Дипломная работа на тему: Иттрий - ближайший аналог лантаноидов. История открытия иттрия

Введение

В ухудшении среды обитания на Урале значительный вклад вносит деятельность двух глиноземных заводов, сливающих на шламовые поля ежегодно более двух миллионов тонн отхода переработки бокситов СУБР и СТБР. Шламы являются источниками загрязнения щелочами и техногенными элементами поверхностных и подземных водоемов, а также значительной запыленности атмосферы. Эти сооружения занимают сотни гектаров земли, и их эксплуатация повышает себестоимость глинозема. Трагические события в Венгрии на заводе Айка (2010 г.), обусловленные прорывом дамбы шламохранилища, повторяющиеся ежегодно пылеуносы шлама на Николаевском глиноземном заводе (Украина) и другие малоизвестные экологические катастрофы требуют разработки технологии безотходной переработки красных шламов заводов "УАЗ-СУАЛ" и "БАЗ-СУАЛ".

Отходы переработки боксита на глинозем для большого числа заводов России (УАЗ, БАЗ), Украины (НАЗ), Казахстана (ПАЗ) и ряда других, работающих по схеме Байера, имеют довольно близкий химический состав, %(мас.): 40-50, 11-13, 10-14, 8-12, 4-7, 3-4. Этот красный шлам с потока, характеризуется высокой дисперсностью, что осложняет его физическую обработку - фильтрацию, мокрую магнитную сепарацию, гидроциклонирование и др. В этом шламе содержится значительное количество редких элементов, которые могут быть извлечены, как из шлаков при пирометаллургической переработке красного шлама на чугун, так и при кислотной обработке красного шлама с получением коагулянта, гипса, электролитического железа, пигмента, активного кремнезема или алюмосиликатного продукта, и концентратов редких металлов (иттрия, скандия, лантаноидов, титана, циркония, ниобия и др). Иттрия в красном шламе содержится до 300 г/т, что может послужить основанием для его попутного извлечения при кислотной переработке красного шлама или шлака.

Создание опытно-промышленного производства переработки шлама с использованием отходящих газов глиноземного производства позволит извлекать дефицитный скандий и иттрий, вернуть в производственный цикл большую часть щелочи и глинозема и облегчить использование шлама в черной металлургии. Обработанный шлам может служить хорошим сорбентом для очистки сточных вод предприятий цветной металлургии, а немагнитная фракция такого шлама с низким содержанием щелочи будет потребна на цементных заводах. Поглощение большого количества (до 1 млн. тонн ) парниковых газов позволит заводу использовать квоты на выброс углекислого газа (8.5 евро/т).

Однако, в настоящее время, все известные способы извлечения иттрия ориентированы на богатые целевым компонентом минералы и концентраты и не пригодны применительно к относительно бедному сырью, макрокомпонентами которого являются алюминий и железо, активно переходящие в концентрированные растворы.

Цель работы расширение минеральной базы для получения иттрия путем вовлечения в нее отходов переработки бокситов, именно красный шлам, и разработка условий извлечения иттрия с использованием указанного сырья.[1],[7]

Оглавление

- Введение

- Иттрий - ближайший аналог лантаноидов

- История открытия иттрия

- Свойства иттрия и его сырьевая база

- Получение иттрия

- Применение иттрия

- Расчет материальных потоков при получении глинозема по последовательному варианту байер - спекание

- Исходные данные

- Ветвь Байера

- Ветвь спекания

- Заключение

- Библиографический список

- Приложение

Заключение

В данной работе был рассмотрен способ селективного извлечения иттрия из шламов глиноземного производства. Экспериментально установлена возможность вскрытия красного шлама соляной кислотой и извлечение около 70% иттрия. Использование оборота кислотных растворов, сорбции и десорбции на катионите КУ-28, а так же использование экстракции фосфорорганическими соединениями позволяет снизить потери иттрия в технологических узлах и получить конечный продукт, в виде оксида иттрия около 50% от исходного содержания в красном шламе.

Попутное получение гипса, железистых и глиноземных концентратов, а так же коагулянта, пригодного для нейтрализации щелочных стоков позволяет рассматривать данную технологию как комплексную.

Внедрение и аппаратурное оформление данной технологической схемы позволит перерабатывать красный шлам, являющийся отходами глиноземного производства. Это позволит не только получить дополнительные товарные продукты, но и улучшить экологическую обстановку в районах расположения данных производств.

Переработка отходов различных предприятий в настоящее время очень актуальная проблема. И не смотря на то, что это может дать новые источники для получения не только редкоземельных элементов, а так же пополнить сырьевую базу для элементов, получаемых из более богатых источников, разработки в данном направлении не находят широкого распространения и, как правило, остаются только на бумаге.

Список литературы

1. Селективное извлечение иттрия из шламов глиноземного производства. Пасечник Л.А., Яценко А.С., Яценко С.П., Скрябнева Л.М. / "Цветные металлы". 2013. №12. стр. 39-43.

. Иттрий. /Популярная библиотека химических элементов. n-t.ru электронная библиотека "Наука и техника".

. Пат. 2057196 РФ. Способ извлечения иттрия / Диев В. Н., Сабирзянов Н. А., Анашкин В. С., Скребнева Л. М., Яценко С. П. ; опубл. 27.03.1996.

4. Иттрий /Химическая энциклопедия. www.xumuk.ru/encyklopedia <http://www.xumuk.ru/encyklopedia>.

. Фильтры водоподготовительных производств. Конструкция и основные размеры./ Министерство тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения. Москва. От 30 января 1974 г.

. Технологические расчеты в производстве глинозема. Самарянова Л.Б. Лайнер А.И./ изд. "Металлургия", Москва, 1988г.

. Избирательное извлечение иттрия из красного шлама глиноземного производства. Яценко С.П., Скачков В.М., Пасечник Л.А./ Химическая технология и биотехнология новых материалов и продуктов. IV Международная конференция Российского химического общества им. Д.И. Менделеева: тезисы докладов./ Москва. 2012 г.