Sc(SO 4 )2 H 2 SO 4 , г л-1 Состав соли Sc, г-л 1 Выход Sc, % Коэффициенты разделения Исх. Кон. PsdA\ Psc/Fe Psc/Ca Р Sc/Ti Р Sc/Zr 500 NH 4 O 1.0 0,010 98.4 3840 210 160 65 65 350 NH 4 O 1.7 0.025 97.5 4300 200 95 80 105 450 NH 4 O 1.7 0.020 98.6 4330 230 110 105 105 500 NH 4 O 4.0 0.009 99.3 4540 260 130 105 95 350 (NH4)2SO4 1.0 0.024 97.9 4330 240 70 75 100 450 CH 3 COONH 4 1.7 0.034 96.4 4330 190 90 105 105 Средние значения коэффициентов разделения 4280 220 110 90 95 Несмотря на то что сведения о существовании NHtSc(SO 4 )2 были известны ранее, точных данных о структуре и свойствах не было установлено. Нами впервые были обнаружены две полиморфные © Пасечник Л. А., 2023 199