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Process flowsheet for extraction of Fe, Al, Ti, Sc, and Ga values from red mud

浸出(土壤学) 硫酸 草酸 溶解 水解 化学 铁质 核化学 金属 草酸盐 水溶液中的金属离子 赤泥 盐酸 无机化学 冶金 材料科学 土壤水分 土壤科学 物理化学 生物化学 环境科学
作者
Shrey Agrawal,Nikhil Dhawan
出处
期刊:Minerals Engineering [Elsevier BV]
卷期号:184: 107601-107601 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.mineng.2022.107601
摘要

A comprehensive process flowsheet is investigated to recover metallic values from red mud with high-purity products such as alumina, silica, ferrous oxalate, titania, and Sc-Ga containing purified solution. The carbonated red mud leached in 1 M hydrochloric acid at 50 °C for 1 h dissolves 44.5% Al and 51% Si, followed by 2 M oxalic acid leaching at 90 °C for 2.5 h yielding 61% Fe and 46–48% Sc and Ga dissolution. High-purity ferrous oxalate product is retrieved from the leach solution, and the Sc and Ga ions report to the solution. Titanium enriched residue is baked with 1 mL/g sulfuric acid at 300 °C for 1 h, forming TiOSO4, Fe2(SO4)3, and Al2(SO4)3 phases, followed by water leaching. 64.5% Ti and ∼ 27% Fe dissolution is attained, and solution contains Fe (7.47 g/L), Ti (3.09 g/L), Al (2.44 g/L), Si (0.17 g/L), Sc (2 mg/L), and Ga (3 mg/L) ions. Thermal hydrolysis of solution recovers titania precipitate (96.9% purity), and the solution after hydrolysis contains Fe, Sc, and Ga values. The overall metal extraction (84% Fe, 79% Ti, 92% Al, 78% Sc, 89 % Ga) in the proposed flowsheet is higher compared to direct acid baking process (51% Fe, 65% Ti, 89% Al, 51% Sc, 48 % Ga). Products recovered include high-purity silica (4.8 wt%), alumina (9.3 wt%), Fe(II) oxalate (20.7 wt%), titania (8.9 wt%), and a final residue yield of 12.6 wt%. Microwave exposure at 2 kW for 7 min improves the dissolution of the Sc (84%) and Ti (85.5%). H2 reduction at 450 °C, 30 min converted hematite to magnetite and increased Fe dissolution to 90%. Red mud's mineralogical and composition modification by magnetic separation, reduction, and microwave exposure were ineffective to improve selective dissolution.
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