CN108603247A - 钪的回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种钪的回收方法，其能够从镍氧化物矿石高效地回收高品位的钪。本发明具有：浸出工序S1，使用硫酸对含有钪的镍氧化物矿石进行浸出而得到浸出液；中和工序S2，在浸出液中加入中和剂进行中和；硫化工序S3，在中和后液中添加硫化剂而得到硫化后液；离子交换工序S4，使硫化后液与螯合树脂接触从而使钪发生吸附，得到钪洗脱液；溶解工序S5，在钪洗脱液中添加碱而得到氢氧化钪的沉淀物后，在该氢氧化钪中添加酸溶液从而得到钪的酸溶解液；溶剂萃取工序S6，使钪的酸溶解液与中性萃取剂接触进行溶剂萃取；和钪回收工序S7，在萃余液中添加草酸而生成草酸钪的盐，焙烧，得到氧化钪。

Description

钪的回收方法
技术领域
本发明涉及一种钪的回收方法，更详细而言，涉及一种通过基于螯合树脂的离子交换处理和基于中性萃取剂的溶剂萃取处理的组合来高效回收镍氧化物矿石中所含的钪的钪的回收方法。
背景技术
钪作为高强度合金的添加剂、燃料电池的电极材料极其有用。然而，因为生产量少，价格昂贵，所以未达到广泛使用。
红土矿、褐铁矿等镍氧化物矿石中含有微量的钪。但是，镍氧化物矿石因为含镍品位较低，所以长时期以来在工业上没有被作为镍原料利用。因此，也几乎没有进行过从镍氧化物矿石工业化回收钪的研究。
但是，近年来，HPAL工艺正在被实用化，该工艺将镍氧化物矿石与硫酸一起装入加压容器，在240℃～260℃左右的高温下加热，固液分离成含镍的浸出液和浸出残渣。在该HPAL工艺中，通过在得到的浸出液中添加中和剂从而使杂质被分离，接下来，通过添加硫化剂从而能够以镍硫化物形态回收镍。然后，通过以现有的镍冶炼工序对得到的镍硫化物进行处理从而能够得到电性镍、镍盐化合物。
在使用这种HPAL工艺的情况下，镍氧化物矿石中含的钪被与镍一起包含在浸出液中(参见专利文献1)。而且，在利用HPAL工艺得到的浸出液中添加中和剂来分离杂质然后添加硫化剂后，镍以镍硫化物的形态被回收。另一方面，钪被含在添加硫化剂后的酸性溶液(硫化后液)中。因此，利用HPAL工艺进行处理，能够有效地分离镍和钪。
作为从上述酸性溶液回收钪的方法，例如，已经提出了通过使钪吸附于以亚氨基二醋酸盐为官能团的螯合树脂等而与杂质分离，通过浓缩进行回收的方法(参见专利文献2～4)。
另一方面，还提出了通过溶剂萃取处理从利用镍氧化物矿石的湿式冶炼处理而得到的酸性溶液中回收钪的方法(参见专利文献5)。在该专利文献5所记载的方法中，首先，在除钪以外还至少含有铁、铝、钙、钇、锰、铬、镁的一种以上的水相含钪溶液中，加入用煤油稀释2-乙基己基磺酸-单-2-乙基己酯而成的有机溶剂，将钪成分萃取到有机溶剂中。其后，为了分离有机溶剂中与钪一起被萃取出的钇、铁、锰、铬、镁、铝、钙，加入盐酸水溶液进行清洗以将它们去除后，在有机溶剂中加入NaOH水溶液，使有机溶剂中残留的钪形成含Sc(OH)3的浆料，将其过滤而得到Sc(OH)3并用盐酸溶解而得到氯化钪水溶液。然后，在得到的氯化钪水溶液中加入草酸形成草酸钪沉淀，通过过滤该沉淀，将铁、锰、铬、镁、铝、钙分离到滤液中以后，通过预烧得到高纯度的氧化钪。
但是，仅单独使用螯合树脂的话，虽然铁、铝、铬等向洗脱液中的分配非常小，但是因为这些杂质在原料中包含的量很多，所以为了将其分离，需要进行复数次的吸附、洗脱操作。另外，其它的极微量包含的复数种杂质的吸附、洗脱行为，虽然没有钪强，但是因为向洗脱液中的分配高，所以非常难分离。
另外，对于基于溶剂萃取的回收处理，因为镍氧化物矿石中含的钪品位非常微量，直接处理工序液会使设备容量增大而有成本上的困难。
另外，已经知道在钪等稀土元素中经常会共存微量的铀、钍等锕系元素。上述螯合树脂中的铀、钍的吸脱附行为几乎与钪相同。也就是说，使用上述螯合树脂进行分离的方法，不仅是钪而且连很多锕系元素也会被吸附。而且，将酸性液通入螯合树脂进行洗脱的情况下，不仅是钪而且连锕系元素也被洗脱，不能达到与钪的分离。
另一方面，例如，想要用钪作为燃料电池等的材料的情况下，为了确保必要的性能就要求其具有高纯度的品质，因此认为尤其是上述锕系元素应该避免。然而，还没有使钪与以锕系元素为首的这些杂质元素有效分离的方法。
因此，至今还未找出一种适于使钪与杂质元素有效分离而从镍氧化物矿石工业化地回收高纯度的钪的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平3-173725号公报。
专利文献2：日本特开平1-133920号公报。
专利文献3：日本特开平9-176756号公报。
专利文献4：日本特开平9-194211号公报。
专利文献5：日本特开平9-291320号公报。
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于上述事实而提出的，其目的在于提供一种钪的回收方法，其能够从镍氧化物矿石简便且高效地回收高品位的钪。
解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明人等反复进行潜心研究。结果发现，通过螯合树脂分离镍氧化物矿石中含的钪，对使用酸溶液溶解从钪洗脱液得到的氢氧化物沉淀而得到的钪的酸溶解液实施溶剂萃取，对由该溶剂萃取生成的萃余液得到的含钪物进行焙烧，由此能简便且高效地得到高品位的钪，至此完成了本发明。即，本发明提供如以内容。
(1)本发明的第一发明是一种钪的回收方法，其中，其具有：浸出工序，该工序在高温高压下使用硫酸对含有钪的镍氧化物矿石进行浸出而得到浸出液和浸出残渣；中和工序，该工序在前述浸出液中加入中和剂而得到中和沉淀物和中和后液；硫化工序，该工序在前述中和后液中添加硫化剂而得到镍硫化物和硫化后液；离子交换工序，该工序通过使前述硫化后液与螯合树脂接触从而使该硫化后液中的钪吸附于该螯合树脂，得到钪洗脱液；溶解工序，该工序在前述钪洗脱液中添加碱而得到氢氧化钪沉淀物之后，在该氢氧化钪中添加酸溶液进行酸溶解，由此得到钪的酸溶解液；溶剂萃取工序，该工序使前述钪的酸溶解液接触中性萃取剂来萃取分离钪以外的杂质元素，得到含钪的萃余液；和钪回收工序，该工序在前述萃余液中添加草酸来生成草酸钪的盐，焙烧该草酸钪盐而得到氧化钪。
(2)本发明的第二发明是一种钪的回收方法，其中，在第一发明中，前述螯合树脂是以亚氨基二醋酸为官能团的树脂，前述离子交换工序包括：吸附工序，该工序使前述硫化后液与前述螯合树脂接触而使前述钪吸附于前述螯合树脂；铝去除工序，该工序使0.1N以下的硫酸溶液与在前述吸附工序中吸附了钪的螯合树脂接触，从而去除在前述吸附工序中吸附于前述螯合树脂的铝；钪洗脱工序，该工序使0.3N以上且小于3N的硫酸溶液与经历前述铝去除工序后的螯合树脂接触而得到前述钪洗脱液；和铬去除工序，该工序使3N以上的硫酸溶液与经历前述钪洗脱工序后的螯合树脂接触而去除在前述吸附工序中吸附于前述螯合树脂的铬。
(3)本发明的第三发明是一种钪的回收方法，其中，在第一或第二发明中，在前述溶剂萃取工序中，将前述钪的酸溶解液的pH维持在1.0以上且2.5以下的范围，使该钪的酸溶解液与前述中性萃取剂接触。
(4)本发明的第四发明是一种钪的回收方法，其中，在第一至第三发明中的任一项所述的发明中，前述溶剂萃取工序包括：萃取工序，该工序将前述钪的酸溶解液和含前述中性萃取剂的有机溶剂混合，分离成萃取了钪以外的杂质元素的萃取后有机溶剂和萃余液；清洗工序，该工序将1.0moL/L以上且5.0moL/L以下浓度的酸溶液与前述萃取后有机溶剂混合，从该萃取后有机溶剂回收钪而得到洗涤后有机溶剂；和反萃取工序，该工序在前述洗涤后有机溶剂中添加反萃取剂，从该洗涤后有机溶剂中反萃取杂质元素而得到反萃取液。
(5)本发明的第五发明是一种钪的回收方法，其中，在第一至第四发明中的任一项所述的发明中，在前述溶解工序中，通过在前述氢氧化钪中添加硝酸溶液进行酸溶解，从而得到作为钪的酸溶解液的钪的硝酸溶解液。
(6)本发明的第六发明是一种钪的回收方法，其中，在第一至第四发明中的任一项所述的发明中，在前述溶解工序中，通过在前述氢氧化钪中添加盐酸溶液进行酸溶解，从而得到作为钪的酸溶解液的钪的盐酸溶解液。
(7)本发明的第七发明是一种钪的回收方法，其中，在第六发明中，在前述溶剂萃取工序中，将在前述溶解工序中得到的前述钪的盐酸溶解液的氯化物浓度调节成2.0moL/L以上且6.0moL/L以下，使该钪的盐酸溶解液与前述中性萃取剂接触。
(8)本发明的第八发明是一种钪的回收方法，其中，在第一至第七发明中的任一项所述的发明中，前述钪回收工序包括：将5.0moL/L以上且8.0moL/L以下浓度的氢氧化钠添加到在前述溶剂萃取工序中得到的前述萃余液中，得到氢氧化钪沉淀物的工序；将得到的氢氧化钪沉淀物用硫酸或盐酸溶解，在进行溶解而得到的溶解液中添加草酸而得到草酸钪晶体的工序；和对前述草酸钪晶体进行烧成的工序。
发明的效果
根据本发明能够从镍氧化物矿石简便且高效地回收高品位的钪。特别是能够在作为原料的镍氧化物矿石中含有锕系元素的情况下，从钪中有效地分离锕系元素。
附图说明
图1是用于说明应用本发明的钪的回收方法的整个过程的一个示例的流程图。
图2是表示钪(Sc)、铀(U)、钍(Th)的萃取率与萃取时的氯化物浓度的关系的绘制图。
具体实施方式
下面，边参照附图边详细介绍本发明的具体的实施方式(以下，称为“本实施方式”)，但本发明不受以下实施方式的任何限定，在不改变本发明的要点的范围内可以加入适当的改变来实施。
《1.钪的回收方法的概要》
图1是用于说明本实施方式的钪的回收方法的流程图。该钪的回收方法，对用硫酸等酸进行浸出镍氧化物矿石所得到的浸出液进行中和，从通过该中和处理而得到的含有钪、铀及钍的氢氧化物中分离钪、铀及钍，简便且高效又高纯度地仅回收钪。
具体而言，本实施方式的钪的回收方法，其具有：浸出工序S1，在高温高压下使用硫酸等酸对含有钪的镍氧化物矿石进行浸出而得到浸出液和浸出残渣；中和工序S2，在浸出液中加入中和剂而得到中和沉淀物和中和后液；硫化工序S3，在中和后液中添加硫化剂而得到镍硫化物和硫化后液；离子交换工序S4，使硫化后液与螯合树脂接触从而使硫化后液中的钪吸附于螯合树脂，再得到钪洗脱液；溶解工序S5，在钪洗脱液中添加碱而得到钪氢氧化物的沉淀物后，在该氢氧化钪中添加盐酸或硝酸溶液的酸溶液从而得到钪的酸溶解液；溶剂萃取工序S6，使钪的酸溶解液与中性萃取剂接触以便萃取分离钪以外的杂质元素，得到含有钪的萃余液；和钪回收工序S7，使萃余液所含的钪生成草酸盐，焙烧该草酸钪得到氧化钪。
因此，在本实施方式中，其特征在于，在回收并精制(纯化)钪的时候，联用离子交换(离子交换工序)和溶剂萃取(溶剂萃取工序)，进一步在离子交换之后溶剂萃取之前，由钪洗脱液生成含有钪的沉淀物，用盐酸或硝酸的酸溶液溶解该沉淀物而得到钪的酸溶解液(溶解工序)。然后，对该酸溶解液实施溶剂萃取，在溶剂萃取中没有被萃取的萃余液中添加草酸而得到草酸钪晶体。基于该方法，能够以更高品位来分离出含铀、钍的杂质，即使是对于如镍氧化物矿石一类的含有较多杂质的原料，也能以紧凑的设备进行简便且稳定的钪的回收作业。
《2.关于钪的回收方法的各工序》
以下，一边参照图1所示的流程图，一边详细说明钪的回收方法的各工序。
(1)浸出工序
在浸出工序S1中，将含有钪的镍氧化物矿石与硫酸等酸一起装入高温加压容器(高压釜)等，在240℃～260℃高温且高压的环境下，一边实施搅拌处理一边通过酸对镍氧化物矿石进行浸出，生成包含浸出液和浸出残渣的浸出浆料。需要说明的是，浸出工序S11中的处理只要按照以往已知的HPAL工艺进行即可，例如在专利文献1中有记载。
此处，作为镍氧化物矿石，主要可举出褐铁矿以及腐泥土矿等所谓的红土矿。通常，红土矿的镍含量是0.8重量％～2.5重量％，含有形态是氢氧化物或硅苦土(硅酸镁)矿物。这些镍氧化物矿石中富含铝、铬、铁等的镍、钴、钪等有价金属以外的成分。
在浸出工序S11中，一边对得到的由浸出液和浸出残渣构成的浸出浆料进行洗涤，一边固液分离成含镍、钴、钪等的浸出液和作为赤铁矿的浸出残渣。在该固液分离处理中，例如，将浸出浆料与洗涤液混合后，使用由凝集剂供给设备等供给的凝集剂，通过浓缩机(thickener)等固液分离设备实施固液分离处理。具体而言，首先，浸出浆料被洗涤液稀释，接着，浆料中的浸出残渣作为浓缩机的沉降物被浓缩。此外，在该固液分离处理中，优选使浓缩机等固液分离槽多级式连接来使用，一边多级洗涤浸出浆料一边进行固液分离。
(2)中和工序
在中和工序S2中，在通过上述浸出工序S1得到的浸出液中添加中和剂来调节pH，得到含杂质元素的中和沉淀物和中和后液。通过中和工序S2中的中和处理使钪、镍等有价金属被包含在中和后液中，使大部分以铁、铝为首的杂质成为中和沉淀物。
作为中和剂，能够使用以往公知的中和剂，例如，可举出碳酸钙、消石灰、氢氧化钠等。
在中和工序S2的中和处理中，优选，一边抑制分离出的浸出液的氧化，一边将pH调节至1～4的范围，更优选为调节至1.5～2.5的范围。当pH小于1时，有可能中和不充分而无法分离成中和沉淀物和中和后液。另一方面，当pH超过4时，有可能不只是以铝为首的杂质而且钪、镍等有价金属也被包含在中和沉淀物中。
(3)硫化工序
在硫化工序S3中，对由中和工序S2得到的中和后液添加硫化剂而得到镍硫化物和硫化后液。通过硫化工序S3中的硫化处理，镍、钴、锌等变成硫化物，钪等则被包含在硫化后液中。
具体而言，在硫化工序S3中，向得到的中和后液中吹入硫化氢气体、硫化钠、硫氢化钠等硫化剂，生成杂质成分少的含镍及钴的硫化物(镍/钴混合硫化物)和镍浓度被稳定在低水平且含有钪等的硫化后液。
在硫化工序S3中的硫化处理中，使用浓缩机等沉降分离装置对镍/钴混合硫化物的浆料进行沉降分离处理，由浓缩机的底部分离回收镍/钴混合硫化物，另一方面，使作为水溶液成分的硫化后液溢流而回收。需要说明的是，得到的硫化后液是硫酸酸性溶液。
此处，对由硫化工序S3中的硫化处理得到的硫化后液，直接添加后述的草酸、中和剂而得到钪盐、氧化物，通过对其进行焙烧从而能够得到固体氧化钪。但是，上述浸出液、硫化后液中包含的钪的浓度一般都很稀，在几十至100mg/L左右，即便是为了将以比钪更高浓度方式存在的其他杂质分离，也优选使用后述的离子交换处理、溶剂萃取处理等手段进行浓缩操作。
(4)离子交换工序
在离子交换工序S4中，使通过上述镍氧化物矿石的湿式冶炼处理得到的硫化后液接触螯合树脂，从而使该硫化后液中包含的钪吸附于螯合树脂，得到去除杂质成分后的钪洗脱液。
在硫化后液中，在作为目的的钪以外，还含有在该硫化工序S3中的硫化处理中未被硫化而残留在溶液(硫化后液)中的铝、铬以及视情况而定的微量的铀、钍等。鉴于此，在对该酸性溶液即硫化后液实施中和处理而生成氢氧化物的时候，优选去除这些杂质而使钪浓缩，生成钪洗脱液。
作为离子交换工序S4的方式，没有特别限定，例如，如图1中所述的一个示例那样，优选包括：吸附工序S41，使硫化后液接触螯合树脂而使钪吸附于螯合树脂；铝去除工序S42，使0.1N以下的硫酸溶液接触吸附了钪的螯合树脂，去除吸附工序S41中吸附于螯合树脂的铝；钪洗脱工序S43，使0.3N以上且3N以下的硫酸溶液接触经历过铝去除工序S42的螯合树脂而得到钪洗脱液；和铬去除工序S44，使3N以上的硫酸溶液接触经历过钪洗脱工序S43的螯合树脂，去除吸附工序S41中吸附于螯合树脂的铬。
[吸附工序]
在吸附工序S41中，使硫化后液接触螯合树脂而使钪吸附于螯合树脂。作为螯合树脂，没有特别限定，例如，优选使用以亚氨基二醋酸为官能团的树脂。
此处，吸附工序S41中的螯合树脂吸附钪的过程中，溶液的pH范围越低，镍氧化物矿石中包含的杂质的吸附量越少。因此，通过将尽可能低的pH区域的液体通入螯合树脂，从而能够抑制杂质向螯合树脂的吸附。但是，当溶液的pH小于2时，有可能不仅是杂质的吸附量而且连钪的吸附量也会变少。
[铝去除工序]
在铝去除工序S42中，优选使0.1N以下的硫酸溶液接触在吸附工序S41中吸附了钪的螯合树脂，从而去除该螯合树脂上吸附的铝。
在去除螯合树脂上吸附的铝的过程中，优选，将硫酸溶液的pH维持在1以上且2.5以下的范围，更优选维持在1.5以上且2.0以下的范围。当硫酸溶液的pH小于1时，有可能不只是铝而且钪也会从螯合树脂被去除。另一方面，硫酸溶液的pH超过2.5时，有可能铝不能从螯合树脂被适当去除。
[钪洗脱工序]
在钪洗脱工序S43中，优选通过使0.3N以上且小于3N的硫酸溶液接触经历过铝去除工序S42的螯合树脂，从而得到钪洗脱液。
在得到钪洗脱液的过程中，优选将作为洗脱液使用的硫酸溶液的当量浓度(规定度)维持在0.3N以上且小于3N的范围，更优选维持在0.5N以上且小于2N的范围的当量浓度。当硫酸溶液的当量浓度在3N以上时，有可能不仅是钪而且连铬也会被包含在钪洗脱液中。另一方面，当硫酸溶液的当量浓度小于0.3N时，有可能钪没有从螯合树脂被适当去除。
[铬去除工序]
在铬去除工序S44中，优选使3N以上的硫酸溶液接触经历过钪洗脱工序S43的螯合树脂，从而去除螯合树脂上吸附的铬。
在去除螯合树脂上吸附的铬的过程中，当作为洗脱液使用的硫酸溶液的当量浓度降至3N以下时，有时铬没有从螯合树脂被适当去除。因此，优选，使3N以上的硫酸溶液接触螯合树脂来进行处理。
[铁去除工序]
另外，虽然未图示，但有时从镍氧化物矿石得到的浸出液中作为杂质含有铁。此情况下，优选，在铝去除工序S42之前，使比将在铝去除工序S42中使用的硫酸溶液的当量浓度小的当量浓度的硫酸溶液接触吸附了钪的螯合树脂，从而去除该螯合树脂上吸附的铁。
在去除螯合树脂上吸附的铁的过程中，优选将硫酸溶液的pH维持在1以上且3以下的范围。当硫酸溶液的pH小于1时，有可能不仅是铁而且连钪也会从螯合树脂被去除。另一方面，当硫酸溶液的pH超过3时，有可能铁没有从螯合树脂被适当去除。
＜钪洗脱液向螯合树脂的再吸附＞
另外，虽然不是必须的方式，但是优选实施使得到的钪洗脱液再吸附至螯合树脂的处理。
具体而言，在钪洗脱工序S43中得到的钪洗脱液中添加中和剂，优选将pH调节至2以上且4以下的范围，更优选调节至以pH3为中心的2.7以上且3.3以下的范围(工序S101)，其后，添加还原剂(工序S102)并进一步添加硫酸以便优选将pH调节至1以上且2.5以下的范围，更优选调节至以pH2为中心的1.7以上且2.3以下的范围(工序S103)。基于此得到钪洗脱液的pH调节后液，用该pH调节后液再次进行上述离子交换工序S4中的处理。
如此一来，通过使得到的钪洗脱液再吸附于螯合树脂而重复进行离子交换工序S4中的处理，从而能够更进一步提高回收的钪的品位。而且，还能够缩减从钪洗脱液分离钪过程中的药剂成本、设备规模。
在钪洗脱液向螯合树脂再吸附的过程中，优选，在还原剂的添加(工序S102)中，以银/氯化银电极作为参比电极的该氧化还原电位(ORP)的值被维持在高于200mV且300mV以下的范围来进行。当ORP为200mV以下时，有时来自添加的硫化剂的硫成分会析出成微细固体。这样的话，就成为在硫化后的过滤处理中堵塞滤布而使固液分离效率劣化并导致生产性下降的起因，进而成为在向螯合树脂再通入液体的过程中树脂塔内发生堵塞、液体流动偏集而不能进行均匀的液体通入等的起因。另一方面，当ORP超过300mV时，有可能发生残留的铁离子等吸附于树脂而阻碍钪吸附等问题。
作为对钪洗脱液添加的中和剂，能够使用以往公知的中和剂，例如，可举出碳酸钙等。另外，关于在pH调节后添加的还原剂，也能够使用以往公知的还原剂，例如，可举出硫化氢气体、硫化钠等硫化剂、二氧化硫气体、肼、金属铁等。
在使钪洗脱液再吸附于螯合树脂的时候，作为该螯合树脂，可以再使用已经使用过的，也可以使用新的螯合树脂。若从防止杂质的污染的观点来看，优选再使用经历过铬去除工序S44的螯合树脂或使用新的螯合树脂。特别是，通过再使用经历过铬去除工序S44的螯合树脂，不仅能够防止杂质的污染，而且能够抑制螯合树脂的使用量。
＜钪洗脱液的纯化＞
另外，对通过钪洗脱工序S43得到的钪洗脱液，能够再次进行钪洗脱工序S43中的处理，即针对经历过铝去除工序S42的螯合树脂进行使得到的钪洗脱液与其接触的处理。如此地，通过用钪洗脱液重复进行钪洗脱工序S43，从而能够提高钪洗脱液的浓度。
虽然重复钪洗脱工序S43次数越多，回收的钪的浓度越高，但是过多次重复后回收的钪的浓度上升的程度逐渐变小。因此，在工业上，优选，重复钪洗脱工序S43的次数为8次以下左右。
(5)溶解工序
然后，进行以下这样处理，即接着上述离子交换工序S4，设置溶解工序S5，使钪洗脱液包含的钪生成沉淀物而与杂质分离，进一步用酸溶液溶解该沉淀物，生成用于后续工序的溶剂萃取的萃取初始液。
溶解工序S5中的钪的浓缩方法即生成钪的沉淀物使其与杂质分离的方法，能够使用氢氧化中和的方法。
[氢氧化中和]
在对钪洗脱液的氢氧化中和处理中，通过对上述离子交换工序S4中得到的钪洗脱液添加中和剂来实施中和处理，从而生成包含钪的氢氧化物沉淀和杂质成分的中和后液。
作为添加于钪洗脱液的中和剂，能够使用以往公知的中和剂，例如，可举出消石灰、氢氧化钠等碱。其中，在钪洗脱液是硫酸酸性溶液的情况下，优选使用氢氧化钠等作为中和剂，因为若是含Ca成分的中和剂会生成石膏。
对于添加中和剂后的pH，没有特别限定，优选调节至8以上且9以下的范围。当pH小于8时，有可能中和不充分，不能充分以沉淀物形式回收钪洗脱液中的钪。另一方面，当pH超过9时，因为会增加中和剂的使用量，所以从成本上涨的点来看不优选。
此外，为了降低铁品位，进行2级中和比较有效，即在氢氧化中和处理过程中进行用于仅使铁沉淀的第一级的中和，将得到的沉淀物过滤后再进行第二级的中和。
[基于酸的溶解]
接着，在本实施方式中，对通过氢氧化中和处理得到的氢氧化钪沉淀物，添加酸溶液，具体而言添加硝酸或盐酸的任一种酸溶液，由此溶解该沉淀物，生成钪的酸溶解液。在本实施方式的钪的回收方法中，将如此得到的钪的酸溶解液作为后续工序溶剂萃取工序S6中的溶剂萃取处理的处理对象(萃取初始液)。
具体而言，作为用于溶解氢氧化钪沉淀物的酸溶液，在使用硝酸溶液的情况下，对该硝酸溶液的浓度，没有特别限定，优选是2.0moL/L以上且5.0moL/L以下的范围，更优选是3.0moL/L以上且4.0moL/L以下的范围。
另外，在作为酸溶液使用盐酸溶液的情况下，对该盐酸溶液的浓度，没有特别限定，只要是适于后述的溶剂萃取工序S6中的溶剂萃取处理的浓度即可。
另外，在基于酸溶液进行沉淀物溶解的过程中，优选在所得到的沉淀物的溶解度附近进行溶解。由此，因为析出固体后能够再溶解成任意的浓度，所以能够任意地选择钪浓度，从不仅能够缩减后续工序溶剂萃取工序S6中的液量而且能够缩减设备规模的观点来看，在工业上极其优选。
如此地，在本实施方式中，通过接着离子交换工序S4设计溶解工序S5，从而能够大幅度地去除钪洗脱液中所含杂质，能够减轻离子交换工序S4、后续工序溶剂萃取工序S6相关的工序数量。另外，因为能够任意调节用于溶剂萃取的萃取初始液的浓度，所以基于溶剂萃取工序S6的设备规模的缩小带来的设备投资的削减、初始液浓度的稳定化，能够进一步使作业稳定化。
(6)溶剂萃取工序
在溶剂萃取工序S6中，通过使上述溶解工序S5中用盐酸或硝酸溶液溶解氢氧化钪而得到的钪的酸溶解液(萃取初始液)接触中性萃取剂来进行溶剂萃取处理，从而得到含有萃取了杂质的有机溶剂和含有钪的萃余液。
通过这样的溶剂萃取处理，能够有效且高效地将钪以外的杂质与钪分离，能够提高钪的纯度。特别地，在本实施方式中，因为以如上所述地得到的钪的酸溶解液作为溶剂萃取处理的对象，所以能够利用萃取剂更有效地萃取杂质。
对溶剂萃取工序S6的方式，没有特别限定，例如，如图1所示的一个示例那样，优选具有：萃取工序S61，将钪的酸溶解液和含有中性萃取剂的有机溶剂混合而得到萃取后有机溶剂和萃余液；清洗工序S62，在该萃取后有机溶剂中混合规定浓度的盐酸或硝酸溶液来分离并回收被萃取至萃取剂的钪；和反萃取工序S63，在洗涤后的有机溶剂中添加反萃取剂，从该洗涤后有机溶剂中反萃取杂质元素。
[萃取工序]
在萃取工序S61中，将钪的酸溶解液和含中性萃取剂的有机溶剂混合，选择性地萃取钪以外的杂质元素。通过该萃取处理，得到含有杂质的有机溶剂和钪的纯度被提高的萃余液。
已经知道各种种类的中性萃取剂，对其没有特别限定，优选使用含磷的萃取剂，具体而言使用TBP(磷酸三正丁酯)等。作为萃取剂使用TBP的情况下，针对硝酸酸性的酸溶解液，能够萃取其溶液中包含的铀和钍，使它们与钪效率地分离。另外，对于盐酸酸性的酸溶解液，能够主要萃取其溶液中包含的铀，以使铀与钪效率地分离。
在使用中性萃取剂进行萃取处理的过程中，优选用烃系有机溶剂等稀释该萃取剂来使用。例如，作为中性萃取剂使用上述TBP的情况下，若考虑到萃取、反萃取时的相分离性等方面的话，有机溶剂中的TBP的浓度优选为10体积％以上且50体积％以下，特别是更优选为在20体积％前后的15体积％以上且25体积％以下。
另外，对于萃取时的钪的酸溶解液和有机溶剂的体积比例，没有特别限定，优选，相对于钪的酸溶解液中的金属的摩尔量，使有机溶剂摩尔量成为0.4倍以上且1.0倍以下的范围。
此处，在萃取处理中，优选将钪的酸溶解液的pH调节并维持在1.0以上且2.5以下的范围。当作为萃取处理对象的钪的酸溶解液的pH小于1.0时，在溶液中含有铀的情况下，几乎不能进行该铀的萃取，萃取分离效果有可能显著下降。另外，钪的酸溶解液的酸性度过强，存在设备易被腐蚀的隐患。
另一方面，萃取处理中，当处于钪的酸溶解液的pH超过2.5的状态下时，有时生成钪的氢氧化物而成为发生包层(clad)的起因，存在作业困难的隐患。
作为萃取处理中的钪的酸溶解液的pH，更优选调节并维持在1.5以上且2.0以下的范围，由此，能够更有效且更高效地萃取溶液中包含的铀。
另外，在萃取处理中，作为钪的酸溶解液使用盐酸酸性溶液(钪的盐酸溶解液)的情况下，萃取时的盐酸酸性溶液的氯化物浓度(T-Cl浓度)，优选为2.0moL/L以上。如此地将氯化物浓度调节为2.0moL/L以上来实施萃取处理，能够提高铀的萃取率。
另一方面，氯化物浓度的上限值，优选为6.0moL/L以下。当盐酸酸性溶液的氯化物浓度超过6.0moL/L时，共存的铁离子等氯化物将变得过饱和而导致结晶析出，存在形成包层而妨碍作业的隐患。
关于盐酸酸性溶液中的氯化物浓度的调节，例如，优选添加氯化钠、氯化钾等碱金属的盐来进行。需要说明的是，例如，当使用盐酸来调节氯化物浓度时，盐酸酸性溶液的酸性度过强，有可能pH会脱离至比上述优选的范围(pH1.0以上且2.5以下)更小的一侧，有可能降低铀的萃取分离效果。
此外，作为萃取处理中的温度条件，没有特别的限定，基于萃取效率的方面来看，优选相对温度较高的，但过高的话，存在构成酸溶解液的盐酸、硝酸挥发或起火等危险情况。因此，优选，大概设定在40℃以上且50℃以下的范围来进行。
[清洗(洗涤)工序]
在上述萃取工序S61中，在已萃取杂质的有机溶剂中微量地共存钪的情况下，在对萃取液实施反萃取之前，优选，针对该有机溶剂(有机相)实施清洗(洗涤)处理，使钪分离到水相，由萃取剂回收(清洗工序S62)。
如此地设置清洗工序S62对有机溶剂进行洗涤，使被萃取剂萃取的微量的钪分离，由此能够使钪分离到洗涤液中，能够进一步提高钪的回收率。
对清洗中使用的溶液(洗涤溶液)，没有特别的限定，例如，能够使用盐酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液等，但是通过清洗而回收的洗涤液要与萃取后的萃余液一起纯化用于钪的回收。因此，清洗中，优选使用与萃取原液即钪的酸溶解液相同的液体种类的硝酸溶液或盐酸溶液作为洗涤溶液。也就是说，对于盐酸酸性的溶解液，优选使用盐酸系的洗涤溶液，而对于硝酸酸性的溶解液，优选使用硝酸系的洗涤溶液。另外，从防止pH上升引起钪的水解的观点来看，也优选使用这些洗涤溶液。此外，也能够使用在水中添加可溶性的硫酸盐而成的液体。
对洗涤溶液的浓度，没有特别限定，优选为1.0moL/L以上且5.0moL/L以下的范围。更具体而言，例如，作为洗涤溶液使用例如硝酸溶液的情况下，优选为2.0moL/L以上且5.0moL/L以下浓度范围，更优选为3.0moL/L以上且4.0moL/L以下浓度范围。
作为清洗的洗涤级数(次数)，因为还取决于杂质元素的种类、浓度，能够根据中性萃取剂、萃取条件来适当改变。例如，在有机相(O)与水相(A)的相比为O/A＝1的情况下，通过设成3～5级左右的级数，能够将被萃取到有机溶剂中的钪分离直至小于分析装置的检出下限。
[反萃取工序]
在反萃取工序S63中，从萃取了杂质元素的有机溶剂反萃取杂质元素。具体而言，在反萃取处理中，在含萃取剂的有机溶剂中添加反萃取溶液(反萃取初始液)进行混合，由此产生与萃取工序S61中的萃取处理相反的反应从而反萃取杂质元素，得到含该杂质元素的反萃取后液。
如上所述地，在针对萃取工序S61中的钪的酸溶解液进行的萃取处理中，作为萃取剂使用TBP等中性萃取剂以便选择性地萃取杂质元素。由此，从使该杂质元素从含萃取剂的有机溶剂高效且有效地分离并使萃取剂再生的观点出发，作为反萃取溶液，例如，优选使用纯水。
需要说明的是，在上述清洗工序S62中，在对含萃取剂的有机溶剂实施了清洗处理的情况下，同样能够对清洗后的萃取剂添加反萃取溶液并混合，由此进行反萃取处理。
如此地对萃取后的萃取剂或清洗后的萃取剂添加纯水等反萃取溶液进行反萃取处理使分离杂质元素后的中性萃取剂，能够再次作为萃取工序S61中的萃取处理中使用的萃取剂重复使用。
＜钪回收工序＞
接着，在钪回收工序S7中，从由溶剂萃取工序S6得到的含有钪的萃余液回收钪。在钪回收工序S7中，使萃余液中所含的钪生成盐之后，通过焙烧该固体钪盐，从而能够生成氧化钪而回收钪。
具体而言，钪回收工序S7如图1中示出的一个示例那样，具有：草酸盐化工序S71，在溶剂萃取工序S6中得到的萃余液中加入草酸而得到草酸钪晶体；和焙烧工序S72，对草酸钪晶体进行烧成。
特别是在作为钪溶解液使用盐酸酸性溶液(钪的盐酸溶解液)的情况下，通过使用中性萃取剂的溶剂萃取处理，铀主要被萃取，钍与钪的分离有略微的不充分。但是，在其之后的处理中，通过在得到的萃余液中添加草酸使钪沉淀生成草酸盐，能够与不形成草酸盐沉淀的钍有效地分离。
[草酸盐化工序]
草酸盐化工序S71是如上所述地生成钪的沉淀的工序，在该工序中，在由溶剂萃取工序S6得到的萃余液(萃取后液)中加入草酸使草酸钪白色结晶作为固体析出、沉淀而分离。
对草酸的添加量，没有特别限定，优选，添加使萃余液中的钪以草酸盐形态析出所需的当量的1倍以上且2.5倍以下的量，更优选为1.05倍以上且2.0倍以下的量。当其添加量不足析出所需的当量的1倍时，有可能不能回收到萃余液中全部的钪。另一方面，当添加量超过析出所需当量的2.5倍时，草酸钪溶解度增加导致钪再溶解而回收率下降、或用于分解过剩的草酸的次氯酸钠类的氧化剂的使用量增加。
需要说明的是，使钪以草酸盐形态析出所需的当量，能够定义为草酸与钪以下式(i)所示那样进行反应生成草酸钪时的相对于钪的量(倍数)。
对草酸盐化反应时的萃余液的pH，没有特别限定，例如，在使用硝酸酸性溶液的情况下，优选为pH为0以上且2以下左右的范围，进一步优选为1前后。当pH过低而小于0时，有可能草酸钪溶解度增加，钪回收率下降。另一方面，当pH超过2时，萃余液中所含的杂质也形成沉淀，成为钪纯度下降的原因。
另外，在使用盐酸酸性溶液的情况下，优选将pH设为0以上且0.5以下左右的范围。当pH过低而小于0时，有可能草酸钪溶解度增加，钪回收率下降。另外，虽然如上所述地通过使用氯化钠、氯化钾等碱金属的盐能够调节氯化物浓度，但是也导致附着于草酸钪的钠、钾增加，需要进行水洗涤将它们去除。此外，从防止pH过度上升引起杂质沉淀的观点出发，使用盐酸酸性溶液情况下的pH优选设为0.5以下，比使用硝酸酸性溶液情况下低。
此处，在草酸盐化工序S71中的草酸盐化处理之前，也可以对由溶剂萃取工序S6得到的含有钪的萃余液实施中和处理，生成钪的沉淀物，以便去除杂质。
具体而言，对由溶剂萃取工序S6得到的萃余液添加规定浓度的氢氧化钠(中和剂)，生成氢氧化钪沉淀物(萃余液中和处理)。其后，对得到的氢氧化钪沉淀物添加硫酸或盐酸来溶解沉淀物，得到钪溶解液(盐酸溶解处理)。
对萃余液中和处理中添加的氢氧化钠的浓度，没有特别限定，优选为5moL/L以上且8moL/L以下的范围。因为溶液(萃余液)的pH在8以上的状态下会生成氢氧化钪作为沉淀物，若考虑沉淀物生成和抑制过剩氢氧化钠这两者，优选，以能够使萃余液的pH在8以上且9以下的范围的方式添加该氢氧化钠。基于该点，基于添加的氢氧化钠的浓度在5moL/L以上且8moL/L以下的范围，能够有效地生成氢氧化钪沉淀物。
对如此地实施中和处理而得到的钪溶解液，能够进行上述草酸盐化处理(草酸盐化工序S71)。由此，能够更进一步回收高纯度的钪。
[焙烧工序]
在焙烧工序S72中，用水洗涤由草酸盐化工序S71得到的草酸钪的沉淀物，干燥，焙烧，由此生成氧化钪。通过如此地实施焙烧处理，能够以极高品位的氧化钪的形态回收钪。
对焙烧工序S72中的焙烧处理的条件，没有特别限定，例如，只要将干燥后的草酸钪沉淀物放入管状炉在约900℃条件下加热2小时左右即可。需要说明的是，在工业上，使用旋转炉窑等连续炉能够以同一装置进行干燥和焙烧，因此优选。
实施例
以下，通过实施例更详细地说明本发明，但本发明不受这些实施例的任何限定。
《实施例1》
[浸出工序S1]
首先，将镍氧化物矿石与浓硫酸一起装入高压釜，在245℃的温度条件下历经1小时生成含有钪、镍等有价金属的浸出浆料，从该浆料固液分离出含有各种有价金属的浸出液和浸出残渣。
[中和工序S2]
接着，在分离而得到的浸出液中添加碳酸钙(中和剂)实施中和处理。通过该中和处理得到含有钪、镍等有价金属的中和后液和含有以铝为首的大部分的杂质的中和沉淀物。
[硫化工序S3]
接着，向得到的中和后液中吹入硫化氢气体(硫化剂)，使镍、钴、锌成为硫化物，与作为该硫化处理后的液体的硫化后液分离。
[离子交换工序S4]
(吸附工序S41)
接着，在分离所得到的硫化后液中添加消石灰作为中和剂将溶液的pH调节至1.6。进一步，为了阐明添加消石灰后的液体中不含有或即使含有的话其含量也是极微量的元素的行为，针对部分的元素添加试剂，得到了下表1所示组成的吸附原液。
表1
将表1所示的组成的吸附原液通入填充了以亚氨基二醋酸为官能团的螯合树脂(产品名：Diaion CR11(ダイヤイオンCR11)，三菱化学株式会社制)的柱子。需要说明的是，柱子的树脂量设为40升，以每分钟5.3升的流量通入液体并使SV＝8，通入液体直至2400升(柱床体积(Bed Volume)：BV＝2400/40＝60)。通入液体时的给液的液温设为60℃。
(铝去除工序S42)
接着，以每分钟27升(SV＝40)的流量将浓度0.1N的硫酸溶液800升通入吸附处理后的螯合树脂。从柱排出的残留有很多铝的洗涤液作为铝洗涤液储藏，将部分制样用ICP进行分析。其结果，分析值是Ni：7mg/L、Mg：1mg/L、Mn：4mg/L、Fe：1mg/L、AL：84mg/L、Sc：3mg/L。需要说明的是，Cr、Ca的分析值小于可测定的下限。
(钪洗脱工序S43)
其后，以每分钟80升(SV＝40)的流量将浓度1N的硫酸溶液400升通入螯合树脂。从柱子排出的洗脱液作为钪洗脱液存储并将部分制样进行分析。下表2示出钪洗脱液的分析结果。需要说明的是，表中的“－”表示未分析或小于可测定的下限。
表2
(铬去除工序S44)
接着，以每分钟2.6升(SV＝40)的流量将浓度3N的硫酸溶液80升通入螯合树脂。从柱子排出的洗涤液作为铬洗涤液存储并将部分制样进行分析。其结果，分析值是Fe：2mg/L、Cr：30mg/L。此外，Ni、Mg、Mn、AL、Ca、Sc的分析值小于可测定的下限。
[溶解工序S5]
接着，在表2所示的组成的钪洗脱液中添加氢氧化钠并将pH维持在8～9，生成钪的氢氧化物沉淀。对该氢氧化物沉淀添加硝酸溶液进行溶解，得到螯合洗脱液氢氧化物溶解液(钪的硝酸溶解液)。下表3示出溶解液的组成的分析结果。此外，表中“－”表示未分析或小于可测定的下限，例如，Mg、Cr、Mn、Ca的分析值小于可测定的下限。
表3
[溶剂萃取工序S6]
(萃取工序S61)
接着，将表3所示的组成的钪的硝酸溶解液103升作为萃取初始液进行溶剂萃取处理。具体而言，将该萃取初始液、与使用作为中性萃取剂的磷酸三正丁酯(商品名：TBP，大八化学株式会社制)和作为有机溶剂的TecleanN20(テクリーンN20，JX日矿日石株式会社制)调节为50体积％的有机溶剂20.6升混合，在室温下搅拌60分钟。通过该溶剂萃取处理，得到了含除钪的杂质的萃取有机相和萃取后液(萃余液)。需要说明的是，进行该萃取时不仅没有形成包层而且静置后的相分离进行得也很迅速。
分析得到的萃取有机相中包含的各种元素的组成。算出萃取有机相中包含的各种元素的物量除以萃取前原液中含有的各元素的物量所得到的值的百分率，将其作为萃取率(％)，结果示于下表4。需要说明的是，表中的“－”表示未分析或小于可测定的下限。
表4
根据表4所示的萃取率的结果可知，通过萃取工序S61中的溶剂萃取处理，萃取前原液中包含的大部分钪残留在萃取后液(萃余液)中，没有被萃取。另外，铀、钍杂质元素以高的比例被萃取到萃取有机相。此外，可知在萃取有机相中几乎不含铝、镍、镁、铬、锰、钙、钴、铜、锌元素。
(清洗(洗涤)工序S62)
接着，相对于在萃取工序S61中得到的20.6升的有机溶剂(萃取有机相)，以相比(O/A)为0.3的比率、以6.2升的量混合浓度3moL/L的硝酸溶液，搅拌10分钟，进行清洗(洗涤)。其后，静置并分离水相，将有机相再次与浓度3moL/L的新的硝酸溶液6.2升混合重复洗涤，同样地分离水相。重复这样的洗涤操作共3次。
分析该洗涤操作后的洗涤液中包含的各种元素的组成。算出洗涤液中包含的各种元素的物量除以由萃取工序S61得到的萃取有机相中的物量所得到的值的百分率，将其作为回收率(％)，结果示于下表5。需要说明的是，表中的“－”表示未分析或小于可测定的下限。
表5
通过如此地3次洗涤萃取有机相，从而能够将被萃取到有机溶剂中的微量的钪分离到水相，能够使有机溶剂中的钪浓度下降至小于10mg/L的水平。
(反萃取工序S63)
接着，将纯水以相比O/A＝1/0.3的比率混入洗涤后的萃取有机相中，搅拌20分钟，静置，分离反萃取后的有机相(有机溶剂)和反水相(反萃取后液)。
[钪回收工序S7]
(草酸盐化工序S71)
接着，对上述溶剂萃取工序S6中得到的萃取后液(萃余液)，添加以计算量计为相对于该萃余液中包含的钪量的2倍的草酸·2水合物(三菱气体社(三菱ガス社)制)晶体，溶解，搅拌60分钟，混合，生成草酸钪的白色结晶性沉淀。
(焙烧工序S72)
接着，对得到的草酸钪沉淀物进行减压过滤，用纯水洗涤后，在105℃温度条件下干燥8小时。接着，将干燥后的草酸钪放入管状炉维持在850℃～900℃实施焙烧(烧成)处理，得到氧化钪。
利用发光分光分析法对得到的氧化钪进行分析，考察了经过上述溶剂萃取处理而回收的氧化钪中的作为杂质的钍(Th)的减少率。需要说明的是，关于钍的减少率，是以未经上述溶剂萃取处理而由焙烧处理得到的氧化钪中的钍量作为基准，算出对由离子交换工序S4得到的钪洗脱液进行溶解工序S5的处理制成的钪的硝酸溶解液的钍的减少率。将氧化钪中的钍品位和减少率的计算结果示于下表6。
表6
根据表6所示结果可知，经过上述钪的回收工艺，能够几乎完全去除作为杂质的钍，能够以氧化钪(Sc2O3)的形态以极高的纯度回收钪。
《实施例2》
以与实施例1同样的方式，用硫酸对镍氧化物矿石进行浸出，将得到的硫化后液通入螯合树脂，在从螯合树脂洗脱的钪洗脱液中添加氢氧化钠而得到钪的氢氧化物沉淀。
然后，在实施例2中，对得到的钪的氢氧化物沉淀添加盐酸以及氯化钠，溶解，得到了盐酸酸性溶液(钪的盐酸溶解液)。在该盐酸酸性溶液中以试剂形式添加部分的成分，分别制备下表7所示组成的萃取初始液，将它们作为初始液A～H。
表7
*单位是[g/L]，对Th以及U是[mg/L]。
*氧化还原电位(ORP)[mV]是以Ag-AgCl电极作为参比电极。
接着，将表7的E～H所示组成的萃取初始液各分别取出21mL，向其中混入含1体积％的作为中性萃取剂的TBP的有机溶剂7mL，倒入烧杯中在室温状态下搅拌15分钟实施萃取处理。搅拌结束后，静置，用分液漏斗分成萃取后有机溶剂(萃取剂)和萃余液，利用ICP分别对其进行分析。
此处，萃取时的氯化物浓度(T-Cl)是根据钪、铝、铁、铀、钍各自的分析值和在盐酸酸性溶液中存在的形态算出的Cl量的合计、和调节时添加的盐酸以及氯化钠中包含的Cl量算出的。
将通过盐酸酸性溶液的溶剂萃取处理得到的萃余液的组成示于下表8。需要说明的是，在表8中，将该萃取时的氯化物浓度(T-Cl)作为萃余液中的浓度(moL/L)一并示出。
表8
*单位是[g/L]，对Th以及U是[mg/L]。
*氧化还原电位(ORP)[mV]是以Ag-AgCl电极作为参比电极。
如表8所示，使用本实施例2中的E～H盐酸酸性溶液(萃取初始液)进行的溶剂萃取，确认了铀被有效地萃取。
另外，算出上述有机溶剂中的钪、铀、钍的物量除以萃取初始液中各自的物量所得到的比例(有机溶剂中物量/萃取初始液中物量)的百分率，将其作为萃取率(％)示于下表9以及图2。此外，图2是表示各元素的相对于氯化物浓度的萃取率的关系的绘制图。
表9
如表9以及图2所示，确认了若盐酸酸性溶液中的T-Cl(氯化物浓度)是2.16moL/L，则铀的萃取率是62.1％，若T-Cl是2.37moL/L，则铀的萃取率达到92％以上。另外，这些萃取处理中能够将钪的萃取率抑制在3％以下，通过溶剂萃取处理能够有效地将铀与钪分离。
接着，在针对上述表8中示出组成的初始液H进行的溶剂萃取处理中得到的萃余液(实施例2-4)中，作为中和剂添加氢氧化钠生成含有钪的沉淀(氢氧化钪)。接着，在该沉淀物中添加盐酸溶液，完全溶解，得到了下表10所示组成的溶解液(钪的溶解液)。
表10
*单位是[g/L]，对Th以及U是[mg/L]。
接着，针对表10所示的通过盐酸溶解的钪溶解液，添加以计算量计为相对于该溶解液中包含的钪量的1.5当量的量的草酸·2水合物(三菱气体株式会社(三菱ガス株式会社)制)晶体并使其溶解，在室温条件下搅拌60分钟进行混合使它们反应，由此生成草酸钪白色晶体性沉淀。
将得到的草酸钪沉淀物通过固液分离而取出，分析了沉淀物中的钍和铀的含量。将其分析值示于下表11。
表11
如表11所示，钍的含量为70ppm、铀的含量为10ppm，能够生成钍、铀的含量被减低至非常微量的量的草酸钪沉淀物，能够有效地使钍及铀与成为沉淀物的钪分离。
《比较例1》
作为比较例1，以与实施例1相同的方法将上述表7的A～D所示组成的萃取初始液用于溶剂萃取。具体而言，在与实施例1相同的条件下将这些萃取初始液与作为中性萃取剂的TBP混合，在常温下通过搅拌机历经15分钟进行搅拌实施萃取处理。其后，搅拌结束后，静置，用分液漏斗分离萃取后有机溶剂和萃余液，利用ICP分别进行分析。
下表12中表示由溶剂萃取处理得到的萃余液的组成。此外，在表12中将该萃取时的氯化物浓度作为萃余液中的浓度(moL/L)一并表示。另外，将以与实施例1同样的方式算出的萃取率示于表13以及图2。此外，如上所述，图2是表示各元素的相对于氯化物浓度的萃取率的关系的绘制图。
表12
*单位是[g/L]，对Th以及U是[mg/L]。
*氧化还原电位(ORP)[mV]是以Ag-AgCl电极作为参比电极。
表13
如表12以及表13和图2所示，T-Cl浓度小于2.0moL/L时，铀萃取率为30％以下，变低。此外，若T-Cl浓度为2.0moL/L，则铀萃取率成为60％以上，进一步当T-Cl浓度超过2.5moL/L时，能够以92％以上的比例萃取铀，能够有效地与钪分离。
关于盐酸酸性溶液中的钍，虽然不能通过溶剂萃取处理如铀一样显著地分离，但是通过一并进行针对萃余液的草酸盐化处理，能够使钪沉淀而有效地与钍分离。
《比较例2》
作为比较例2，使用与在实施例2使用过的上述表7示出组成的初始液H相同组成的盐酸酸性溶液，未对该盐酸酸性溶液实施溶剂萃取处理，直接添加草酸进行草酸盐化处理。草酸盐化处理条件与实施例1相同。
将通过该草酸盐化处理得到的草酸钪的分析值示于下表14中。需要说明的是，在表14中，一并示出了表11示出过的由实施例2中的草酸盐化处理得到的草酸钪的分析值以及在与实施例2相同的条件下对比较例1(比较例1-3)中的溶剂萃取后的萃余液进行草酸盐化处理后的草酸钪的分析值。
表14
如表14所示，在比较例2中，未实施溶剂萃取处理，对含有钪、铀、钍的盐酸酸性溶液直接实施草酸盐化处理的情况下，结果是得到的草酸钪中的铀品位为60ppm，与实施例1相比含有较多的铀。需要说明的是，即使在对由比较例1得到的溶剂萃取后的萃余液实施草酸盐化处理的情况下，铀品位也是50ppm。
[比较例3]
作为比较例3，使用与实施例2中用过的上述表7中示出组成的初始液H相同组成的盐酸酸性溶液，未对该盐酸酸性溶液实施溶剂萃取处理，直接添加氢氧化钠生成含有钪的氢氧化物(氢氧化钪)沉淀。其后，不进行草酸盐化处理，直接分析了所得到的氢氧化钪。将该氢氧化钪的分析值示于下表15。
表15
如表15所示，在比较例3中，氢氧化钪中的钍品位是1000ppm。与由实施例2得到的草酸盐化后的草酸钪的分析值比较可知，因为溶剂萃取处理、草酸盐化处理都没有进行，所以钍品位及铀品位变高，未能有效地与钪分离，未能有效地纯化钪。
[比较例4]
作为比较例4，使用与实施例2中用过的上述表7示出组成的初始液H相同组成的盐酸酸性溶液，实施与实施例2相同条件下的溶剂萃取处理后，在得到的萃余液中添加氢氧化钠生成含有钪的氢氧化物(氢氧化钪)沉淀。其后，不进行草酸盐化处理，直接分析所得到的氢氧化钪。将该氢氧化钪的分析值示于下表16。
表16
如表16所示，在比较例4中，氢氧化钪中的钍品位是950ppm。关于铀，虽然通过溶剂萃取处理能够使其下降至30ppm的品位，但是若仅进行溶剂萃取处理，不能有效地使钍降低，因此可知草酸盐化处理对分离钍是必要的处理。
根据以上可知，通过对含有钪、铀、钍的酸性溶液进行使用中性萃取剂的溶剂萃取，进一步，之后，对得到的萃余液实施草酸盐化处理，由此能够有效地将钪与铀及钍分离，得到铀品位及钍品位低的钪。

Claims (8)

1.一种钪的回收方法，其中，其具有：
浸出工序，该工序在高温高压下通过硫酸对含有钪的镍氧化物矿石进行浸出而得到浸出液和浸出残渣；
中和工序，该工序在所述浸出液中加入中和剂而得到中和沉淀物和中和后液；
硫化工序，该工序在所述中和后液中添加硫化剂而得到镍硫化物和硫化后液；
离子交换工序，该工序通过使所述硫化后液与螯合树脂接触从而使该硫化后液中的钪吸附于该螯合树脂，得到钪洗脱液；
溶解工序，该工序在所述钪洗脱液中添加碱而得到氢氧化钪沉淀物之后，在该氢氧化钪中添加酸溶液进行酸溶解，由此得到钪的酸溶解液；
溶剂萃取工序，该工序使所述钪的酸溶解液接触中性萃取剂来萃取分离钪以外的杂质元素，得到含钪的萃余液；和
钪回收工序，该工序在所述萃余液中添加草酸来生成草酸钪的盐，焙烧该草酸钪盐而得到氧化钪。
2.根据权利要求1所述的钪的回收方法，其中，
所述螯合树脂是以亚氨基二醋酸为官能团的树脂，
所述离子交换工序包括：
吸附工序，该工序使所述硫化后液与所述螯合树脂接触而使所述钪吸附于所述螯合树脂；
铝去除工序，该工序使0.1N以下的硫酸溶液与在所述吸附工序中吸附了钪的螯合树脂接触，从而去除在所述吸附工序中吸附于所述螯合树脂的铝；
钪洗脱工序，该工序使0.3N以上且小于3N的硫酸溶液与经历所述铝去除工序后的螯合树脂接触而得到所述钪洗脱液；和
铬去除工序，该工序使3N以上的硫酸溶液与经历所述钪洗脱工序后的螯合树脂接触而去除在所述吸附工序中吸附于所述螯合树脂的铬。
3.根据权利要求1或2所述的钪的回收方法，其中，
在所述溶剂萃取工序中，将所述钪的酸溶解液的pH维持在1.0以上且2.5以下的范围，使该钪的酸溶解液与所述中性萃取剂接触。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的钪的回收方法，其中，
所述溶剂萃取工序包括：
萃取工序，该工序将所述钪的酸溶解液和含所述中性萃取剂的有机溶剂混合，分离成萃取了钪以外的杂质元素的萃取后有机溶剂和萃余液；
清洗工序，该工序将1.0moL/L以上且5.0moL/L以下浓度的酸溶液与所述萃取后有机溶剂混合，从该萃取后有机溶剂回收钪而得到洗涤后有机溶剂；和
反萃取工序，该工序在所述洗涤后有机溶剂中添加反萃取剂，从该洗涤后有机溶剂中反萃取出杂质元素而得到反萃取液。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的钪的回收方法，其中，
在所述溶解工序中，通过在所述氢氧化钪中添加硝酸溶液进行酸溶解，从而得到作为钪的酸溶解液的钪的硝酸溶解液。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的钪的回收方法，其中，
在所述溶解工序中，通过在所述氢氧化钪中添加盐酸溶液进行酸溶解，从而得到作为钪的酸溶解液的钪的盐酸溶解液。
7.根据权利要求6所述的钪的回收方法，其中，
在所述溶剂萃取工序中，将在所述溶解工序中得到的所述钪的盐酸溶解液的氯化物浓度调节成2.0moL/L以上且6.0moL/L以下，使该钪的盐酸溶解液与所述中性萃取剂接触。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的钪的回收方法，其中，
所述钪回收工序包括：
将5.0moL/L以上且8.0moL/L以下浓度的氢氧化钠添加到在所述溶剂萃取工序中得到的所述萃余液中，得到氢氧化钪沉淀物的工序；
将得到的氢氧化钪沉淀物使用硫酸或盐酸溶解，在进行溶解而得到的溶解液中添加草酸而得到草酸钪晶体的工序；和
对所述草酸钪晶体进行烧成的工序。
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