Kinetic mechanism of selenium leaching from selenium-rich acid sludge in NaOH solution

ABSTRACT

Recovery of selenium from selenium-containing materials by metallurgical techniques is important. In this paper, the selenium was leached from the selenium-rich acid sludge via a direct NaOH leaching method. In order to analyze the leaching rate of various experimental conditions, certain parameters such as dosage of H₂O₂, NaOH concentration, leaching temperature, reaction time and liquid–solid ratio were also investigated. Particularly, the leaching rate of Se reached 98.94% under the optimal leaching condition, such as the H₂O₂ dosage of 75 mL·L⁻¹, the NaOH concentration of 6.25 mol·L⁻¹, the leaching temperature of 363 K, the reaction time of 120 min, and the liquid–solid ratio of 10. The unreacted nuclear dynamical model and homogeneous reaction kinetic model were then respectively utilised to describe the leaching kinetics of the Se leaching process. The results indicated that the homogeneous reaction kinetic model was more suitable than the unreacted nuclear dynamical model. Based on an analysis of leach kinetics, the leach was shown to proceed via homogeneous reaction. This work is of great practical value in terms of recovery of selenium from selenium-rich acid sludge with efficient and low cost methods.

La récupération du sélénium à partir de matériaux contenant du sélénium par des techniques métallurgiques est importante. Dans cet article, on a lixivié le sélénium à partir de boues acides riches en sélénium par une méthode de lixiviation directe au NaOH. Afin d’analyser le taux de lixiviation de diverses conditions expérimentales, on a également étudié certains paramètres tels que le dosage de H₂O₂, la concentration de NaOH, la température de lixiviation, le temps de réaction et le rapport liquide-solide. En particulier, le taux de lixiviation de Se a atteint 98.94% dans les conditions optimales de lixiviation, telles que le dosage de H₂O₂ de 75 mL·L⁻¹, la concentration de NaOH de 6.25 mol·L⁻¹, la température de lixiviation de 363 K, le temps de réaction de 120 min et le rapport liquide-solide de 10. On a ensuite utilisé respectivement le modèle de dynamique nucléaire inaltéré et le modèle de cinétique de réaction homogène pour décrire la cinétique de lixiviation du procédé de lixiviation du Se. Les résultats ont indiqué que le modèle de cinétique de réaction homogène était plus approprié que le modèle de dynamique nucléaire inaltéré. En se basant sur une analyse de la cinétique de lixiviation, on a montré que la lixiviation se poursuivait par une réaction homogène. Ce travail est d’une grande valeur pratique en termes de récupération du sélénium à partir de boues acides riches en sélénium avec des méthodes efficaces et économiques.

KEYWORDS:

• Selenium-rich acid sludge
• kinetic mechanism
• leaching selenium
• sodium hydroxide

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the author(s).

Additional information

Funding

This work was supported by National Natural Science Foundation of China [Grant number 52204361] and Yunnan Science and Technology Talent and Platform Plan: [Grant Number 2019HB081].