Specific Features of Scandium Behavior During Sodium Bicarbonate Digestion of Red Mud

Suss, A. G.; Panov, А. V.; Kozyrev, A. B.; Кузнецова, Н. В.; Gorbachev, Sergey N.

doi:10.1007/978-3-319-72284-9_22

Cited by 11 publications

(45 citation statements)

References 1 publication

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…This is to be expected as the REEs are not predicted to have soluble species in highly alkaline conditions (pH > 14) [58,59], which is further supported by the mineralogical observations indicating the REEs remain in solid forms during the Bayer digestion [60]. For the case of Sc, INAA found its levels being <0.05 mg/L, which is in accordance with Suss et al who report that Sc concentration in Bayer liquor remains <1 mg/L [13]. Bayer liquor also contains low concentrations of U (~1 mg/L), which is in accordance with previously known facts [33].…”

Section: Resultssupporting

confidence: 78%

“…Suss et al report that Sc is expected to occur in a dissolved form during Bayer digestion, but, it probably precipitates rapidly in an unknown form that might be ScO(OH) or Sc(OH) 3 [13]. The progression of Sc through the process is once more regulated by solid material matrix from bauxite to intermediate solids and then to residue.…”

Section: Metals That Do Not Accumulate To Liquormentioning

confidence: 99%

“…The alumina industry is particularly interested in the bauxite trace elements for the following reasons: (1) some of them (such as vanadium-V) are undesired impurities that might end up in the product and, therefore, their fractionation through the process must be controlled [10]; (2) some of them (such as gallium-Ga-and in some cases scandium-Sc) can be extracted mainly as a by-product of the primary alumina industry [6,[11][12][13]; (3) some of them (such as beryllium-Be) are considered hazardous from environmental and occupational health points of view [14]. Therefore, keeping track on the fate of trace elements within the Bayer process is very important for the best plant performance and the desired purity of products.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Distribution of Selected Trace Elements in the Bayer Process

Vind

Alexandri

Vassiliadou³

et al. 2018

Metals

View full text Add to dashboard Cite

Abstract:The aim of this work was to achieve an understanding of the distribution of selected bauxite trace elements (gallium (Ga), vanadium (V), arsenic (As), chromium (Cr), rare earth elements (REEs), scandium (Sc)) in the Bayer process. The assessment was designed as a case study in an alumina plant in operation to provide an overview of the trace elements behaviour in an actual industrial setup. A combination of analytical techniques was used, mainly inductively coupled plasma mass spectrometry and optical emission spectroscopy as well as instrumental neutron activation analysis. It was found that Ga, V and As as well as, to a minor extent, Cr are principally accumulated in Bayer process liquors. In addition, Ga is also fractionated to alumina at the end of the Bayer processing cycle. The rest of these elements pass to bauxite residue. REEs and Sc have the tendency to remain practically unaffected in the solid phases of the Bayer process and, therefore, at least 98% of their mass is transferred to bauxite residue. The interest in such a study originates from the fact that many of these trace constituents of bauxite ore could potentially become valuable by-products of the Bayer process; therefore, the understanding of their behaviour needs to be expanded. In fact, Ga and V are already by-products of the Bayer process, but their distribution patterns have not been provided in the existing open literature.

show abstract

Section: Resultssupporting

confidence: 78%

Section: Metals That Do Not Accumulate To Liquormentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Distribution of Selected Trace Elements in the Bayer Process

Vind

Alexandri

Vassiliadou³

et al. 2018

Metals

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Evaluation of leaching yield data shows that the size of this residual core depends on the cationic element and leaching conditions. Moreover, studies of BR micro-structure [38] have shown that the residual content of trace elements is trapped in unyielding micro-cores inside the particle with bound main cationic elements, and mostly Fe ( [23], heavily extractable Sc). However, the validity of the overall model extension set could be tested in a future study.…”

Section: Model Extensionsmentioning

confidence: 99%

Process Design Aspects for Scandium-Selective Leaching of Bauxite Residue with Sulfuric Acid

et al. 2018

View full text Add to dashboard Cite

Aiming at the industrial scale development of a Scandium (Sc)-selective leaching process of Bauxite Residue (BR), a set of process design aspects has been investigated. The interpretation of experimental data for Sc leaching yield, with sulfuric acid as the leaching solvent, has shown significant impact from acid feed concentration, mixing time, liquid to solids ratio (L/S), and number of cycles of leachate re-usage onto fresh BR. The thin film diffusion model, as the fundamental theory for leaching, either with constant particle size for selective leaching, or with shrinking particle size for less-or non-selective leaching, interprets the relevant experimental data. In both cases, a concept for an unyielding core supplements the basic model. Especially for the selective leaching mild conditions, the simplest model version agrees with the experiments, since both prove 1st order kinetics, while for extreme conditions, a combined conversion rate model with diffusion and chemical reaction inside particles is proposed. The maximization of Sc recovery per unit of consumed solvent emerged as highly critical for the process economics.

show abstract

“…Ο ορυκτολογική φάση του γκαίτιτη φαίνεται να είναι πλούσια σε Sc και στα ελληνικά ΚΒ (Vind et al, 2018b). Πρέπει όμως να σημειωθεί πως η συσχέτιση Sc με τα ορυκτά Fe, Ti και Zr δεν ισχύει σε όλες τις περιπτώσεις, καθώς έρευνες πάνω σε ΚΒ παραγόμενα στη Ρωσία δείχνουν πως μεγάλο μέρος του Sc σχετίζεται με τα ορυκτά Al (Βαιμίτη-Διάσπορου) (Suss et al, 2018 Το σκάνδιο αποτελεί κρίσιμο μέταλλο και έχει αποδειχθεί ότι πάνω από 70% των αποθεμάτων σκανδίου παγκοσμίως σχετίζονται με τα μεταλλεύματα Βωξίτη (Petrakova et al, 2016), άρα και κατ' επέκταση με τα κατάλοιπα Βωξίτη. Το Sc σπάνια σχηματίζει ορυκτά και κοιτάσματα με αποτέλεσμα να εξάγεται μόνο ως παραπροϊόν από μεταλλουργικά κατάλοιπα της πρωτογενούς μεταλλουργίας των W, REE, Zr, Ni, Ti και U .…”

Section: οι σπάνιες γαίες στα κατάλοιπα βωξίτηunclassified

Εκχύλιση Σπανίων Γαιών Από Κατάλοιπα Βωξίτη Και Φτωχό Μετάλλευμα Βαστναιζίτη Με Ιοντικά Υγρά

Davris¹,

Δάβρης²

View full text Add to dashboard Cite

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή εξετάστηκε η εκχύλιση σπανίων γαιών από χαμηλήςσυγκέντρωσης πρωτογενείς και δευτερογενείς ορυκτές πρώτες ύλες, οι οποίες δεν επιδέχονταιμεταλλουργικό εμπλουτισμό, με τη χρήση καινοτόμων οργανικών διαλυτών, οι οποίοι συνδυάζουνεκλεκτικότητα κατά την εκχύλιση των ορυκτών και εύκολη αναγεννησιμότητα για τηνεπαναχρησιμοποίηση τους.Πιο συγκεκριμένα διερευνήθηκε η εκχύλιση καταλοίπων Βωξίτη, το στερεό αδιάλυτο υπόλειμμα κατάτην παραγωγή Αλουμίνας από μετάλλευμα Βωξίτη, με το ιοντικό υγρό (δισ-τριφλουορόμεθανοσουλφονιμίδιο της βεταΐνης) [Hbet][Tf2N], για την εκλεκτική διάλυση σπανίων γαιών(REE) έναντι του σιδήρου. Παράγοντες επίδρασης της εκχύλισης που μελετήθηκαν είναι ηθερμοκρασία, ο χρόνος εκχύλισης, η πυκνότητα πολφού και η προσθήκη νερού στο ιοντικό υγρό.Βρέθηκε ότι μικρή προσθήκη νερού, υψηλή θερμοκρασία και αυξημένος χρόνος εκχύλισης είχε ωςαποτέλεσμα 70-85% ανάκτηση REE με αντίστοιχη εκχύλιση σιδήρου (Fe) μικρότερη από 3%. Το Scέδειξε διαφορετική συμπεριφορά εκχύλισης από τις υπόλοιπες REE με την ανάκτηση του να μηνυπερβαίνει το 45%. Η εκχύλιση των τιτανίου (Ti) και πυριτίου (Si) είναι αμελητέα, ενώ το αλουμίνιο (Al)έχει μέγιστη ανάκτηση 30%, ακολουθούμενη από σχεδόν ολική διάλυση του ασβεστίου (Ca) καινατρίου (Na). Από τα αποτελέσματα εκχύλισης φαίνεται ότι οι REE και ένα μέρος του Sc συνδέονταιστα κατάλοιπα Βωξίτη με τις ορυκτολογικές φάσεις ασβεστίου και αργίλιου, ενώ το υπολειπόμενο Scσχετίζεται πιθανώς με τις αδιάλυτες ορυκτολογικές φάσεις Fe και Ti. Το κατάλοιπο της εκχύλισηςεμπλουτίζεται σε οξείδια σίδηρου, αλουμίνιου, τιτάνιου και πυριτίου και μπορεί να αξιοποιηθείπεραιτέρω. Τα μέταλλα εν διαλύσει στο κυοφορούν ιοντικό υγρό μπορούν να εξαχθούνχρησιμοποιώντας όξινο υδατικό μέσο. Κατά την εξαγωγή τους μεταφέρονται από την υδρόφοβη ιοντικήφάση στην όξινη υδατική φάση, ενώ το ιοντικό υγρό αναγεννάται και μετά το διαχωρισμό των 2 φάσεωνμπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί για εκχύλιση σε καινούργιο δείγμα. Διαδοχική έκπλυση τουκυοφορούντος ιοντικού υγρού σε διαφορετικό εύρος pH έχει ως αποτέλεσμα τον καθαρισμό τουδιαλύματος από τα κύρια μέταλλα Ca, Na και Al οδηγώντας σε ένα προ-συγκεντρωμένο όξινο διάλυμαμε αυξημένη συγκέντρωση Sc έως και 95mg/L και μειωμένες προσμείξεις συνδιαλυόμενων μετάλλων.Επιπρόσθετα, το [Hbet][Tf2N] εφαρμόστηκε ως εκχυλιστικό μέσο για την εκχύλιση σπανίων γαιών απόφτωχό πρωτογενές μετάλλευμα στην περιοχή Rödberg προερχόμενο από το σύμπλεγμα ανθρακικώνκοιτασμάτων Fen στην Νορβηγία. Οι σπάνιες γαίες στο Rödberg εμφανίζονται σε φθορο-ανθρακικές ορυκτολογικές φάσεις της ομάδας ορυκτών Βαστναιζίτη. Παράγοντες εκχύλισης που διερευνήθηκανείναι η θερμοκρασία, ο χρόνος εκχύλισης, η πυκνότητα πολφού και η προσθήκη νερού στο ιοντικόυγρό. Η ανάκτηση σπανίων γαιών έφτασε στο εύρος 65-100% με ανάκτηση 80-90% για Ca, Mg, ενώ ηεκχύλιση είναι επιλεκτική ως προς το Si, Fe όπου εμπλουτίζονται στο στερεό υπόλειμμα εκχύλισης. Ηεξαγωγή μετάλλων από το παραγόμενο κυοφορούν ιοντικό διάλυμα με τη χρήση όξινου υδατικούδιαλύματος είχε ως αποτέλεσμα τον διπλασιασμό της συγκέντρωσης των σπανίων γαιών στην υδατικήφάση για περαιτέρω εξευγενισμό.Τα διαγράμματα ροής της εκχύλισης καταλοίπων Βωξίτη και μεταλλεύματος Rödberg εφαρμόστηκαν σεμικρής κλίμακας πιλοτική διάταξη που κατασκευάστηκε στο Ε.Μ.Π προκειμένου να αξιολογηθεί ηαναγέννηση και ανακυκλωσιμότητα του ιοντικού υγρού. Οι πιλοτικές δοκιμές έδειξαν ότι το [Hbet][Tf2N]μπορεί να αναγεννηθεί και να επαναχρησιμοποιηθεί σε αρκετούς κύκλους εκχύλισης χωρίς να χάνειτην εκχυλιστική του ικανότητα. Το καρβοξυλικό οξύ που είναι προσαρτημένο στο κατιόν του ιοντικούυγρού είναι ικανό να διαλυτοποιεί τα οξείδια και τις ανθρακικές ενώσεις των μετάλλων επιτρέπονταςέτσι την ανάπτυξη εναλλακτικών μεθόδων υδρομεταλλουργικής επεξεργασίας φτωχών κοιτασμάτωνσπανίων γαιών ελαχιστοποιώντας την προσθήκη οξέος και αντίστοιχα την παραγωγή υγρώναποβλήτων. Με αυτό τον τρόπο δημιουργούνται συνθήκες με προοπτική ανάπτυξης διεργασιών πιοφιλικών στο περιβάλλον.

show abstract

Specific Features of Scandium Behavior During Sodium Bicarbonate Digestion of Red Mud

Cited by 11 publications

References 1 publication

Distribution of Selected Trace Elements in the Bayer Process

Distribution of Selected Trace Elements in the Bayer Process

Process Design Aspects for Scandium-Selective Leaching of Bauxite Residue with Sulfuric Acid

Εκχύλιση Σπανίων Γαιών Από Κατάλοιπα Βωξίτη Και Φτωχό Μετάλλευμα Βαστναιζίτη Με Ιοντικά Υγρά

Contact Info

Product

Resources

About