CN103215439A - 一种从钪富集物中提取钪的方法 - Google Patents

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李梅
张栋梁
胡德志
郭财胜
周富强
柳召刚
高凯
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Abstract

本发明公开了一种从钪富集物中提取钪的方法，首先将-100目占90%以上的钪富集物与碱金属氢氧化物按质量比为1：0.6～1.8的比例混合，在300℃～650℃下进行焙烧，再用水洗涤该焙烧矿至pH为7～9，水洗液用于回收硅、铝及碱金属的氢氧化物，对水洗渣采用盐酸浸出，过滤得到的浸出渣作为回收硅的原料，浸出液为含钪粗溶液，作为进一步提取钪的原料。本发明工艺简单科学，能够高效的从白云鄂博矿或其尾矿制备的钪富集物中浸出提取钪，浸出率高，且能从工艺中回收其它副产品，是一种综合回收白云鄂博尾矿中稀散元素钪的方法。

Description

一种从钪富集物中提取钪的方法
 
技术领域
本发明涉及一种从钪富集物中提取钪的方法，属于湿法冶金领域。
背景技术
自上世纪80年代以来，人们发现钪的加入可以大大改善和提高某些材料的性能，尤其是在某些高端科技，如航天航空等方面，这使得钪的性能研究和实际应用需求量大大增加。
但由于钪在自然界中极为分散的缘故，使得直接从富钪矿石中提取钪的方法很难付诸实际生产，钪的产量受到很大限制，已处于瓶颈状态。因此，在未来的很长一段时间内，钪的需求量仍将存在很大缺口，若能找到一个能够大量生产钪的新途径，将会对钪的研究和实际应用有一个很大的提高，亦必会产生很大的经济价值。
目前，钪的来源主要是从处理钛、铝、钨、锡、铀、稀土等矿的副产品中综合回收，如钛白废液、赤泥、钨酸渣等，如申请号为87101034 和申请号为 90106561的专利报道了从钛铁矿中回收钪的方法，申请号为 200710116152 和申请号为200610054136的专利报道了从赤泥中提取钪的方法 。
为了满足逐年增长的钪需求量，我们对白云鄂博矿中钪的提取技术进行了研究。
白云鄂博矿为典型的共伴生矿，矿中不仅富含稀土、铁、铌、萤石等资源，还富含一定量的钪，并随着稀土、铁等资源的开采，钪得到了进一步的富集。但由于白云鄂博矿中钪主要赋存于硅酸盐矿物中，提取困难，至今也未能取得较大的进展。有关白云鄂博钪的提取工作，前人也做过大量的研究，如申请号为201210131201.6的专利，研究了白云鄂博尾矿中钪的提取方法，但一直未能用于实际生产，其主要原因在于未能从资源综合利用的角度考虑，工艺成本过高。
发明内容
本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种从钪富集物中提取钪的方法，本发明能够高效地从白云鄂博矿或其尾矿制备的钪富集物中浸出提取钪，钪回收率高，工艺简单科学，并能实现其它有用元素的综合回收利用，易于实现工业生产。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种从钪富集物中提取钪的方法，所述方法以钪富集物为原料，具体步骤为：
（1）加碱焙烧：将-100目占90%以上的钪富集物与碱金属氢氧化物按质量比为1：（0.6～1.8）的比例混合， 300℃～650℃温度焙烧0.5～3小时；
（2）水洗：将焙烧后的焙烧矿水洗至pH为7～9，水洗温度为5℃～95℃，过滤，得水洗液和水洗渣；
（3）盐酸浸出：水洗渣采用盐酸浸出，盐酸浓度为2～12mol/L， 1kg水洗渣用盐酸量为2～10L，浸出温度为50～95℃，时间0.5～3小时，浸出后，过滤，得浸出液和浸出渣，浸出液为含钪溶液。
所述钪富集物为以白云鄂博矿或其尾矿为原料通过选矿的方法而得到的Sc2O3含量为250～500g/t的钪富集物。
所述的碱金属氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种。
本发明步骤（2）得到的水洗液用于回收硅、铝及碱金属的氢氧化物，步骤（3）对水洗渣采用盐酸浸出，过滤得到的浸出渣作为回收硅的原料。
本发明的优点是：
1.本发明所采用的工艺具有焙烧温度低，能耗小，原料用量小，设备要求低，钪的回收率高等特点，在提取钪的过程中，没有有毒、强腐蚀性气体产生，不会遗留大量的工业渣，主要杂质元素可以得到有效的回收利用，成为工业产品，降低钪的提取过程中的成本。
2.本发明采用的原料为经选矿得到的钪富集物，钪含量高，杂质少，也避免了其它资源在提取钪时的浪费，成本低，具有较强的工业应用价值。
3.本发明不仅适合于白云鄂博矿的中的钪资源，也适合于其它地区、矿床的含钪资源。
具体实施方式
实施例1
（1）加碱焙烧：取100g、-100目占90%以上、钪的重量含量为0.028%的白云鄂博尾矿，加入150g氢氧化钠并混匀，进行焙烧，焙烧的温度为350℃，时间为2小时；
（2）水洗：采用普通工业用水，对焙烧分解后的矿物水洗至水洗液的pH值为7，得水洗液和水洗渣；水洗温度为25℃；
（3）盐酸浸出：将水洗渣采用盐酸浸出，盐酸浓度为6mol/L，盐酸的用量为1000ml，浸出温度为85℃，时间3小时，得盐酸浸出液和盐酸浸出渣，浸出液为含钪溶液。浸出率为89%。
实施例2
（1）加碱焙烧：取100g、-100目占90%以上、钪的重量含量为0.038%的白云鄂博尾矿，加入130g氢氧化钠并混匀，进行焙烧，焙烧的温度为400℃，时间为1小时；
（2）水洗：采用普通工业用水，对焙烧分解后的矿物水洗至水洗液的pH值为7，得水洗液和水洗渣；水洗温度为25℃；
（3）盐酸浸出：将水洗渣采用盐酸浸出，盐酸浓度为6mol/L，盐酸的用量为1200ml，浸出温度为95℃，时间2小时，得盐酸浸出液和盐酸浸出渣，浸出液为含钪溶液。浸出率为86%。
实施例3
（1）加碱焙烧：取100g钪含量为0.042%的白云鄂博尾矿，加入100g烧碱并混匀，进行热分解，热分解的温度380℃，时间为1小时；
（2）水洗：采用普通工业用水，对焙烧分解后的矿物进行水洗过滤，并多次洗涤滤饼至水洗液的pH值为7；水洗温度为65℃；
（3）盐酸浸出：将加碱焙烧分解后的白云鄂博矿采用盐酸浸出，盐酸浓度为3mol/L，盐酸的用量为2200ml，浸出温度为95℃，时间0.5小时，对盐酸浸出后的浆液进行过滤，并用400ml盐酸洗涤一次滤饼，得盐酸浸出液和盐酸浸出渣，浸出率为81%。
实施例4
（1）加碱焙烧：取100g钪含量为0.025%的白云鄂博尾矿，加入180g烧碱并混匀，进行热分解，热分解的温度500℃，时间为3小时；
（2）水洗：采用普通工业用水，对焙烧分解后的矿物进行水洗过滤，并多次洗涤滤饼至水洗液的pH等于 8；水洗温度为50℃；
（3）盐酸浸出：将加碱焙烧分解后的白云鄂博矿采用盐酸浸出，盐酸浓度为3mol/L，盐酸的用量为2000ml，浸出温度为95℃，时间2.5小时，对盐酸浸出后的浆液进行过滤，并用400ml盐酸洗涤一次滤饼，得盐酸浸出液和盐酸浸出渣，浸出率为97.65%。
实施例5
（1）加碱焙烧：取100g钪含量为0.049%的白云鄂博尾矿，加入160g烧碱并混匀，进行热分解，热分解的温度300℃，时间为3小时；
（2）水洗：采用普通工业用水，对焙烧分解后的矿物进行水洗过滤，并多次洗涤滤饼至水洗液的pH值为7；水洗温度为95℃；
（3）盐酸浸出：将加碱焙烧分解后的白云鄂博矿采用盐酸浸出，盐酸浓度为12mol/L，盐酸的用量为500ml，浸出温度为65℃，时间2小时，对盐酸浸出后的浆液进行过滤，并用400ml盐酸洗涤一次滤饼，得盐酸浸出液和盐酸浸出渣，浸出率为93.35%。
实施例6
（1）加碱焙烧：取100g钪含量为0.030%的白云鄂博尾矿，加入120g烧碱并混匀，进行热分解，热分解的温度500℃，时间为0.5小时；
（2）水洗：采用普通工业用水，对焙烧分解后的矿物进行水洗过滤，并多次洗涤滤饼至水洗液的pH值为7；水洗温度为20℃；
（3）盐酸浸出：将加碱焙烧分解后的白云鄂博矿采用盐酸浸出，盐酸浓度为12mol/L，盐酸的用量为600ml，浸出温度为50℃，时间1小时，对盐酸浸出后的浆液进行过滤，并用400ml盐酸洗涤一次滤饼，得盐酸浸出液和盐酸浸出渣，浸出率为94.32%。
实施例7
（1）加碱焙烧：取100g钪含量为0.027%的白云鄂博尾矿，加入90g烧碱并混匀，进行热分解，热分解的温度400℃，时间为2小时；
（2）水洗：采用普通工业用水，对焙烧分解后的矿物进行水洗过滤，并多次洗涤滤饼至水洗液的pH值为9；水洗温度为40℃；
（3）盐酸浸出：将加碱焙烧分解后的白云鄂博矿采用盐酸浸出，盐酸浓度为6mol/L，盐酸的用量为800ml，浸出温度为60℃，时间1.5小时，对盐酸浸出后的浆液进行过滤，并用400ml盐酸洗涤一次滤饼，得盐酸浸出液和盐酸浸出渣，浸出率为95.43%。
实施例8
（1）加碱焙烧：取100g钪含量为0.045%的白云鄂博尾矿，加入60g烧碱并混匀，进行热分解，热分解的温度500℃，时间为3小时；
（2）水洗：采用普通工业用水，对焙烧分解后的矿物进行水洗过滤，并多次洗涤滤饼至水洗液的pH值为7；水洗温度为25℃；
（3）盐酸浸出：将加碱焙烧分解后的白云鄂博矿采用盐酸浸出，盐酸浓度为2mol/L，盐酸的用量为2500ml，浸出温度为90℃，时间2.5小时，对盐酸浸出后的浆液进行过滤，并用400ml盐酸洗涤一次滤饼，得盐酸浸出液和盐酸浸出渣，浸出率为96.6%。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种从钪富集物中提取钪的方法，其特征在于，所述方法以钪富集物为原料，具体步骤为：
（1）加碱焙烧：将-100目占90%以上的钪富集物与碱金属氢氧化物按质量比为1：（0.6～1.8）的比例混合， 300℃～650℃温度焙烧0.5～3小时；
（2）水洗：将焙烧后的焙烧矿水洗至pH为7～9，水洗温度为5℃～95℃，过滤，得水洗液和水洗渣；
（3）盐酸浸出：水洗渣采用盐酸浸出，盐酸浓度为2～12mol/L， 1kg水洗渣用盐酸量为2～10L，浸出温度为50～95℃，时间0.5～3小时，浸出后，过滤，得浸出液和浸出渣，浸出液为含钪溶液。
2.如权利要求1所述的从钪富集物中提取钪的方法，其特征在于：所述钪富集物为以白云鄂博矿或其尾矿为原料通过选矿的方法而得到的Sc2O3含量为250～500g/t的钪富集物。
3.如权利要求2所述的从钪富集物中提取钪的方法，其特征在于：所述的碱金属氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种。
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