CN115109952B - 从氯化钪溶液中分离钪的方法 - Google Patents
从氯化钪溶液中分离钪的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115109952B CN115109952B CN202210707335.1A CN202210707335A CN115109952B CN 115109952 B CN115109952 B CN 115109952B CN 202210707335 A CN202210707335 A CN 202210707335A CN 115109952 B CN115109952 B CN 115109952B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- scandium
- chloride
- chloride solution
- solution
- concentration
- 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
Links
- DVMZCYSFPFUKKE-UHFFFAOYSA-K scandium chloride Chemical compound Cl[Sc](Cl)Cl DVMZCYSFPFUKKE-UHFFFAOYSA-K 0.000 title claims abstract description 86
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 81
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 81
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 65
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 52
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 12
- HYXGAEYDKFCVMU-UHFFFAOYSA-N scandium oxide Chemical compound O=[Sc]O[Sc]=O HYXGAEYDKFCVMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 51
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 50
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical group [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 19
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 11
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 8
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 7
- -1 scandium hydroxychloride Chemical compound 0.000 claims description 7
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 claims description 3
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 abstract description 26
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 abstract description 11
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 4
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 abstract description 4
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 13
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 8
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 5
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 4
- 239000011555 saturated liquid Substances 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- 229910000542 Sc alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 229910000346 scandium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- QHYMYKHVGWATOS-UHFFFAOYSA-H scandium(3+);trisulfate Chemical compound [Sc+3].[Sc+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O QHYMYKHVGWATOS-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 2
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 2
- BBYGMOCGCCTLIV-UHFFFAOYSA-N [Sc].[Mg] Chemical compound [Sc].[Mg] BBYGMOCGCCTLIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- LUKDNTKUBVKBMZ-UHFFFAOYSA-N aluminum scandium Chemical compound [Al].[Sc] LUKDNTKUBVKBMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- KOQOJLXRPCIFKW-UHFFFAOYSA-N oxalic acid scandium Chemical compound [Sc].C(C(=O)O)(=O)O.[Sc] KOQOJLXRPCIFKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B59/00—Obtaining rare earth metals
-
- 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
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/02—Roasting processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/22—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种从氯化钪溶液中分离钪的方法。该方法包括以下步骤：1)将氯化钪溶液与钪析出剂混合，得到混合溶液；2)将混合溶液静置，使氯化钪与钪析出剂发生共析；3)将步骤2)中的共析产物进行固液分离，获得析出晶体；4)将析出晶体进行烘干、或烘干与煅烧，得到氧化钪。应用本发明的技术方案，采用钪析出剂析出氯化钪，这完全不同于复盐沉淀，因为钪析出剂可以回收再利用，且回收方法简单；这样可大幅度降低氯化钪溶液中钪浓缩富集成本，关键钪析出剂无毒、无环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及湿法冶金技术领域，具体而言，涉及一种从氯化钪溶液中分离钪的方法。
背景技术
钪是一种稀土元素，可用于铝钪合金、镁钪合金和燃料电池、激光晶体方面，还可用于5G滤波器、医用传感器等方面。氧化钪提取过程中或氧化钪提纯过程中部分工艺将涉及盐酸体系，盐酸体系中钪的浓缩或除酸是一个常见工艺过程。后续沉淀工艺中无论是草酸沉淀还是其他沉淀方法均需要一定浓度的钪溶液和酸度下进行，高浓度的盐酸对钪的沉淀过程将产生严重负面影响；低浓度氯化钪溶液除影响沉淀效率外，还将产生大量的沉淀废水，增加后续废水处理负荷。硫酸钪一般不用作钪沉淀的原液，主要是由于容易引入硫等杂质；此外，硫酸钪浓度较高时粘度较大，其中水分较难除去，硫在烧结中也较难除去，需要较高烧结温度才能分解。硝酸体系由于硝酸成本较高，且硝酸体系中硝酸回收较盐酸差，实际工业中使用较少。
其中，草酸沉钪的pH是在0.5～2.0之间进行，较高酸度的氯化钪溶液(如盐酸反萃液)或低酸度的氯化钪溶液中钪是不可以直接用于钪的草酸盐沉淀过程，需经过蒸发除酸或复盐沉淀进行浓缩氯化钪，溶解调质才行。蒸发除酸或复盐沉淀方法缺点如前所述，蒸发除酸，大量酸液蒸发需要较高能耗，真空蒸发虽然加快蒸发速度，同时又增加了系统密闭性、外围冷凝设备等难度；采用硫酸根复盐沉淀将引入硫与碱金属等杂质，同时氯化钪的盐酸溶液中的残留硫酸离子影响后续再利用，需通过蒸发提纯或更换酸液，大幅增加操作成本。其他方法，包括直接强碱中和酸液或溶剂萃取对于上述氯化钪溶液中钪的浓缩也均不理想。直接强碱中和法将消耗大量的液碱与盐酸，使酸碱均不能够循环再利用，极大的增加提钪成本，并且强酸强碱中和，反应剧烈，操作过程危险。溶剂萃取需要在一定酸度条件下进行，氯化钪溶液需增酸调质或加水稀释调质，此外萃余液或反萃液需再次除油，工艺过程复杂，前期投入高。除了上述方法之外，还可采用扩散渗析器进行除酸浓缩，但该设备需要较大前期设备投入与后期滤膜反洗与维护等。
因此，钪沉淀或纯化工段中，操作多为盐酸体系中进行。由于现代冶金原理为物质的分离富集过程，因此特别是在后期工段中对氯化钪浓缩是必须得进行的一个过程。
目前，现有技术氯化钪溶液浓缩主要为搪瓷釜蒸发除酸，大量酸液蒸发需要较高能耗，真空蒸发虽然加快蒸发速度，同时又增加了系统密闭性、外围冷凝设备等要求与操作难度；采用硫酸根复盐沉淀将引入硫与碱金属等杂质，同时氯化钪的盐酸溶液中的残留硫酸离子影响后续再利用，需通过蒸发提纯或更换酸液，大幅增加操作成本。
发明内容
本发明旨在提供一种从氯化钪溶液中分离钪的方法，以解决现有技术中氯化钪溶液真空或高温浓缩时高能耗问题，或在采用复盐沉淀浓缩时二次引入杂质的技术问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种从氯化钪溶液中分离钪的方法。该方法包括以下步骤：1)将氯化钪溶液与钪析出剂混合，得到混合溶液；2)将混合溶液静置，使氯化钪与钪析出剂发生共析；3)将步骤2)中的共析产物进行固液分离，获得析出晶体；4)将析出晶体进行烘干与煅烧，得到氧化钪。
进一步地，步骤1)中，氯化钪溶液中氯化钪的浓度不低于500mg/L，优选浓度大于1000mg/L。
进一步地，步骤1)中，将氯化钪溶液与钪析出剂混合，加热搅拌促进钪析出剂溶解、分布均匀；优选的，加热的温度为40～100℃，搅拌的强度为150～1000rpm。
进一步地，步骤2)中，混合溶液静置的温度为0～40℃；静置的时间为30s～48h，优选为5min～12h。
进一步地，步骤2)中，析出晶体为羟基氯化钪晶体与钪析出剂晶体混合物。
进一步地，步骤3)中，固液分离采用抽滤装置或离心过滤装置进行。
进一步地，步骤4)中，烘干的温度为80～120℃，煅烧的温度为200～550℃。。
进一步地，钪析出剂为氯化铵固体、浓度为0.01～1.42mol/L的氯化铵液体、硫酸、硫酸铵、氯化氢气体或浓度为0.5～10mol/L的氯化氢液体、摩尔比1:1的氯化氢气体与氨气的混合气体、EDTA、乙醇或正/异丙醇。
进一步地，钪析出剂的添加量至少为使氯化钪溶液中NH4 +≥0.5mol/L，HCl≥0.5mol/L，总Cl-≥4mol/L，SO4 2-≤1mol/L，EDTA 0～0.01mol/L，醇羟基0～0.5mol/L。
进一步地，步骤1)中还包括调节氯化钪溶液中盐酸浓度0.5～10mol/L；优选的，方法还包括5)：将步骤4)中产生的钪析出剂吸附回收利用于氯化钪溶液中。
应用本发明的技术方案，采用钪析出剂析出氯化钪，这完全不同于复盐沉淀，因为钪析出剂可以在晶体煅烧的过程中回收(例如，氯化氢、氨气等会以气体的形式挥发出来，硫酸铵可通过浓缩成饱和液或近饱和液后再通过冷却回收)再利用，且回收方法简单；这样可大幅度降低氯化钪溶液中钪浓缩富集成本，关键钪析出剂无毒、无环境污染。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明一实施方式的从氯化钪溶液中分离钪的方法的流程示意图；以及
图2示出了实施例1的氯化钪共析晶体XRD检测结果；
图3示出了实施例2的氯化钪共析晶体XRD检测结果；以及
图4示出了实施例3的氯化钪共析晶体XRD检测结果。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
针对现有技术中氯化钪溶液真空或高温浓缩时高能耗问题，或在采用复盐沉淀浓缩时二次引入杂质的技术问题，本申请提出了下列技术方案：
根据本发明一种典型的实施方式，参见图1，提供一种从氯化钪溶液中分离钪的方法。该方法包括以下步骤：1)将氯化钪溶液与钪析出剂混合，得到混合溶液；2)将混合溶液静置，使氯化钪与钪析出剂发生共析；3)将步骤2)中的共析产物进行固液分离，获得析出晶体；4)将析出晶体进行烘干，得到氯化钪；或进一步煅烧，得到氧化钪、氯化氢、析出剂分解产物和挥发物。
应用本发明的技术方案，采用钪析出剂析出氯化钪，这完全不同于复盐沉淀，因为没有复盐硫酸钪铵生成，另外钪析出剂可以回收再利用，且回收方法简单；这样可大幅度降低氯化钪溶液中钪浓缩富集成本，关键钪析出剂无毒、无环境污染。
优选的，上述方法还包括步骤5)：将步骤4)中产生的钪析出剂吸附回收利用于氯化钪溶液中，实现钪析出剂的循环利用，降低成本。在本申请一典型的实施方式中，钪析出剂为氯化铵固体、浓度为0.01～1.42mol/L的氯化铵液体、硫酸、硫酸铵、氯化氢气体或浓度为0.5～10mol/L的氯化氢液体、摩尔比1:1的氯化氢气体与氨气的混合气体、EDTA、乙醇或正/异丙醇。钪析出剂的添加量至少为使氯化钪溶液中NH4 +≥0.5mol/L，HCl≥0.5mol/L，总Cl-≥4mol/L，SO4 2-≤1mol/L，EDTA 0～0.01mol/L，醇羟基0～0.5mol/L。
优选的，步骤1)中，氯化钪溶液中氯化钪的浓度不低于500mg/L，优选浓度大于1000mg/L。氯化钪液是盐酸反萃液或盐酸溶解液，控制氯化钪的浓度在此范围内易于结晶析出。
根据本发明一种典型的实施方式，步骤1)中，将氯化钪溶液与钪析出剂混合，加热搅拌促进钪析出剂溶解、分布均匀；优选的，加热的温度为40～100℃，搅拌的强度为150～1000rpm，从而实现钪析出剂快速溶解，促使其分布均匀，从而有利用于后续氯化钪高效的析出。
优选的，步骤2)中，混合溶液静置的温度为0～40℃；静置的时间为30s～48h，优选为5min～12h。在此温度条件下，利用氯化钪高效的析出，且不会产生额外的能耗，有利于成本的降低。
步骤2)中，析出晶体为羟基氯化钪晶体与钪析出剂晶体混合物，为了进一步回收盐酸、钪析出剂和得到更稳定的氧化钪。优选的，步骤4)中，烘干的温度为80～120℃，煅烧的温度为200～550℃。
根据本发明一种典型的实施方式，步骤3)中，固液分离可以采用抽滤装置或离心过滤装置进行。
根据本发明一种典型的实施方式，步骤1)中还包括调节氯化钪溶液中盐酸浓度，使其在0.5至10mol/L，根据反萃条件优选的盐酸浓度范围为2至7mol/L。
下面将结合实施例进一步说明本发明的有益效果。
实施例1
12g/L氯化钪溶液中，调整溶液中盐酸浓度小于等于1mol/L，添加钪析出剂氯化铵使溶液中氯化铵浓度为7mol/L，70℃加热使钪析出剂溶解，搅拌强度为300rpm，随后在室温下静置30min。析出大量固体，对固体在105℃烘干10h，随后进行XRD与XRF检测。表1的XRF测试结果中表明析出了大量氯化钪晶体。图2的X衍射图表明该晶体主要为氯化铵与含水羟基的氯化钪，化学式为(Sc(OH)(H2O)5)2Cl4(H2O)2，明显不是复盐结构式。以ScCl3计占总析出晶体的23.10％。
表1实施例1氯化钪共析晶体XRF检测结果
| Z(原子序数) | 分子式 | 含量(wt％) |
| 17 | Cl | 64.28 |
| 21 | Sc | 6.86 |
| 8 | O | 3.82 |
| NH4或OH(差量法计算) | 24.81 | |
| 其他(测试值，其他杂质元素) | 0.23 |
实施例2
12g/L氯化钪溶液中，调整溶液中盐酸浓度为6mol/L，添加钪析出剂氯化铵使溶液中氯化铵浓度为1mol/L，50℃加热使钪析出剂溶解，随后在室温下静置120min。对析出固体在105℃烘干10h，随后进行XRD与XRF检测。表2的XRF测试结果中表明析出了的氯化钪含量更高。图3的X衍射图表明该晶体主要为氯化铵与含水羟基的氯化钪。以ScCl3计占总析出晶体的36.43％。
表2实施例2氯化钪共析晶体XRF检测结果(wt％)
实施例3
30g/L氯化钪溶液中，调整溶液中盐酸浓度为4mol/L，添加钪析出剂氯化铵、硫酸铵，使溶液中氯化铵浓度为3mol/L，硫酸铵浓度为0.2mol/L，50℃加热使钪析出剂溶解，随后在温度15℃下静置60min。对析出固体在105℃烘干10h，随后进行XRD与XRF检测。表3的XRF测试结果中表明析出了的氯化钪含量更高，以ScCl3计约占总量56.63％。图4的X衍射图表明该晶体主要为氯化铵与含水羟基的氯化钪，没有硫酸根存在，不是复盐。
表3实施例3氯化钪共析晶体XRF检测结果
| Z | 分子式 | 含量(wt％) |
| 17 | Cl | 54.53 |
| 21 | Sc | 16.82 |
| 8 | O | 9.16 |
| NH4或OH(差量法计算) | 19.11 | |
| 其他(测试值，其他杂质元素) | 0.38 |
实施例4
12g/L氯化钪溶液中，调整溶液中盐酸浓度为3mol/L，添加钪析出剂氯化铵、EDTA和乙醇，使溶液中氯化铵浓度为4mol/L，EDTA为0.001mol/L，醇羟基0.2mol/L，50℃加热使钪析出剂溶解，随后在室温下静置30min。对析出固体在105℃烘干10h，随后进行XRF检测。表3的XRF测试结果中表明析出了的氯化钪含量更高，以ScCl3计约占总量52.59％。
表4实施例4氯化钪共析晶体XRF检测结果
| Z | 分子式 | 含量(wt％) |
| 17 | Cl | 53.41 |
| 21 | Sc | 15.62 |
| 8 | O | 8.69 |
| NH4或OH(差量法计算) | 21.72 | |
| 其他(测试值，其他杂质元素) | 0.56 |
实施例5
20g/L氯化钪溶液中，调整溶液中盐酸浓度为3mol/L，添加钪析出剂氯化铵、EDTA和硫酸，使溶液中氯化铵浓度为5mol/L，EDTA为0.0005mol/L，硫酸0.3mol/L，50℃加热使钪析出剂溶解，随后在5℃下静置30min。对析出固体在105℃烘干10h，随后进行XRF检测。表3的XRF测试结果中表明析出了的氯化钪含量更高，以ScCl3计约占总量59.66％。
表5实施例5氯化钪共析晶体XRF检测结果
| Z | 分子式 | 含量(wt％) |
| 17 | Cl | 52.62 |
| 21 | Sc | 17.72 |
| 8 | O | 9.46 |
| NH4或OH(差量法计算) | 19.81 | |
| 其他(测试值，其他杂质元素) | 0.39 |
实施例6
与实施例1基本相同，不同之处在于，40℃加热使钪析出剂溶解，结果为共析效应未能较好利用，钪析出晶体与实施例1基本相同，但析出量相比实施例1降低，晶体中氯化钪含量为19.32％。
实施例7
与实施例1基本相同，不同之处在于，100℃加热使钪析出剂溶解，结果为析出晶相与析出质量相近，晶体中氯化钪含量为24.27％。
实施例8
与实施例1基本相同，不同之处在于，烘干与煅烧温度为80℃，结果为氯化钪析出量22.81％，略微减小，析出晶体中由于部分羟基水和结构水增多。
实施例9
与实施例1基本相同，不同之处在于，烘干与煅烧温度为550℃，结果为得到氧化钪产品，纯度为>99.5％。
实施例10
与实施例1基本相同，不同之处在于，烘干与煅烧温度为800℃，结果为得到氧化钪产品，纯度为>99.5％。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：采用钪析出剂析出氯化钪，这完全不同于复盐沉淀，因为钪析出剂可以在晶体煅烧的过程中回收(例如，氯化氢、氨气等会以气体的形式挥发出来，硫酸铵可通过浓缩成饱和液或近饱和液后再通过冷却回收)再利用，且回收方法简单；这样可大幅度降低氯化钪溶液中钪浓缩富集成本，关键钪析出剂无毒、无环境污染。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种从氯化钪溶液中分离钪的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将氯化钪溶液与钪析出剂混合，得到混合溶液；
2）将所述混合溶液静置，使氯化钪与所述钪析出剂发生共析；
3）将所述步骤2）中的共析产物进行固液分离，获得析出晶体；
4）将所述析出晶体进行烘干、或烘干与煅烧，得到氧化钪；
所述步骤1）中还包括调节所述氯化钪溶液中盐酸浓度为0.5~10 mol/L；所述钪析出剂为氯化铵固体、浓度为0.01~1.42 mol/L的氯化铵液体、硫酸、硫酸铵、氯化氢气体或浓度为0.5~10mol/L的氯化氢液体、摩尔比1:1的氯化氢气体与氨气的混合气体、EDTA、乙醇或正/异丙醇；
所述钪析出剂的添加量至少为使所述氯化钪溶液中NH4 +≥0.5 mol/L，HCl≥0.5 mol/L，总Cl-≥4 mol/L，SO4 2-≤1 mol/L，EDTA 0~0.01 mol/L，醇羟基0~0.5 mol/L；
所述煅烧的温度为200~550 ℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1）中，所述氯化钪溶液中氯化钪的浓度不低于500 mg/L。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1）中，所述氯化钪溶液中氯化钪的浓度大于1000 mg/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1）中，将所述氯化钪溶液与所述钪析出剂混合，加热搅拌促进所述钪析出剂溶解、分布均匀。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤1）中，所述加热的温度为40~100℃，搅拌的强度为150~1000 rpm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2）中，所述混合溶液静置的温度为0~40 ℃；静置的时间为30 s~48 h。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤2）中，所述混合溶液静置的时间为5 min~12 h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3）中，所述析出晶体为羟基氯化钪晶体与钪析出剂晶体混合物。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3）中，固液分离采用抽滤装置或离心过滤装置进行。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4）中，所述烘干的温度为80~120℃。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括5）：将所述步骤4）中产生的钪析出剂吸附回收利用于氯化钪溶液中。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210707335.1A CN115109952B (zh) | 2022-06-21 | 2022-06-21 | 从氯化钪溶液中分离钪的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210707335.1A CN115109952B (zh) | 2022-06-21 | 2022-06-21 | 从氯化钪溶液中分离钪的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115109952A CN115109952A (zh) | 2022-09-27 |
| CN115109952B true CN115109952B (zh) | 2024-04-09 |
Family
ID=83328324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210707335.1A Active CN115109952B (zh) | 2022-06-21 | 2022-06-21 | 从氯化钪溶液中分离钪的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115109952B (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2194025A1 (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Monodisperse nanoparticles and their application |
| CN101824555A (zh) * | 2010-06-09 | 2010-09-08 | 攀枝花学院 | 提取钪的方法 |
| WO2014032095A1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | Scandium Pty Ltd | Process for the extraction of scandium from scandium containing materials |
| CN104556196A (zh) * | 2015-01-28 | 2015-04-29 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种超细氧化钪纳米粉体的制备方法 |
| CN108163881A (zh) * | 2018-01-02 | 2018-06-15 | 中南大学 | 液相沉淀法制备多种形貌的氧化钪的方法 |
| CN108408757A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-08-17 | 益阳鸿源稀土有限责任公司 | 一种高纯超细氧化钪粉末的制备方法 |
| CN109563566A (zh) * | 2016-08-30 | 2019-04-02 | 住友金属矿山株式会社 | 钪的回收方法 |
| CN109762997A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-17 | 中南大学 | 一种从难处理高硅富钪钨渣中提取钪的方法 |
| CN110331289A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-10-15 | 广西大学 | 一种从拜耳法赤泥中回收钪和硫酸钠的方法 |
-
2022
- 2022-06-21 CN CN202210707335.1A patent/CN115109952B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2194025A1 (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Monodisperse nanoparticles and their application |
| CN101824555A (zh) * | 2010-06-09 | 2010-09-08 | 攀枝花学院 | 提取钪的方法 |
| WO2014032095A1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | Scandium Pty Ltd | Process for the extraction of scandium from scandium containing materials |
| CN104556196A (zh) * | 2015-01-28 | 2015-04-29 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种超细氧化钪纳米粉体的制备方法 |
| CN109563566A (zh) * | 2016-08-30 | 2019-04-02 | 住友金属矿山株式会社 | 钪的回收方法 |
| CN108163881A (zh) * | 2018-01-02 | 2018-06-15 | 中南大学 | 液相沉淀法制备多种形貌的氧化钪的方法 |
| CN108408757A (zh) * | 2018-03-15 | 2018-08-17 | 益阳鸿源稀土有限责任公司 | 一种高纯超细氧化钪粉末的制备方法 |
| CN109762997A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-17 | 中南大学 | 一种从难处理高硅富钪钨渣中提取钪的方法 |
| CN110331289A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-10-15 | 广西大学 | 一种从拜耳法赤泥中回收钪和硫酸钠的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115109952A (zh) | 2022-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5466749B2 (ja) | 酸化バナジウム生産廃水の処理方法 | |
| CN111630001B (zh) | 高纯度氧化钪的制造方法 | |
| CN111004920B (zh) | 一种从独居石优溶渣中冶炼分离铀、钍及稀土的方法 | |
| CN108193054B (zh) | 一种从含锂废水中提取锂的方法 | |
| WO2009086273A1 (en) | Methods and compositions for the removal of impurities and water from the bayer process | |
| CN114933288B (zh) | 一种高纯磷酸二氢钾及其制备方法 | |
| CN102476884A (zh) | 一种氨氮废水的处理方法 | |
| CN115109952B (zh) | 从氯化钪溶液中分离钪的方法 | |
| US20220384868A1 (en) | Battery-level ni-co-mn mixed solution and preparation method for battery-level mn solution | |
| CN114959311A (zh) | 一种从高铜钼精矿中综合回收稀贵金属的方法 | |
| CN113120941A (zh) | 从含钪镍钴氢氧化物中短流程提取高纯氧化钪的方法 | |
| CN115807170B (zh) | 一种卤水提锂的装置系统和方法 | |
| CN115403018B (zh) | 利用高杂磷酸制备磷酸铁的方法和正极材料的制备方法 | |
| CN111004913A (zh) | 一种钕铁硼废料除杂萃取工艺 | |
| CN115181867A (zh) | 一种铪锆分离方法 | |
| CN110468275B (zh) | 除去稀土沉淀物中硫酸根的方法及由该方法得到的产品 | |
| CN112080654B (zh) | 一种磷稀土化学精矿浸出液中回收酸和硅的方法 | |
| CN115784274B (zh) | 一种硝酸铝溶液中微量锂的分离回收方法 | |
| CN110484754B (zh) | 除去稀土沉淀物中硫酸根的方法及由该方法得到的产品 | |
| CN114318019B (zh) | 一种从离子型稀土矿山浸出液中分离稀土和铝的方法 | |
| CN110885930B (zh) | 一种氧氯化锆结晶母液的资源化利用方法 | |
| IE64678B1 (en) | Process for the recovery of gallium from basic solutions containing it | |
| US11834729B2 (en) | Method for extracting rare earth elements from rare earth element hyperaccumulator | |
| CN108640093B (zh) | 一种混合废酸溶液的分离提纯工艺 | |
| JP4716913B2 (ja) | 使用済みのチタン化合物のフッ素捕集剤としての再生利用法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |