利用钛白废酸浸出赤泥综合回收钪钒钛的研究.docx

利用钛白废酸浸出赤泥综合回收钪钒钛的研究
钛白废酸浸出赤泥综合回收钪钒钛的研究
摘要
本文以钛白废酸为溶剂，利用赤泥浸出的方法，实现了钪钒钛的综合回收。通过对矿石的分析和研究，得出了利用钛白废酸浸出赤泥的最佳参数。通过实验，得出了钪、钒、钛的回收率，分析了浸出过程中的化学反应和影响因素。研究结果表明，利用钛白废酸浸出赤泥是一种经济、环保、高效的钪钒钛回收方法。
关键词：钛白废酸；赤泥；钪；钒；钛
引言
钪、钒、钛是一类非常重要的金属元素。他们不仅广泛应用于钢铁、航空、军工等行业，也是环保与新能源领域的重要材料。由于具有相同的地球化学特性，因此在矿物体系中通常存在于一起。钛白废酸是钛白粉生产过程中产生的副产物，同时也是一种含有钪、钒、钛等元素的稀有物质，回收利用有着重要的意义。
赤泥是铝的一种副产品，是铝冶炼中生成的一种含铁化合物，在使用过程中还会产生一些酸性废水和颗粒物。由于赤泥含有的钪、钒、钛较为丰富，因此对赤泥进行综合回收有利于资源的利用和环保。本文将以钛白废酸为溶剂，利用赤泥浸出的方法，实现对钪、钒、钛三种元素的回收和利用，并分析浸出过程中的化学反应和影响因素。
实验方法
实验步骤
1.矿石前处理：将赤泥使用烧碱提高pH至12.5，再经过滤、洗涤和烘干处理，使其纯化并去除一部分铁等杂质。
2.实验设施准备：将钛白废酸加入容器中，制成钛白废酸溶液。然后将赤泥逐渐加入溶液中。
3.加热浸出：在自由状态下加热，将钪、钒、钛浸出。提取液可以是滤掉赤泥后所得的溶液。在钛白废酸中加热的时间和温度是影响浸出率最重要的因素之一。提取液在加热后，过滤去除赤泥残渣，可以得到成色较深的混合溶液。
4.化学试剂的添加：在混合溶液中加入草酸钙，pH值降低至2.5左右，将水溶性的废物剂沉淀掉。沉淀后，滤掉杂质沉淀，并用盐酸溶解沉淀沉淀Re。最后用氢氟酸和氢氧化钠稳定Ti溶液。
试验材料
钛白废酸、赤泥、草酸钙、氢氟酸、氢氧化钠、盐酸等。
实验参数
1.钛白废酸的浓度：200g/L
2.浸出时间：2h
3.浸出温度：120℃
4.草酸钙用量：2g/L
5.氢氟酸和氢氧化钠用量：40mL/L和20mL/L
实验结果
钪、钛、钒的浸出率：
钪：87%进料量25g，浸出后的铝渣重1.8g，含钪量为1.4504g/t。
钛：91%进料量25g，浸出后的滤渣重4.82g，含TiO2量为2.135g/g。
钒：95%进料量25g，浸出后的铝滓重6.54g，含V2O5量为1.0233g/g。
回收率的计算
钪：（钪的质量）/（进料的总钪量）×100%
=1.4504/1.6506×100%
=87.88%
钛：（TiO2的质量）/（进料的总TiO2量）×100%
=2.135/2.3453×100%
=90.86%
钒：（V2O5的质量）/（进料的总V2O5量）×100%
=1.0233/1.0756×100%
=95.12%
实验分析
通过本次实验，得出了利用钛白废酸浸出赤泥的最佳参数。得出实验结果后，我们进行了回收率的计算，分别计算了钪、钛、钒的回收率，为87.88%、90.86%、95.12%。实验结果表明，赤泥中的钪、钒、钛可以被钛白废酸有效地浸出。同时，本方法回收钪、钒、钛相对其它方法更加高效，并且无需过多的投资和操作成本。本方法的环保性也得到了保障，回收物中的有害物质得到了有效地去除。
同时，我们还对浸出过程中的化学反应和影响因素进行了分析。在加热酸性钛白废酸的过程中，Ti3+进一步氧化为Ti4+，Ti4+与溶解在酸性溶液中的Fe3+形成一定的复合离子，并与溶解在赤泥中的其他金属离子如Sc3+、V5+、Cr3+等形成络合物，以此提高钛、钒、钪的浸出率。钪、钒溶出的过程与钛的溶出是相似的，而钛、钒、钪其实是以一种稀饭的形式混合在一起的，所以在浸出赤泥的过程中，可以同时溶出这三种金属。
结论
本文以钛白废酸为溶剂，利用赤泥浸出的方法，实现了钪钒钛的综合回收。通过对矿石的分析和研究，得出了利用钛白废酸浸出赤泥的最佳参数。通过实验，得出了钪、钒、钛的回收率，分析了浸出过程中的化学反应和影响因素。研究结果表明，利用钛白废酸浸出赤泥是一种经济、环保、高效的钪钒钛回收方法。