CN113120941A

CN113120941A - 从含钪镍钴氢氧化物中短流程提取高纯氧化钪的方法

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Publication number: CN113120941A
Application number: CN201911418865.9A
Authority: CN
Inventors: 苏华; 朱红斌; 孙滨洪; 刘春泽; 张文浩; 叶宏明; 姚瑞竹; 王庆华
Original assignee: Zhongye Ruimu New Energy Technology Co ltd
Current assignee: Zhongye Ruimu New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2021-07-16

Abstract

本发明公开了从含钪镍钴氢氧化物中短流程提取高纯氧化钪的方法。该方法包括利用浓硫酸对含钪镍钴氢氧化物进行熟化浸出处理得到含钪镍钴浸出液；利用有机萃取剂对含钪镍钴浸出液进行钪萃取处理获得硫酸镍钴溶液和含钪有机相；利用洗涤剂对含钪有机相进行逆流洗涤得到洗涤液和纯化后的含钪有机相；利用第一反萃剂对纯化后的含钪有机相进行第一逆流反萃处理得到第一含钪反萃液和第一反萃有机相；利用第二反萃剂对第一反萃有机相进行第二逆流反萃处理得到第二含钪反萃液和第二反萃有机相；利用草酸分别对第一含钪反萃液和第二含钪反萃液进行沉钪处理得到草酸钪沉淀；对草酸钪沉淀进行煅烧处理得到氧化钪。采用该方法可提取得到纯度为99.99％的氧化钪。

Description

从含钪镍钴氢氧化物中短流程提取高纯氧化钪的方法

技术领域

本发明属于材料领域，具体而言，涉及一种从含钪镍钴氢氧化物中短流程提取高纯氧化钪的方法。

背景技术

生产三元正极材料前驱体所使用的镍钴氢氧化物原料中富含氧化钪，以此为原料，可以有效地制备氧化钪，以便使稀有有价元素资源得到综合回收，这对钪提取和应用具有非常大的现实意义。用此镍钴氢氧化物制备三元前躯体材料时，一般选用P204萃取剂对废液中的钪元素先进行萃取富集，再分离提纯，但P204萃取剂易乳化，反萃取困难，钪与伴生的钍、钛、锆、稀土等元素分离困难，工艺流程长，钪回收率低，生产成本高；并且获得的氧化钪中纯度难以达到99.99％，只能达到99.9％，其中杂质钍、锆等元素较高，不能满足高端领域如固体氧化物燃料电池(SOFC)、高纯金属钪、激光材料等方面的要求，还需进一步改进提纯工艺，增加提纯工序，作业复杂，流程较长，成本较高。因此，氧化钪的提取及提纯方法仍有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种从含钪镍钴氢氧化物中短流程提取高纯氧化钪的方法。该方法不仅工艺简单，操作流程短，而且设备投入少，生产成本低，还可以有效提取得到纯度为99.99％的氧化钪。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种从含钪镍钴氢氧化物中短流程提取高纯氧化钪的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)利用浓硫酸对含钪镍钴氢氧化物进行熟化浸出处理，以便得到含钪镍钴浸出液；

(2)利用有机萃取剂对所述含钪镍钴浸出液进行钪萃取处理，以便获得硫酸镍钴溶液和含钪有机相；

(3)利用洗涤剂对所述含钪有机相进行逆流洗涤，以便得到洗涤液和纯化后的含钪有机相；

(4)利用第一反萃剂对所述纯化后的含钪有机相进行第一逆流反萃处理，以便得到第一含钪反萃液和第一反萃有机相；

(5)利用第二反萃剂对所述第一反萃有机相进行第二逆流反萃处理，以便得到第二含钪反萃液和第二反萃有机相；

(6)利用草酸分别对所述第一含钪反萃液和所述第二含钪反萃液进行沉钪处理，以便得到草酸钪沉淀；

(7)对所述草酸钪沉淀进行煅烧处理，以便得到氧化钪。

根据本发明上述实施例的从含钪镍钴氢氧化物中短流程提取高纯氧化钪的方法，通过预先利用浓硫酸对含钪镍钴氢氧化物进行熟化浸出处理，不仅可以在浓酸环境下使含钪镍钴氢氧化物充分溶解，而且还可以去除含钪镍钴氢氧化物原料中可能携带的絮凝剂，避免含钪镍钴氢氧化物原料在浸出工序中产生泡沫；进一步地，通过依次对含钪镍钴浸出液进行钪萃取处理、逆流洗涤和第一逆流反萃处理，然后利用草酸对第一含钪反萃液进行沉钪处理和煅烧处理，可以得到纯度为99.99％的氧化钪，而通过进一步对第一反萃有机相进行第二逆流反萃处理，并利用草酸对第二含钪反萃液进行沉钪处理和煅烧处理，可以得到纯度为99.9％的氧化钪，由此可以实现含钪镍钴氢氧化物中钪的充分提取及提纯。综上所述，该方法不仅工艺简单，操作流程短，而且设备投入少，生产成本低，还可以获得纯度为99.99％的氧化钪，从而能够满足固体氧化物燃料电池、高纯金属钪、激光材料等的要求。

另外，根据本发明上述实施例的从含钪镍钴氢氧化物中短流程提取高纯氧化钪的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，所述含钪镍钴氢氧化物为从红土镍矿中回收镍钴得到的。

在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，所述有机萃取剂是将钪萃取剂与有机溶剂混合得到的，所述有机萃取剂的浓度为10～20wt％。

在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，所述钪萃取处理为4～6级萃钪处理，所述有机萃取剂与所述含钪镍钴浸出液在混合澄清萃取箱内的流量之比为1：(10～25)。

在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，所述钪萃取剂为选自中性含磷类萃取剂、有机胺萃取剂和有机酰胺萃取剂中的至少一种。

在本发明的一些实施例中，所述中性含磷类萃取剂为磷酸三丁酯TBP和/或甲基磷酸二甲庚酯，所述有机胺萃取剂为选自伯胺萃取剂、三辛癸烷基叔胺和甲基三辛基氯化铵中的至少一种，所述有机酰胺萃取剂为羟基嘧啶DAHP。

在本发明的一些实施例中，步骤(3)中，所述逆流洗涤为8～10级逆流洗涤，所述含钪有机相与所述洗涤液在混合澄清萃取箱内的流量之比为(15-25):(5-6)。

在本发明的一些实施例中，步骤(3)中，所述洗涤剂为选自H₂SO₄溶液、HCl溶液、HNO₃溶液、Na₂SO₄溶液、NaCl溶液、NH₄Cl溶液、(NH₄)₂SO₄溶液、H₂O₂溶液和EDTA溶液中至少一种，所述洗涤剂溶液的浓度为15～40g/L。

在本发明的一些实施例中，步骤(4)中，所述第一逆流反萃处理为6～8级逆流反萃，所述纯化后的含钪有机相与所述第一反萃剂在混合澄清萃取箱内的流量之比为(15-25):(5-6)。

在本发明的一些实施例中，步骤(4)中，所述第一反萃剂为选自H₂SO₄溶液、HCl溶液和HNO₃溶液中的至少一种，所述第一反萃剂的浓度为20～100g/L。

在本发明的一些实施例中，步骤(5)中，所述第二逆流反萃处理为6～8级逆流反萃，所述第一反萃有机相与所述第二反萃剂在混合澄清萃取箱内的流量之比为(15-25):(4-5)。

在本发明的一些实施例中，步骤(5)中，所述第二反萃剂为选自H₂SO₄溶液、HCl溶液和HNO₃溶液中的至少一种，所述第二反萃剂的浓度为30～200g/L。

在本发明的一些实施例中，步骤(5)中，所述第二反萃剂的浓度大于所述第一反萃剂的浓度。

在本发明的一些实施例中，步骤(6)中，进行所述沉钪处理之前进一步包括：分别对所述第一含钪反萃液和所述第二含钪反萃液进行除油处理。

在本发明的一些实施例中，步骤(6)中，所述沉钪处理的温度为90℃，利用浓度为100～300g/L的草酸溶液进行所述沉钪处理。

在本发明的一些实施例中，步骤(7)中，所述煅烧处理是在700～900摄氏度下保温2～4小时完成的。

在本发明的一些实施例中，从含钪镍钴氢氧化物中短流程提取高纯氧化钪的方法进一步包括：(8)利用再生剂对所述第二反萃有机相进行再生处理，并将得到再生有机萃取剂回用于步骤(2)中。

在本发明的一些实施例中，步骤(8)中，所述再生处理为6～8级逆流反萃处理，所述第二反萃有机相与所述再生剂在混合澄清萃取箱内的流量之比为(15-25):(4-5)。

在本发明的一些实施例中，步骤(8)中，所述再生剂为选自HCl溶液、HNO₃溶液、NaHCO₃溶液、Na₂CO₃溶液和NH₄HCO₃溶液中的至少一种，所述再生剂的浓度为100～250g/L。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的从含钪镍钴氢氧化物中短流程提取高纯氧化钪的方法流程图。

图2是根据本发明再一个实施例的从含钪镍钴氢氧化物中短流程提取高纯氧化钪的方法流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种从含钪镍钴氢氧化物中短流程提取高纯氧化钪的方法。根据本发明的实施例，如图1或2所示，该方法包括：(1)利用浓硫酸对含钪镍钴氢氧化物进行熟化浸出处理，以便得到含钪镍钴浸出液；(2)利用有机萃取剂对含钪镍钴浸出液进行钪萃取处理，以便获得硫酸镍钴溶液和含钪有机相；(3)利用洗涤剂对含钪有机相进行逆流洗涤，以便得到洗涤液和纯化后的含钪有机相；(4)利用第一反萃剂对纯化后的含钪有机相进行第一逆流反萃处理，以便得到第一含钪反萃液和第一反萃有机相；(5)利用第二反萃剂对第一反萃有机相进行第二逆流反萃处理，以便得到第二含钪反萃液和第二反萃有机相；(6)利用草酸分别对第一含钪反萃液和第二含钪反萃液进行沉钪处理，以便得到草酸钪沉淀；(7)对草酸钪沉淀进行煅烧处理，以便得到氧化钪。该方法不仅工艺简单，操作流程短，而且设备投入少，生产成本低，还可以获得纯度为99.99％的氧化钪，从而能够满足固体氧化物燃料电池、高纯金属钪、激光材料等的要求。

下面参考图1～2并主要从三个部分对本发明上述实施例的从含钪镍钴氢氧化物中短流程提取高纯氧化钪的方法进行详细描述。

熟化浸出及萃取

根据本发明的实施例，利用浓硫酸对含钪镍钴氢氧化物进行熟化浸出处理，以便得到含钪镍钴浸出液；利用有机萃取剂对含钪镍钴浸出液进行钪萃取处理，以便获得硫酸镍钴溶液和含钪有机相，优选采用多级钪萃取处理。其中，通过预先利用浓硫酸对含钪镍钴氢氧化物进行熟化浸出处理，不仅可以在浓酸环境下使含钪镍钴氢氧化物充分溶解，而且还可以去除含钪镍钴氢氧化物原料中可能携带的絮凝剂，避免含钪镍钴氢氧化物原料在浸出工序中产生泡沫，这是由于采用湿法工艺从红土镍矿中回收镍钴时常会加入絮凝剂，进而导致制备得到的含钪镍钴氢氧化物产品中也含有大量絮凝剂，而絮凝剂的主要成分是聚丙烯酰胺(PAM)及其衍生物，高分子的絮凝剂会造成含钪镍钴氢氧化物原料在浸出工序中的加热阶段有泡沫产生，而浓硫酸具有强氧化性，可以破坏高分子使其变为小分子，从而达到去除絮凝剂和避免泡沫产生的效果。

根据本发明的一个具体实施例，在熟化浸出处理过程还可以进一步加入硫酸镍和/或硫酸钴溶液作为底液，发明人发现，含钪镍钴氢氧化物中通常存在有絮凝剂、硅、锰、铁、铝等杂质，通过在熟化浸出过程中进一步加入硫酸镍和/或硫酸钴溶液作为底液，不仅可以在浓酸环境下使含钪镍钴氢氧化物充分溶解，还可以提供高盐高酸环境，使溶液中的硅与含钪镍钴氢氧化物原料中的锰形成晶状体，从而不仅能够达到显著的脱硅效果，还不会引入外来杂质。

根据本发明的再一个具体实施例，本发明中含钪镍钴氢氧化物的来源并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。优选地，含钪镍钴氢氧化物可以为从红土镍矿中回收镍钴得到的，该含钪镍钴氢氧化物中杂质含量相对较少，且镍钴钪元素得到了有效富集，由此不仅可以进一步有利于提高最终提取的氧化钪的纯度和产率，而且获得的硫酸镍钴溶液还可以直接用于制备三元前驱体以回收镍钴。

根据本发明的再一个具体实施例，可以将钪萃取剂与有机溶剂混合后作为有机萃取剂使用，其中有机萃取剂的浓度可以为10～20wt％，由此可以进一步有利于钪萃取剂与含钪镍钴浸出液充分混合，从而能够进一步提高钪萃取处理的效率及效果，实现钪的充分提取。

根据本发明的又一个具体实施例，本发明中钪萃取剂的类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，钪萃取剂可以为选自中性含磷类萃取剂、有机胺萃取剂和有机酰胺萃取剂中的至少一种。再例如，中性含磷类萃取剂为磷酸三丁酯(TBP)和/或甲基磷酸二甲庚酯(P350)，有机胺萃取剂为选自伯胺萃取剂(N-1923)、三辛癸烷基叔胺(N235)和甲基三辛基氯化铵(N263)中的至少一种，有机酰胺萃取剂为羟基嘧啶(DAHP)，发明人通过多次试验发现，采用上述钪萃取剂可以进一步提高萃取效率及萃取效果。

根据本发明的又一个具体实施例，钪萃取处理可以为4～6级萃钪处理，有机萃取剂与含钪镍钴浸出液在混合澄清萃取箱内的流量之比可以为1：(10～25)，发明人发现，采用多级萃钪处理可以进一步提高钪的萃取率，并且当有机萃取剂与含钪镍钴浸出液的体积比过小或过大均会影响钪的萃取率，而当采用4～6级萃钪处理并控制有机萃取剂与含钪镍钴浸出液的体积比为1：(10～25)时，可以使钪的萃取率不低于99.6％；进一步地，有机萃取剂与含钪镍钴浸出液在混合澄清萃取箱内的流量之比可以优选为1：(10～20)，由此可以进一步确保钪的萃取率不低于99.9％。更优选地，当采用4～6级萃钪处理处理时，有机萃取剂可以含有15wt％的钪萃取剂，有机萃取剂与含钪镍钴浸出液在混合澄清萃取箱内的流量之比可以为1：(14～16)，由此可以使钪的萃取率高达99.9％以上。

反萃处理

根据本发明的实施例，利用洗涤剂对含钪有机相进行逆流洗涤，以便得到洗涤液和纯化后的含钪有机相；利用第一反萃剂对纯化后的含钪有机相进行第一逆流反萃处理，以便得到第一含钪反萃液和第一反萃有机相；利用第二反萃剂对第一反萃有机相进行第二逆流反萃处理，以便得到第二含钪反萃液和第二反萃有机相。本发明中通过预先对含钪有机相进行逆流洗涤纯化，再进行两级反萃处理，可以进一步有利于使钪与有机相充分分离。

根据本发明的一个具体实施例，本发明中洗涤剂的类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，洗涤剂可以为选自H₂SO₄溶液、HCl溶液、HNO₃溶液、Na₂SO₄溶液、NaCl溶液、NH₄Cl溶液、(NH₄)₂SO₄溶液、H₂O₂溶液和EDTA溶液中至少一种，其中洗涤剂溶液的浓度可以为15～40g/L，由此可以更有利于洗涤剂与含钪有机相充分接触并确保洗涤效果。

根据本发明的再一个具体实施例，逆流洗涤可以为8～10级逆流洗涤，由此不仅可以充分去除含钪有机相中的杂质Ni、Co、Mn、Fe、Cu、Mg、Zn、Cr、Si、Al、Ti、稀土等元素，还可以确保钪的洗脱率不高于10％，由此可以进一步有利于提高最终制备得到的氧化钪的纯度；进一步地，发明人发现，对含钪有机相进行8～10级逆流洗涤时，通过控制含钪有机相与洗涤液在混合澄清萃取箱内的流量之比为(15-25):(5-6)，例如控制为3:1或4:1等，可以进一步提高对含钪有机相的纯化效果，使含钪有机相中的杂质Ni、Co、Mn、Fe、Cu、Mg、Zn、Cr、Si、Al、Ti、稀土等元素的洗脱率可以达到99.99％以上，而钪则保持在有机相中且钪的洗脱率不高于10％。

根据本发明的又一个具体实施例，第一反萃剂可以为选自H₂SO₄溶液、HCl溶液和HNO₃溶液中的至少一种，其中第一反萃剂的浓度可以为20～100g/L。发明人发现，通过控制第一反萃剂为上述浓度，可以使纯化后的含钪有机相中的钪被反萃下来，而微量的锆和钍则保留在有机相中，由此可以进一步提高第一含钪反萃液的纯度，进而能够获得纯度为99.99％的氧化钪。

根据本发明的又一个具体实施例，第一逆流反萃处理可以为6～8级逆流反萃，由此可以进一步提高钪的反萃率；进一步地，发明人发现，对纯化后的含钪有机相进行6～8级逆流反萃时，通过控制纯化后的含钪有机相与第一反萃剂在混合澄清萃取箱内的流量之比为(15-25):(5-6)，例如控制为3:1或4:1时，可以进一步提高钪的反萃率，使第一反萃处理的钪反萃率可以达到50％以上，同时确保获得的第一含钪反萃液具有较高的纯度。

根据本发明的又一个具体实施例，第二反萃剂可以为选自H₂SO₄溶液、HCl溶液和HNO₃溶液中的至少一种，其中第二反萃剂的浓度可以为30～200g/L，由此可以进一步提高对第一反萃有机相中钪的反萃能力，使有机相中的钪被充分反萃下来，此过程中有机相中微量的锆和钍也会有一部分被反萃下来，得到钪含量更高且含有微量锆和钍的第二含钪反萃液。优选地，第二反萃剂的浓度可以大于第一反萃剂的浓度，发明人发现，可以预先选用小浓度的反萃剂对纯化有机相进行第一反萃处理，确保纯化后的含钪有机相中的钪被反萃下来而微量的锆和钍则保留在有机相中，避免微量的锆和钍对最终提取的氧化钪纯度的负面影响，从而能够得到纯度为99.99％的氧化钪；然后再利用大浓度的反萃剂对第一反萃有机相进行第二反萃处理，使剩余在有机相中的钪被充分反萃下来，实现钪的充分回收，由此不仅可以确保钪的回收率，还可以获得纯度为99.9％的氧化钪。

根据本发明的又一个具体实施例，第二逆流反萃处理可以为6～8级逆流反萃，由此可以进一步提高钪的反萃率；进一步地，发明人发现，对第一反萃有机相进行6～8级逆流反萃时，通过控制第一反萃有机相与第二反萃剂在混合澄清萃取箱内的流量之比为(15-25):(4-5)，例如控制为9:2或4:1时，可以进一步提高钪的反萃率，使反萃率可高达99.5％，由此可以进一步提高钪的提取率。

沉钪及煅烧

根据本发明的实施例，利用草酸分别对第一含钪反萃液和第二含钪反萃液进行沉钪处理，以便得到草酸钪沉淀；对草酸钪沉淀进行煅烧处理，以便得到氧化钪。其中，利用草酸对第一含钪反萃液进行沉钪处理后再进行煅烧，可以得到纯度为99.99％的氧化钪；利用草酸对第二含钪反萃液进行沉钪处理后再进行煅烧，可以得到纯度为99.9％的氧化钪，这是由于第一含钪反萃液中几乎不含锆和钍，而第二含钪反萃液中含有微量锆和钍导致的。

根据本发明的一个具体实施例，如图2所示，进行沉钪处理之前可以进一步包括：分别对第一含钪反萃液和第二含钪反萃液进行除油处理，发明人发现，在萃取和反萃取中均可能导致油相进入反萃液中，而在进行沉钪处理之前预先对反萃液进行除油处理，可以避免油类有机物对氧化钪质量的影响。

根据本发明的再一个具体实施例，沉钪处理的温度可以优选为90℃，由此可以进一步提高沉钪处理的效率及效果；进一步地，并且可以优选浓度为100～300g/L的草酸溶液对反萃液进行沉钪处理，由此不仅更有利于草酸与反萃液均匀混合，还可以避免草酸固体对沉钪终点观察的干扰，可以向反萃液中加入草酸溶液直至不再产生沉淀为止。

根据本发明的又一个具体实施例，煅烧处理可以在700～900摄氏度下保温2～4小时完成的。由此可以进一步确保氧化钪煅烧完全。

根据本发明的又一个具体实施例，从含钪镍钴氢氧化物中短流程提取高纯氧化钪的方法可以进一步包括：利用再生剂对第二反萃有机相进行再生处理，并将得到再生有机萃取剂回用于钪萃取处理过程中，由此可以进一步有利于提高萃取剂的利用率。优选地，再生处理可以为6～8级逆流反萃处理，第二反萃有机相与再生剂在混合澄清萃取箱内的流量之比可以为(15-25):(4-5)，例如可以为9:2或4:1等，由此可以确保第二反萃有机相中负载的微量钪、锆和钍被充分洗脱进入水相中。其中，再生剂可以为选自HCl溶液、HNO₃溶液、NaHCO₃溶液、Na₂CO₃溶液和NH₄HCO₃溶液中的至少一种，再生剂的浓度可以为100～250g/L，由此可以进一步提高对第二反萃有机相再生效果。

综上所述，根据本发明上述实施例的从含钪镍钴氢氧化物中短流程提取高纯氧化钪的方法，通过预先利用浓硫酸对含钪镍钴氢氧化物进行熟化浸出处理，不仅可以在浓酸环境下使含钪镍钴氢氧化物充分溶解，而且还可以去除含钪镍钴氢氧化物原料中可能携带的絮凝剂，避免含钪镍钴氢氧化物原料在浸出工序中产生泡沫；进一步地，通过依次对含钪镍钴浸出液进行钪萃取处理、逆流洗涤和第一逆流反萃处理，然后利用草酸对第一含钪反萃液进行沉钪处理和煅烧处理，可以得到纯度为99.99％的氧化钪，而通过进一步对第一反萃有机相进行第二逆流反萃处理，并利用草酸对第二含钪反萃液进行沉钪处理和煅烧处理，可以得到纯度为99.9％的氧化钪，由此可以实现含钪镍钴氢氧化物中钪的充分提取及提纯。综上，该方法不仅工艺简单，操作流程短，而且设备投入少，生产成本低，还可以获得纯度为99.99％的氧化钪，从而能够满足固体氧化物燃料电池、高纯金属钪、激光材料等的要求。

下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。

实施例1

下述实施例所用红土镍矿转型产出的含钪氢氧化镍钴原料的成分如表1所示。

表1氢氧化镍钴原料的组分(％)

成分	Ni	Co	Mn	Fe	Cu	Mg	Zn	Cr	Si	Al	Sc	H<sub>2</sub>O
													含量	40.21	3.67	5.42	0.34	0.122	1.75	0.733	0.002	0.078	0.67	0.044	57

取pH值为1.0～2.0的硫酸镍溶液100mL做底液，加入质量浓度为93％的工业浓硫酸180mL，之后放入80℃热水浴中(起保温作用，不起加热作用)搅拌；加入1100g含钪氢氧化镍钴原料在高酸环境中进行熟化浸出，反应时间1.5h，得到熟化浸出液。熟化浸出后含钪镍钴溶液化学成分如表2所示。

表2熟化浸出后含钪镍钴溶液化学成分(g/L)

取表2熟化浸出后的含钪镍钴浸出液，用H₂SO₄进行pH值调节，控制其pH值在0.1-2.0之间。按照有机萃取剂与含钪镍钴浸出液在混合澄清萃取箱内的流量之比为1:20，加入钪萃取剂浓度为15wt％的有机萃取剂，进行4级萃取，得到含钪有机相。各元素的萃取率见表3。

表3实施例1含钪有机相中各元素的萃取率(％)

元素	Ni	Co	Mn	Fe	Cu	Mg	Zn	Cr	Si	Al	Sc
												萃取率	1.0	0.2	0.25	5.0	0.15	0.1	0.2	0.2	1.0	0.3	99.9

从表3可以看出杂质萃取率低，钪萃取率高，从而与钪分离，使钪得到有效回收。

实施例2

与实施例1的区别在于，有机萃取剂与含钪镍钴浸出液在混合澄清萃取箱内的流量之比为1:15。各元素的萃取率见表4。

表4实施例2含钪有机相中各元素的萃取率(％)

元素	Ni	Co	Mn	Fe	Cu	Mg	Zn	Cr	Si	Al	Sc
												萃取率	1.5	0.25	0.3	7	0.2	0.11	0.26	0.22	1.3	0.35	＞99.9

实施例3

与实施例1的区别在于，有机萃取剂与含钪镍钴浸出液在混合澄清萃取箱内的流量之比为1:25。各元素的萃取率见表4。

表5实施例3含钪有机相中各元素的萃取率(％)

元素	Ni	Co	Mn	Fe	Cu	Mg	Zn	Cr	Si	Al	Sc
												萃取率	0.8	0.14	0.21	3.7	0.11	0.1	0.15	0.19	0.85	0.26	99.6

对比实施例1～3可知，在相同条件下，当有机萃取剂与含钪镍钴浸出液在混合澄清萃取箱内的流量之比为1:15时钪的萃取率更高，不低于99％。

实施例4

取实施例2所得的含钪有机相，按照有机相：水相＝3:1，用浓度为30g/L的洗涤剂进行8级逆流洗涤，混合室体积为1L，混合澄清萃取箱中含钪有机相流量为18L/h，洗涤剂流量为6L/h，含钪有机相中杂质Ni、Co、Mn、Fe、Cu、Mg、Zn、Cr、Si、Al、Ti、稀土等元素洗脱率大于99.99％，钪保持在有机相中，钪洗脱率小于10％，钪与杂质分离并被富集于含钪有机相。

将上述纯化后的含钪有机相，按照有机相：水相＝3:1，加入浓度为60g/L的第一反萃剂进行6级逆流反萃，混合室体积为1L，混合澄清萃取箱中纯化后的含钪有机相流量为18L/h，第一反萃剂流量为6L/h，得到钪含量为4g/L的第一含钪反萃液。纯化后的含钪有机相中50％的钪被反萃下来，微量锆和钍保留在第一反萃有机相中。取第一含钪反萃液20L进行除油，然后加热至90℃，再向其中加入浓度为200g/L的草酸溶液，生成草酸钪沉淀。将沉淀过滤、洗涤后在880℃下煅烧3h，得到118g纯度为99.99％的氧化钪。

取第一反萃有机相，按照有机相：水相＝9:2，加入浓度为100g/L的第二反萃剂进行6级逆流反萃，混合室体积为1L，混合澄清萃取箱中第一反萃有机相流量为18L/h，第二反萃剂流量为4L/h，得到含钪量为6g/L的第二含钪反萃液。第一反萃有机相中的钪被反萃99.5％，微量锆和钍部分被反萃下来。取第二含钪反萃液20L进行除油，然后加热至90℃，再向其中加入浓度为200g/L的草酸溶液，生成草酸钪沉淀。将沉淀过滤、洗涤后在880℃下煅烧3h，得到177g纯度为99.9％的氧化钪。取第二反萃有机相，按照有机相：水相＝9:2，加入浓度为250g/L的再生剂溶液进行6级逆流反萃，混合室体积为1L，混合澄清萃取箱中第二反萃有机相流量为18L/h，再生剂流量为4L/h，有机相中负载微量钪和、锆、钍被洗脱进入水相，有机相得到再生后循环使用。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种从含钪镍钴氢氧化物中短流程提取高纯氧化钪的方法，其特征在于，包括：

(7)对所述草酸钪沉淀进行煅烧处理，以便得到氧化钪。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含钪镍钴氢氧化物为从红土镍矿中回收镍钴得到的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述有机萃取剂是将钪萃取剂与有机溶剂混合得到的，所述有机萃取剂的浓度为10～20wt％，

任选地，所述钪萃取处理为4～6级萃钪处理，所述有机萃取剂与所述含钪镍钴浸出液在混合澄清萃取箱内的流量之比为1：(10～25)，

任选地，所述钪萃取剂为选自中性含磷类萃取剂、有机胺萃取剂和有机酰胺萃取剂中的至少一种，

任选地，所述中性含磷类萃取剂为磷酸三丁酯TBP和/或甲基磷酸二甲庚酯，所述有机胺萃取剂为选自伯胺萃取剂、三辛癸烷基叔胺和甲基三辛基氯化铵中的至少一种，所述有机酰胺萃取剂为羟基嘧啶DAHP。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述逆流洗涤为8～10级逆流洗涤，所述含钪有机相与所述洗涤液在混合澄清萃取箱内的流量之比为(15-25):(5-6)，

任选地，所述洗涤剂为选自H₂SO₄溶液、HCl溶液、HNO₃溶液、Na₂SO₄溶液、NaCl溶液、NH₄Cl溶液、(NH₄)₂SO₄溶液、H₂O₂溶液和EDTA溶液中至少一种，所述洗涤剂溶液的浓度为15～40g/L。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述第一逆流反萃处理为6～8级逆流反萃，所述纯化后的含钪有机相与所述第一反萃剂在混合澄清萃取箱内的流量之比为(15-25):(5-6)，

任选地，所述第一反萃剂为选自H₂SO₄溶液、HCl溶液和HNO₃溶液中的至少一种，所述第一反萃剂的浓度为20～100g/L。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述第二逆流反萃处理为6～8级逆流反萃，所述第一反萃有机相与所述第二反萃剂在混合澄清萃取箱内的流量之比为(15-25):(4-5)，

任选地，所述第二反萃剂为选自H₂SO₄溶液、HCl溶液和HNO₃溶液中的至少一种，所述第二反萃剂的浓度为30～200g/L，

任选地，所述第二反萃剂的浓度大于所述第一反萃剂的浓度。

7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，步骤(6)中，进行所述沉钪处理之前进一步包括：分别对所述第一含钪反萃液和所述第二含钪反萃液进行除油处理，

任选地，所述沉钪处理的温度为90℃，利用浓度为100～300g/L的草酸溶液进行所述沉钪处理。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(7)中，所述煅烧处理是在700～900摄氏度下保温2～4小时完成的。

9.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于，进一步包括：

(8)利用再生剂对所述第二反萃有机相进行再生处理，并将得到再生有机萃取剂回用于步骤(2)中。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(8)中，所述再生处理为6～8级逆流反萃处理，所述第二反萃有机相与所述再生剂在混合澄清萃取箱内的流量之比为(15-25):(4-5)，

任选地，所述再生剂为选自HCl溶液、HNO₃溶液、NaHCO₃溶液、Na₂CO₃溶液和NH₄HCO₃溶液中的至少一种，所述再生剂的浓度为100～250g/L。