Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Υδροθερμική ανάκτηση Σκανδίου και Υττρίου από ερυθρά ιλύ

Diamantopoulos Alexandros

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Η ερυθρά ιλύς (ΕΙ) αποτελεί το κύριο στερεό παραπροϊόν της βιομηχανίας παραγωγής αλουμινίου και ειδικότερα προκύπτει από την επεξεργασία του βωξίτη με τη μέθοδο Bayer για την εξαγωγή της αλουμίνας, πρόδρομης χημικής ένωσης του αλουμίνιου. Εξαιτίας της ετερογένειας και της πληθώρας ορυκτών και χημικών στοιχείων που εμπεριέχει το πέτρωμα, η ΕΙ καταλήγει να διαθέτει, λόγω και των αντιδράσεων που λαμβάνουν χώρα κατά τη διύλιση του βωξίτη, πολύπλοκη ορυκτολογική και χημική σύσταση, σε συνδυασμό με υψηλό pH και λεπτόκοκκα σωματίδια. Κατά κανόνα, στα κύρια συστατικά της ΕΙ επικρατούν μεταλλικά οξείδια του σιδήρου, αλουμινίου, νατρίου, ασβεστίου και πυριτίου, ενώ εμπεριέχονται μέταλλα ιδιαίτερα υψηλής τεχνολογικής και οικονομικής σημασίας, που ανήκουν στις σπάνιες γαίες. Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η αξιολόγηση της υδροθερμικής έκπλυσης της ερυθράς ιλύος, ως αποτελεσματική μέθοδο για την ανάκτηση των περιεχόμενων μετάλλων, σκάνδιο (Sc) και ύττριο (Y). Ερευνήθηκαν οι βέλτιστες συνθήκες θερμοκρασίας και χρόνου επεξεργασίας, αλλά και συγκέντρωσης ανόργανου οξέος και EDTA, στην επιλεκτική ανάκτηση Sc και Y. Διεξήχθησαν πειράματα υδροθερμικής έκπλυσης του σκανδίου και υττρίου, που διήρκησαν 0.5, 1, 2 και 24 h υπό υποκρίσιμες συνθήκες (120, 140 και 160 °C), σε αντιδραστήρες διαλείποντος έργου χωρητικότητας 100 ml. Σε κάθε δοκιμή ο λόγος στερεού/υγρού διατηρήθηκε σταθερός και ίσος με 1 g ΕΙ ανά 20 ml υδατικού διαλύματος HCl, H2SO4 και HNO3, μοριακότητας 0.05, 0.1 και 0.2 Μ. Η επίδραση του EDTA στην απόδοση και επιλεκτικότητα έκπλυσης, διερευνήθηκε σε συγκεντρώσεις 0.002, 0.009, 0.017 και 0.034 Μ EDTA. Οι παραπάνω δοκιμές κατέδειξαν ότι η έκπλυση ΕΙ διάρκειας 1 ώρας σε θερμοκρασία 140 °C και με χρήση H2SO4 0.2 Μ, οδήγησε σε σημαντικά αποτελέσματα ανάκτησης Sc (79%) και Y (100%). Η καλύτερη επιλεκτικότητα προς σπάνιες γαίες ελήφθη για έκπλυση με HNO3 συγκέντρωσης 0.2 Μ στους 140 °C, παρ’ ότι οι αποδόσεις του Sc και Y ήταν μόνο 28% και 34%, αντίστοιχα. Αναφορικά με τα πειράματα της κινητικής, χρόνος επαφής 1 h επαρκεί για ικανοποιητικά ποσοστά ανάκτησης Sc και Y, καθώς περαιτέρω αύξηση του χρόνου επαφής, προκαλεί σημαντική ελάττωση του βαθμού έκπλυσης του Sc, που πιθανολογείται στο σχηματισμό αδιάλυτου οξειδίου. Eπιχειρώντας την ενίσχυση της επιλεκτικότητας και απόδοσης έκπλυσης των σπάνιων γαιών στα ανωτέρω διαλύματα με προσθήκη EDTA, δεν διαπιστώθηκε ουσιαστική βελτίωση της ανάκτησης. Τέλος, με στόχο την διερεύνηση του μηχανισμού έκπλυσης που οδηγεί σε επιλεκτική ανάκτηση των σπάνιων μετάλλων έναντι του Fe και Ti, έλαβε χώρα χαρακτηρισμός του υλικού, πραγματοποιώντας τις τεχνικές της χημικής ανάλυσης (ICP-MS), της περίθλασης ακτίνων X (XRD), της θερμοβαρυμετρικής ανάλυσης (TGA) και της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης (SEM-EDS).

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες