Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2024, 15 (6), 768–773
Scandium modified zirconia extracted from red mud as a waste of alumina production
Liliya A. Pasechnik – Institute of Solid State Chemistry UB RAS, Ekaterinburg, Russia; pasechnik@ihim.uran.ru
Irina S. Medyankina – Institute of Solid State Chemistry UB RAS, Ekaterinburg, Russia
Danil I. Pereverzev – Institute of Solid State Chemistry UB RAS, Ekaterinburg, Russia
Alexander Yu. Chufarov – Institute of Solid State Chemistry UB RAS, Ekaterinburg, Russia
Alexey Yu. Suntsov – Institute of Solid State Chemistry UB RAS, Ekaterinburg, Russia
Corresponding author: L.A. Pasechnik, pasechnik@ihim.uran.ru
DOI 10.17586/2220-8054-2024-15-6-768-773
ABSTRACT The total or partial utilization or recycling of bauxite processing waste (red mud) has the potential to reduce the harmful effect on the environment while simultaneously extracting the most valuable ingredient, scandium which is currently underutilized due to its high cost. The new efficient carbonation technology promises an assured supply of scandium and zirconium at a significantly reduced cost. Here, scandium-zirconium concentrate, extracted by hydrolysis from leachate after carbonate treatment of red mud, was subjected to sintering by ceramic technology at 1100 °C to produce scandia-stabilised zirconia (ScSZ). The XRD patterns demonstrate the successful doping of scandium into the zirconia lattice through the hydrolytic precipitation method. The ratio between the essential components of the functional ceramics Zr and Sc is approximately 4, which correlates with the doping level of ScSZ up to Zr0.8Sc0.2O1.9.
KEYWORDS zirconia oxide, Sc–Zr concentrate, ScSZ, zirconium ceramics, thermal expansion, red mud
ACKNOWLEDGEMENTS The work was supported by RCF and Government of the Sverdlovsk region, project No. 24-29-20278, https://rscf.ru/en/project/24-29-20278/
FOR CITATION Pasechnik L.A., Medyankina I.S., Pereverzev D.I., Chufarov A.Yu., Suntsov A.Yu. Scandium modified zirconia extracted from red mud as a waste of alumina production. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2024, 15 (6), 768–773.
[In Russian] Л.А Пасечник, И.С. Медянкина, Д.И. Переверзев, А.Ю. Чуфаров, А.Ю. Сунцов
Керамика стабилизированного скандием оксида циркония из красного шлама глиноземного производства
УДК 546.831
АННОТАЦИЯ Полная или частичная утилизация или переработка отходов глиноземного производства (красного шлама) имеет потенциал для снижения вредного воздействия на окружающую среду при одновременном извлечении наиболее ценного ингредиента — скандия, который в настоящее время недоиспользуется из-за его высокой стоимости. Новая эффективная технология карбонизации обещает гарантированную поставку скандия и циркония по значительно сниженной стоимости. Здесь скандий-циркониевый концентрат, извлеченный гидролизом из фильтрата после карбонатной обработки красного шлама, подвергался спеканию по керамической технологии при 1100 °C для получения циркония, стабилизированного скандией (ScSZ). Рентгеновские дифракционные картины демонстрируют успешное легирование скандием решетки циркония методом гидролитического осаждения. Соотношение между основными компонентами функциональной керамики Zr и Sc составляет приблизительно 4, что коррелирует с уровнем легирования ScSZ до Zr0.8Sc0.2O1.9.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА оксид циркония, концентрат Sc-Zr, ScSZ, циркониевая керамика, тепловое расширение, красный шлам
