CN113184892B - 一种由粗制氢氧化钪制备超高纯氧化钪方法 - Google Patents

一种由粗制氢氧化钪制备超高纯氧化钪方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113184892B
CN113184892B CN202110463591.6A CN202110463591A CN113184892B CN 113184892 B CN113184892 B CN 113184892B CN 202110463591 A CN202110463591 A CN 202110463591A CN 113184892 B CN113184892 B CN 113184892B
Authority
CN
China
Prior art keywords
scandium
solution
hydroxide
purity
solid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110463591.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113184892A (zh
Inventor
常雪洁
李娜
张君涛
孙杰锋
王雪桂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wanhua Chemical Yantai Battery Material Technology Co ltd
Original Assignee
Wanhua Chemical Yantai Battery Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wanhua Chemical Yantai Battery Material Technology Co ltd filed Critical Wanhua Chemical Yantai Battery Material Technology Co ltd
Priority to CN202110463591.6A priority Critical patent/CN113184892B/zh
Publication of CN113184892A publication Critical patent/CN113184892A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113184892B publication Critical patent/CN113184892B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00—Compounds of rare earth metals
    • C01F17/10—Preparation or treatment, e.g. separation or purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00—Compounds of rare earth metals
    • C01F17/10—Preparation or treatment, e.g. separation or purification
    • C01F17/17—Preparation or treatment, e.g. separation or purification involving a liquid-liquid extraction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00—Compounds of rare earth metals
    • C01F17/20—Compounds containing only rare earth metals as the metal element
    • C01F17/206—Compounds containing only rare earth metals as the metal element oxide or hydroxide being the only anion
    • C01F17/212—Scandium oxides or hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明提供了一种由粗制氢氧化钪制备超高纯氧化钪方法，属于分离纯化技术领域。本发明将粗制氢氧化钪与硫酸溶液混合，能够初步去除粗制氢氧化钪中的不溶杂质，并将氢氧化钪和剩余杂质转化为含钪硫酸盐溶液；本发明通过加入可溶性硫酸盐，利用钪元素类似稀土的性质，能够与钠和/或铵离子形成含钪复盐，从而将钪元素分离出来，初步去除Fe、Si、Ni、Ca杂质。本发明将含钪复盐与碱液混合，得到氢氧化钪沉淀，从而将钪元素与钠和/或铵分离。本发明通过复合萃取剂的萃取过程，将钪的伴生元素Th、Ti、U、Zr分离出去得到纯化氯化钪溶液，经加草酸转化为草酸钪沉淀后，通过焙烧的方式得到99.999％超高纯氧化钪。

Description

一种由粗制氢氧化钪制备超高纯氧化钪方法
技术领域
本发明涉及分离纯化技术领域，特别涉及一种由粗制氢氧化钪制备超高纯氧化钪方法。
背景技术
钪是一种稀散元素，它具有高熔点、高生成热、低蒸气压、多晶转变温度高等特征，在航空、催化、激光、电子、核能、光学等材料方面有广泛的应用。在核能领域，因氧化钪有较好的韧性、较高的强度、较大的优良力学性能，能承受高空、高温、等离子和铯蒸汽腐蚀等恶劣环境，因此，氧化钪可作为核反应堆的材料。然而核用材料对氧化钪的纯度要求非常高，往往要求纯度需要达到99.999％或者更高。
在粗制氢氧化钪以及许多钪产品中，如氯化钪、氧化钪中存在多种过渡金属杂质，如Th、Ti、U、Zr、Fe等，这些杂质与钪性质接近，很难彻底去除，大大的制约钪产品纯度的提升。
现有的高纯氧化钪的制备方法，如专利201110186520.2，公开了一种采用盐酸溶解、过滤、氨水沉淀、纯水漂洗、过滤、再次盐酸溶解、过滤、氨水沉淀、滤饼再次盐酸溶解、过滤、草酸沉淀、纯水漂洗、烘干、煅烧，得到氧化钪的纯度仅为99.98％，产品中仍含有较多杂质元素。
再如专利号为201811143122.0，发明名称为“提取氧化钪的方法”的中国专利公开了一种氧化钪的提取方法，利用有机羧酸萃取剂进行钪萃取，得到含钪有机相，向含钪有机相中加入KOH或NaOH进行反萃取，液液分离得到钪络阴离子溶液和空载有机相，向钪络阴离子溶液中加盐酸调节酸度，生成Sc(OH)3沉淀，煅烧后得到粗制氧化钪，之后用盐酸洗涤去除杂质得到氧化钪，其对钪的提取率可以达到80％以上，但该方法同样存在杂质元素分离不彻底，特别是对钪伴生元素Th、Ti、U、Zr等不能有效分离的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种由粗制氢氧化钪制备超高纯氧化钪方法。本发明提供的方法能够有效去除钪的伴生元素，所得氧化钪的纯度能够达到99.999％。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种用于制备超高纯氧化钪的试剂盒，包括硫酸、可溶性硫酸盐、碱、盐酸、草酸、萃取剂；
所述可溶性硫酸盐为硫酸钠和/或硫酸铵；
所述萃取剂为2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯、二-(2-乙基己基)膦酸、甲基膦酸二甲庚酯和三辛癸烷基叔胺中的多种。
本发明提供了一种由粗制氢氧化钪制备超高纯氧化钪方法，包括以下步骤：
(1)将粗制氢氧化钪与硫酸溶液混合，固液分离后得到含钪硫酸盐溶液；
(2)将所述含钪硫酸盐溶液与可溶性硫酸盐混合进行复盐沉淀，固液分离得到含钪复盐固体；所述可溶性硫酸盐为硫酸钠和/或硫酸铵；
(3)将所述含钪复盐固体与碱液混合进行碱转化，得到氢氧化钪沉淀；
(4)将所述氢氧化钪沉淀与第一盐酸溶液混合，得到氯化钪溶液；
(5)使用多种萃取剂分别对所述氯化钪溶液进行萃取，得到水相和油相；
所述多种萃取剂为2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯、二-(2-乙基己基)膦酸、甲基膦酸二甲庚酯和三辛癸烷基叔胺中的多种；
使用第二盐酸溶液对所述油相进行反萃，将得到的盐酸溶液相与所述水相合并，得到纯化氯化钪溶液；
(6)将所述纯化氯化钪溶液加热至≥70℃，与草酸溶液混合进行沉淀反应，固液分离得到草酸钪固体；
(7)对所述草酸钪固体进行煅烧，得到超高纯氧化钪，所述超高纯氧化钪的纯度≥99.999％。
优选的，所述步骤(1)中硫酸溶液的浓度为100～300g/L，所述粗制氢氧化钪的质量与硫酸溶液的体积比为1g：3～8mL。
优选的，所述步骤(2)中可溶性硫酸盐的质量与步骤(1)中粗制氢氧化钪的质量比为1～5:1；
所述复盐沉淀的温度为20～70℃，时间为2～8h。
优选的，所述步骤(3)中的碱液为氨水或氢氧化钠溶液；
含钪复盐固体与碱液混合所得混合液的pH值≥6；所述碱转化的时间为4～8h。
优选的，所述步骤(4)中第一盐酸溶液的浓度为10～20wt％，所述氯化钪溶液的pH值为0.5～1.0。
优选的，所述步骤(5)中每种萃取剂的萃取的级数独立为5～15级，每种萃取剂萃取时得到的油相与水相的体积比为独立1～5：1，萃取温度独立为20～50℃；
所述步骤(5)中第二盐酸的浓度为5～20wt％。
优选的，所述步骤(6)中草酸溶液的浓度为10～20wt％。
优选的，所述步骤(7)中煅烧的温度为600～800℃，时间为2～4h。
优选的，所述粗制氢氧化钪的含钪量为25～35wt％，所述粗制氢氧化钪中还包括Fe、Si、Ni、Na、Ca、Th、Ti、U和Zr元素中的一种或多种。
本发明提供了一种用于制备超高纯氧化钪的试剂盒，包括硫酸溶液、可溶性硫酸盐、碱液、盐酸溶液、草酸溶液、萃取剂；所述可溶性硫酸盐为硫酸钠和/或硫酸铵；所述萃取剂为2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯、二-(2-乙基己基)膦酸、甲基膦酸二甲庚酯和三辛癸烷基叔胺中的多种。此试剂盒能够用于制备99.999％超高纯氧化钪。
本发明提供了一种由粗制氢氧化钪制备超高纯氧化钪方法，本发明将粗制氢氧化钪与硫酸溶液混合，能够初步去除粗制氢氧化钪中的不溶杂质，并将氢氧化钪和剩余杂质转化为含钪硫酸盐溶液；向含钪硫酸盐溶液中加入硫酸钠和/或硫酸铵，利用钪元素类似稀土的性质，能够与钠和/或铵离子形成钪钠复盐、钪铵复盐或钪钠铵复盐沉淀，从而将钪元素从含钪硫酸盐溶液中分离出来，初步去除Fe、Si、Ni、Ca杂质；本发明通过碱转化，将含钪复盐中的钪转化为氢氧化钪沉淀，从而将钪元素与钠和/或铵分离；本发明利用第一盐酸溶液将氢氧化钪沉淀转化为氯化钪溶液，通过多种萃取剂的联合萃取过程，将钪的伴生元素Th、Ti、U、Zr分离出去，并深度去除Fe、Si、Ni、Ca杂质，得到纯化氯化钪溶液，经加草酸转化为草酸钪沉淀后，煅烧得到99.999％超高纯氧化钪。实施例结果表明，本发明提供的方法所得超高纯氧化钪能够得到符合99.999％标准的超高纯氧化钪产品。
同时，本发明采用硫酸酸浸+复盐沉淀+碱转化+盐酸溶解+多种萃取剂萃取+草酸沉淀+煅烧的方式，操作过程简单，成本低廉。
具体实施方式
本发明提供了一种用于制备超高纯氧化钪的试剂盒，包括硫酸溶液、可溶性硫酸盐、碱液、盐酸溶液、草酸溶液、萃取剂；
所述可溶性硫酸盐为硫酸钠和/或硫酸铵；
所述萃取剂为2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯、二-(2-乙基己基)膦酸、甲基膦酸二甲庚酯和三辛癸烷基叔胺中的多种。
在本发明中，所述硫酸溶液的浓度优选为100～300g/L，更优选为150～260g/L。
在本发明中，所述碱液优选为氢氧化钠溶液或氨水。在本发明中，所述氨水的浓度优选为25wt％；所述氢氧化钠溶液的浓度优选为20～40wt％，更优选为25～35wt％。
在本发明中，所述盐酸溶液包括第一盐酸溶液和第二盐酸溶液，所述第一盐酸溶液的浓度优选为10～20wt％，更优选为15～18wt％；所述第二盐酸溶液的浓度优选为5～20wt％，更优选为10～15wt％。
在本发明中，所述草酸溶液的浓度优选为10～20wt％，更优选为12～16wt％。
本发明提供了一种由粗制氢氧化钪制备超高纯氧化钪方法，包括以下步骤：
(1)将粗制氢氧化钪与硫酸溶液混合，固液分离后得到含钪硫酸盐溶液；
(2)将所述含钪硫酸盐溶液与可溶性硫酸盐混合进行复盐沉淀，固液分离得到含钪复盐固体；所述可溶性硫酸盐为硫酸钠和/或硫酸铵；
(3)将所述含钪复盐固体与碱液混合进行碱转化，得到氢氧化钪沉淀；
(4)将所述氢氧化钪沉淀与第一盐酸溶液混合，得到氯化钪溶液；
(5)使用多种萃取剂分别对所述氯化钪溶液进行萃取，得到水相和油相；
所述多种萃取剂为2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯、二-(2-乙基己基)膦酸、甲基膦酸二甲庚酯和三辛癸烷基叔胺中的多种；
使用第二盐酸溶液对所述油相进行反萃，将得到的盐酸溶液相与所述水相合并，得到纯化氯化钪溶液；
(6)将所述纯化氯化钪溶液加热至≥70℃，与草酸溶液混合进行沉淀反应，固液分离得到草酸钪固体；
(7)对所述草酸钪固体进行煅烧，得到超高纯氧化钪，所述超高纯氧化钪的纯度≥99.999％。
本发明将粗制氢氧化钪与硫酸溶液混合，固液分离后得到含钪硫酸盐溶液。本发明对所述粗制氢氧化钪的来源没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的粗制氢氧化钪即可。在本发明中，所述粗制氢氧化钪的含钪量优选为25～35wt％，更优选为28～32wt％；所述粗制氢氧化钪中还包括Fe、Si、Ni、Na、Ca、Th、Ti、U和Zr元素中的一种或多种；本发明对所述粗制氢氧化钪中的Fe、Si、Ni、Na、Ca、Th、Ti、U和Zr元素的含量没有特殊的要求。
在本发明中，所述硫酸溶液的浓度优选为100～300g/L，更优选为150～260g/L。在本发明中，所述粗制氢氧化钪的质量与硫酸溶液的体积比优选为1g～3～8mL，更优选为1g：4mL。本发明对所述混合的方式没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的混合方式即可，具体的如搅拌混合。在本发明中，所述混合的时间优选为4～8h，更优选为5～6h。在本发明中，所述固液分离的方式优选为过滤。在本发明中，所述含钪酸盐溶液的酸度优选为0.5～3mol/L，更优选为1～2mol/L。本发明通过将粗制氢氧化钪与硫酸溶液混合，能够去除粗制氢氧化钪中不溶于硫酸的杂质。
得到所述含钪酸盐溶液后，本发明将所述含钪硫酸盐溶液与可溶性硫酸盐混合进行复盐沉淀，固液分离得到含钪复盐固体；所述可溶性硫酸盐为硫酸钠和/或硫酸铵；所述可溶性硫酸盐为硫酸钠和/或硫酸铵。在本发明中，所述可溶性硫酸盐的质量与步骤(1)中粗制氢氧化钪的质量比优选为1～5:1，更优选为2～4:1，进一步优选为3:1。在本发明中，所述复盐沉淀的温度优选为20～70℃，更优选为30～60℃，进一步优选为40～50℃；所述复盐沉淀的时间优选为2～8h，更优选为3～7h，进一步优选为4～5h。在本发明中，所述固液分离的方式优选为过滤。本发明通过所述复盐沉淀，利用钪元素类似稀土的性质，能够与钠和/或铵离子形成钪钠复盐、钪铵复盐或钪钠铵复盐沉淀，从而将钪元素从含钪硫酸盐溶液中分离出来，初步去除Fe、Si、Ni、Ca杂质。
得到所述含钪复盐固体后，本发明将所述含钪复盐固体与碱液混合进行碱转化，得到氢氧化钪沉淀。在本发明中，所述碱液优选为氢氧化钠溶液或氨水。在本发明中，所述氨水的浓度优选为25wt％。优选的，本发明先将所述含钪复盐固体与水混合，再加入碱液。所述含钪复盐固体与碱液混合后，所得混合液的pH值优选≥6，更优选为6～8。在本发明中，所述碱转化的时间优选为4～8h，更优选为5～6h。本发明通过碱转化，得到氢氧化钪沉淀，从而将钪元素与钠和/或铵分离。
得到所述氢氧化钪沉淀后，本发明将所述氢氧化钪沉淀与第一盐酸溶液混合，得到氯化钪溶液。在本发明中，所述第一盐酸溶液的浓度优选为10～20wt％，更优选为15～18wt％；所述氯化钪溶液的pH值优选为0.5～1.0，更优选为0.6～0.8。本发明对所述混合的方式没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的混合方式即可，具体的如搅拌混合。在本发明中，所述混合的时间优≥2h，更优选为2～4h。
得到所述氯化钪溶液后，本发明使用多种萃取剂分别对所述氯化钪溶液进行萃取，得到水相和油相。在本发明中，所述多种萃取剂为2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯(P507)、二-(2-乙基己基)膦酸(P204)、甲基膦酸二甲庚酯(P350)和三辛癸烷基叔胺(N235)中的多种。在本发明中，所述多种萃取剂优选依次为三辛癸烷基叔胺和2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯，或优选依次为三辛癸烷基叔胺和二-(2-乙基己基)膦酸，或优选依次为三辛癸烷基叔胺和甲基膦酸二甲庚酯。在本发明中，每种萃取剂的萃取的级数独立优选为5～15级，更优选为5～10级；每种萃取剂萃取时油相与水相的体积比优选为独立1～5：1，更优选独立为2～4：1；在本发明中，每次萃取时萃取温度独立优选为20～50℃，更优选为30～40℃。
所述萃取后，本发明使用第二盐酸溶液对所述油相进行反萃，将得到的盐酸溶液相与所述水相合并，得到纯化氯化钪溶液。在本发明中，所述第二盐酸溶液的浓度优选为5～20wt％，更优选为10～15wt％。本发明通过多种萃取剂的联合萃取过程，将钪的伴生元素Th、Ti、U、Zr分离出去，得到纯化氯化钪溶液。
得到所述纯化氯化钪溶液后，本发明将所述纯化钪溶液加热至≥70℃，加入草酸溶液进行沉淀反应，固液分离后得到草酸钪固体。在本发明中，所述草酸溶液的浓度优选为10～20wt％，更优选为12～16wt％。在本发明中，所述草酸溶液与氯化钪溶液的体积比优选为1：3～5，更优选为1:4。在本发明中，所述沉淀反应的时间优选为2～6h。
在本发明中，所述固液分离的方式优选为过滤。所述过滤后，本发明优选对所得固体进行洗涤，所述洗涤用洗涤剂优选为水或盐酸溶液，更优选为盐酸溶液。
得到所述草酸钪固体后，本发明对所述草酸钪固体进行煅烧，得到超高纯氧化钪，所述超高纯氧化钪的纯度≥99.999％。在本发明中，所述煅烧的温度优选为600～800℃，更优选为650～750℃，进一步优选为700℃；所述煅烧的时间优选为2～4h，更优选为3h。本发明通过所述煅烧，使草酸钪转化为超高纯氧化钪。
下面结合实施例对本发明提供的由粗制氢氧化钪制备超高纯氧化钪方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
本发明实施例中粗制氢氧化钪的成分为：钪：33.22％，钴：0.12％，镍：0.026％，铜：0.014％，铁：0.40％，锰：0.024，钙：0.039％，镁：0.14％，钠：9.96％，铅：0.0066％，锌：0.0081％，锆：0.01％，钛：0.04％，钍：0.01％。
实施例1
(1)将1kg粗制氢氧化钪置于反应容器中，加入4L浓度为400g/L的硫酸，常温下反应4h，过滤，得到含钪硫酸盐溶液；
(2)向所述含钪硫酸盐溶液中加入2kg硫酸钠，在60℃下沉淀反应5h，过滤后得到含钪复盐固体；
(3)将含钪复盐固体溶于水中，加入纯水的量与复盐的液固比为5：1，之后加入浓度为25wt％的氨水溶液，控制终点pH值为6，反应6h，得到白色氢氧化钪沉淀；
(4)向所述氢氧化钪溶液中加入3L浓度为10wt％的盐酸溶液，反应2h，得到氯化钪溶液；
(5)依次采用三辛癸烷基叔胺(N235)和2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯(P507)萃取剂对氯化钪溶液进行萃取，N235萃取级数为5级，O/A＝1，萃取温度为25℃；P507萃取级数为10级，O/A＝5:1，萃取温度为25℃，得到油相和水相；
以10wt％的盐酸为反萃液进行反萃取，与上述水相合并后得到纯净的氯化钪溶液；
(6)将所述纯化氯化钪溶液加热至70℃，加入2.7L浓度为20wt％的草酸溶液进行沉淀反应，固液分离后得到草酸钪固体；
(7)将所述草酸钪固体置于马弗炉中，在800℃下煅烧3h，得到高纯氧化钪。
所得高纯氧化钪的成分检测结果和检测方法如表1所示。
表1高纯氧化钪的成分检测结果和检测方法
Figure BDA0003037357990000081
Figure BDA0003037357990000091
由表1可以看出，本发明所得高纯氧化钪纯度能够满足99.9995％标准。
我在此处没有写U是因为高纯氧化钪的标准中没有这一指标，但是在产品销售端，有客户是需要提供这个含量数据的，所以在前面才写上这种方法可以除去U，产品中U含量很低，但是没有检测数据。
实施例2
(1)将1kg粗制氢氧化钪置于反应容器中，加入4L浓度为400g/L的硫酸，常温下反应5h，过滤，得到含钪硫酸盐溶液；
(2)向所述含钪硫酸盐溶液中加入3kg硫酸钠，在70℃下沉淀反应6h，过滤后得到含钪复盐固体；
(3)将含钪复盐固体溶于水中，加入纯水的量与复盐的液固比为5：1，之后加入浓度为25wt％的氢氧化钠溶液，控制终点pH值为6，反应6h，得到白色氢氧化钪沉淀；
(4)向所述氢氧化钪溶液中加入3L浓度为10wt％的盐酸溶液，反应3h，得到氯化钪溶液；
(5)依次采用三辛癸烷基叔胺(N235)和二-(2-乙基己基)膦酸(P204)萃取除杂，N235萃取级数为7级，O/A＝2:1，萃取温度为30℃；P204萃取级数为8级，O/A＝3:1，萃取温度为40℃，得到油相和水相；
以20wt％的盐酸为反萃液进行反萃取，与上述水相合并后得到纯净的氯化钪溶液；
(6)将所述纯化氯化钪溶液加热至80℃，加入2.7L浓度为10wt％的草酸溶液进行沉淀反应，固液分离后得到草酸钪固体；
(7)将所述草酸钪固体置于马弗炉中，在600℃下煅烧2h，得到高纯氧化钪。
所得高纯氧化钪的成分检测结果和检测方法如表2所示。
表2高纯氧化钪的成分检测结果和检测方法
Figure BDA0003037357990000101
由表2可以看出，本发明所得高纯氧化钪纯度能够满足99.999％标准。
实施例3
(1)将1kg粗制氢氧化钪置于反应容器中，加入4L浓度为400g/L的硫酸，常温下反应5h，过滤，得到含钪硫酸盐溶液；
(2)向所述含钪硫酸盐溶液中加入4kg硫酸钠，在80℃下沉淀反应6h，过滤后得到含钪复盐固体；
(3)将含钪复盐固体溶于水中，加入纯水的量与复盐的液固比为5：1，之后加入浓度为25wt％的氨水溶液，控制终点pH值为7，反应6h，得到白色氢氧化钪沉淀；
(4)向所述氢氧化钪溶液中加入3L浓度为10wt％的盐酸溶液，反应3h，得到氯化钪溶液；
(5)依次采用三辛癸烷基叔胺(N235)与甲基膦酸二甲庚酯(P350)萃取除杂，N235萃取级数为5级，O/A＝3:1，萃取温度为30℃；P2350萃取级数为10级，O/A＝4：1，萃取温度为40℃，得到油相和水相；
以10wt％的盐酸为反萃液进行反萃取，与上述水相合并后得到纯净的氯化钪溶液；
(6)将所述纯化氯化钪溶液加热至80℃，加入2.7L浓度为10wt％的草酸溶液进行沉淀反应，固液分离后得到草酸钪固体；
(7)将所述草酸钪固体置于马弗炉中，在800℃下煅烧4h，得到高纯氧化钪。
所得高纯氧化钪的成分检测结果和检测方法如表3所示。
表3高纯氧化钪的成分检测结果和检测方法
Figure BDA0003037357990000111
Figure BDA0003037357990000121
由表3可以看出，本发明所得高纯氧化钪纯度能够满足99.9995％标准。
实施例4
(1)将1kg粗制氢氧化钪置于反应容器中，加入4L浓度为100g/L的硫酸，常温下反应7h，过滤，得到含钪硫酸盐溶液；
(2)向所述含钪硫酸盐溶液中加入4kg硫酸钠，在50℃下沉淀反应8h，过滤后得到含钪复盐固体；
(3)将含钪复盐固体溶于水中，加入纯水的量与复盐的液固比为5：1，之后加入浓度为25wt％的氨水溶液，控制终点pH值为8，反应5h，得到白色氢氧化钪沉淀；
(4)向所述氢氧化钪溶液中加入3L浓度为20wt％的盐酸溶液，反应3h，得到氯化钪溶液；
(5)依次采用三辛癸烷基叔胺(N235)和二-(2-乙基己基)膦酸(P350)萃取除杂，N235萃取级数为5级，O/A＝1:1，萃取温度为30℃；P350萃取级数为10级，O/A＝1:1，萃取温度为40℃，得到油相和水相；
以5wt％的盐酸为反萃液进行反萃取，与上述水相合并后得到纯净的氯化钪溶液；
(6)将所述纯化氯化钪溶液加热至80℃，加入2.7L浓度为10wt％的草酸溶液进行沉淀反应，固液分离后得到草酸钪固体；
(7)将所述草酸钪固体置于马弗炉中，在800℃下煅烧3h，得到高纯氧化钪。
所得高纯氧化钪的成分检测结果和检测方法如表4所示。
表4高纯氧化钪的成分检测结果和检测方法
Figure BDA0003037357990000131
由表4可以看出，本发明所得高纯氧化钪纯度能够满足99.999％标准。
对比例1
按照实施例1的方式制备氧化钪，区别在于，萃取剂仅为2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯，所得高纯氧化钪的成分检测结果和检测方法如表5所示。
表5高纯氧化钪的成分检测结果和检测方法
Figure BDA0003037357990000132
/>
Figure BDA0003037357990000141
可见，对比例1方法所得氧化钪达不到99.999％的纯度。
对比例2
按照实施例1的方式制备氧化钪，区别在于，萃取剂仅为三辛癸烷基叔胺，所得高纯氧化钪的成分检测结果和检测方法如表6所示。
表6高纯氧化钪的成分检测结果和检测方法
Figure BDA0003037357990000142
/>
Figure BDA0003037357990000151
可见，对比例2方法所得氧化钪达不到99.999％的纯度。
对比例3
按照实施例2的方式制备氧化钪，区别在于，萃取剂仅为二-(2-乙基己基)膦酸，所得高纯氧化钪的成分检测结果和检测方法如表7所示。
表7高纯氧化钪的成分检测结果和检测方法
Figure BDA0003037357990000152
Figure BDA0003037357990000161
可见，对比例3方法所得氧化钪达不到99.999％的纯度。
对比例4
按照实施例3的方式制备氧化钪，区别在于，萃取剂仅为甲基膦酸二甲庚酯，所得高纯氧化钪的成分检测结果和检测方法如表8所示。
表8高纯氧化钪的成分检测结果和检测方法
Figure BDA0003037357990000162
可见，对比例4方法所得氧化钪达不到99.999％的纯度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种由粗制氢氧化钪制备超高纯氧化钪方法，包括以下步骤：
(1)将粗制氢氧化钪与硫酸溶液混合，固液分离后得到含钪硫酸盐溶液；
(2)将所述含钪硫酸盐溶液与可溶性硫酸盐混合进行复盐沉淀，固液分离得到含钪复盐固体；所述可溶性硫酸盐为硫酸钠和/或硫酸铵；
(3)将所述含钪复盐固体与碱液混合进行碱转化，得到氢氧化钪沉淀；
(4)将所述氢氧化钪沉淀与第一盐酸溶液混合，得到氯化钪溶液；
所述第一盐酸溶液的浓度为10～20wt％；
所述氯化钪溶液的pH值为0.5～1.0；
(5)使用多种萃取剂分别对所述氯化钪溶液进行萃取，得到水相和油相；
所述多种萃取剂为2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯、二-(2-乙基己基)膦酸、甲基膦酸二甲庚酯和三辛癸烷基叔胺中的多种；
每种萃取剂的萃取级数独立为5～15级；
使用第二盐酸溶液对所述油相进行反萃，将得到的盐酸溶液相与所述水相合并，得到纯化氯化钪溶液；
所述第二盐酸的浓度为5～20wt％；
(6)将所述纯化氯化钪溶液加热至≥70℃，与草酸溶液混合进行沉淀反应，固液分离得到草酸钪固体；
(7)对所述草酸钪固体进行煅烧，得到超高纯氧化钪，所述超高纯氧化钪的纯度≥99.999％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中硫酸溶液的浓度为100～300g/L，所述粗制氢氧化钪的质量与硫酸溶液的体积比为1g：3～8mL。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中可溶性硫酸盐的质量与步骤(1)中粗制氢氧化钪的质量比为1～5:1；
所述复盐沉淀的温度为20～70℃，时间为2～8h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的碱液为氨水或氢氧化钠溶液；
含钪复盐固体与碱液混合所得混合液的pH值≥6；所述碱转化的时间为4～8h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中每种萃取剂萃取时得到的油相与水相的体积比为独立1～5：1，萃取温度独立为20～50℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(6)中草酸溶液的浓度为10～20wt％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(7)中煅烧的温度为600～800℃，时间为2～4h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粗制氢氧化钪的含钪量为25～35wt％，所述粗制氢氧化钪中还包括Fe、Si、Ni、Na、Ca、Th、Ti、U和Zr元素中的一种或多种。
CN202110463591.6A 2021-04-25 2021-04-25 一种由粗制氢氧化钪制备超高纯氧化钪方法 Active CN113184892B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110463591.6A CN113184892B (zh) 2021-04-25 2021-04-25 一种由粗制氢氧化钪制备超高纯氧化钪方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110463591.6A CN113184892B (zh) 2021-04-25 2021-04-25 一种由粗制氢氧化钪制备超高纯氧化钪方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113184892A CN113184892A (zh) 2021-07-30
CN113184892B true CN113184892B (zh) 2023-03-24

Family

ID=76979770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110463591.6A Active CN113184892B (zh) 2021-04-25 2021-04-25 一种由粗制氢氧化钪制备超高纯氧化钪方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113184892B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114917882B (zh) * 2022-06-08 2024-03-22 辽宁大学 一种高效提钪微球及其制备方法和应用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103436700B (zh) * 2013-08-19 2014-06-18 连云港市丽港稀土实业有限公司 一种用复合萃取剂从钛氯化烟尘和熔盐氯化渣中提取钪的方法
CN104498723B (zh) * 2014-12-16 2016-07-06 湖南稀土金属材料研究院 从钛渣氯化废盐中提取氧化钪的方法
JP6439530B2 (ja) * 2015-03-24 2018-12-19 住友金属鉱山株式会社 スカンジウムの回収方法
CN105200248B (zh) * 2015-09-30 2017-06-16 中铝广西国盛稀土开发有限公司 一种利用电石渣一步中和钛白废酸制备高纯度钪的方法
RU2669737C1 (ru) * 2018-01-18 2018-10-15 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Способ получения оксида скандия из скандийсодержащих концентратов
CN112320832A (zh) * 2020-10-23 2021-02-05 荆门市格林美新材料有限公司 一种由氢氧化钪中间品提纯精制高纯氧化钪的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113184892A (zh) 2021-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110002509B (zh) 一种三氯化铁晶体及其制备方法和应用
CN102146512B (zh) 一种氟碳铈矿冶炼分离工艺
US3104950A (en) Process for the separation of iron and titanium values by extraction and the subsequent preparation of anhydrous titanium dopxode
CN106319218A (zh) 从含稀土的铝硅废料中回收稀土、铝和硅的方法
JPWO2013145455A1 (ja) 希土類元素の回収方法
CN103361486A (zh) 从含钪和钛的废酸液中提取高纯氧化钪及钛的方法
CN113184892B (zh) 一种由粗制氢氧化钪制备超高纯氧化钪方法
CN110983044B (zh) 一种氯化法钛白废水中回收钪钒的方法
JP5684885B1 (ja) 希土類抽出剤及び希土類抽出方法
Gongyi et al. Solvent extraction off scandium from wolframite residue
CN111041241A (zh) 一种核级纯硝酸锆酰制备方法
CN109055783A (zh) 含稀土氧化物废料中稀土氧化物的回收方法
CN108220631A (zh) 一种利用粉煤灰提铝过程浓缩结晶母液分离回收钪的方法
CN111945001B (zh) 一种独居石优溶渣的处理方法
CN115852177A (zh) 一种从熔盐氯化收尘渣中回收钪的方法
CN108950251A (zh) 稀土元素的回收方法
CN109280770B (zh) 一种从含钪钛酸浸液中回收钪和钛的方法
CN116654970A (zh) 氢氧化钪纯化制备高纯氧化钪的方法
CN114262798B (zh) 一种从氯化法钛白体系渣中回收二氧化钍的方法
KR102390682B1 (ko) 폐황산바나듐 촉매로부터 바나듐 및 세슘의 선택적인 회수방법 및 이를 통해 제조된 고품위 바나듐 수용액과 세슘알럼
CN115125394B (zh) 低稀土氧化钪及其提纯方法
CN117758072A (zh) 以氯化法提钛产生的含钪固废回收钪的方法
CA2439768A1 (en) Method for recovering zirconium values from a hard rock ore containing zircon and uranium
CN117758081A (zh) 一种钛白废酸和氢氧化铁渣协同提钪的方法
CN117758074A (zh) 提钛工艺流程产生的含钪废液和废渣中钪的协同回收方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: No.3-18, Kaifeng Road, Yantai Economic and Technological Development Zone, Shandong Province 264006

Applicant after: Wanhua chemical (Yantai) battery material technology Co.,Ltd.

Address before: No.3-18, Kaifeng Road, Yantai Economic and Technological Development Zone, Shandong Province 264006

Applicant before: Yantai Jinkun New Material Technology Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant