CN117758082A - 一种含钪废酸和废渣协同提钪的方法 - Google Patents
一种含钪废酸和废渣协同提钪的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117758082A CN117758082A CN202311637784.4A CN202311637784A CN117758082A CN 117758082 A CN117758082 A CN 117758082A CN 202311637784 A CN202311637784 A CN 202311637784A CN 117758082 A CN117758082 A CN 117758082A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- scandium
- leaching
- solution
- acid
- equal
- 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.)
- Pending
Links
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 188
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 175
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title description 10
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 title description 3
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 94
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 58
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 20
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 18
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 11
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 11
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- OMMFSGNJZPSNEH-UHFFFAOYSA-H oxalate;scandium(3+) Chemical compound [Sc+3].[Sc+3].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O OMMFSGNJZPSNEH-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 8
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- HYXGAEYDKFCVMU-UHFFFAOYSA-N scandium oxide Chemical compound O=[Sc]O[Sc]=O HYXGAEYDKFCVMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 81
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 22
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- -1 scandium ions Chemical class 0.000 claims description 12
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 claims description 12
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 11
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 10
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 9
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 7
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 claims description 6
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000010210 aluminium Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 4
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000001055 magnesium Nutrition 0.000 claims description 4
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 4
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 claims description 4
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L sodium disulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])(=O)=O HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229940001584 sodium metabisulfite Drugs 0.000 claims description 4
- 235000010262 sodium metabisulphite Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000016804 zinc Nutrition 0.000 claims description 4
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B zirconium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Zr+4].[Zr+4].[Zr+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B 0.000 claims description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 2
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011008 sodium phosphates Nutrition 0.000 claims description 2
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical group [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 2
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 description 2
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种含钪废酸和废渣协同提钪的方法，采用硫酸溶液进行一段浸出含钪废渣，再以硫酸法钛白废酸进行二段浸出；使用还原剂充分还原上述含钪浸出液中的目标阳离子，加入磷酸盐溶液以除锆，使用沉淀剂制得含钪沉淀物；并将含钪沉淀物与碳酸钠、氧化钙混合后高温焙烧，焙烧产物除铝，并根据钪含量重复酸浸‑还原‑沉钪工序，获得终极富钪料；以草酸逆流洗涤上述终极富钪料，过滤后获得草酸洗水和草酸钪，草酸钪经高温焙烧，最后获得纯度≥99.9％的氧化钪。本方法操作方便、工艺流程简单、生产成本低、环保效益好，易于实现工业化，可高效回收含钪废渣中有价元素钪。
Description
技术领域
本发明属于有价资源回收技术领域，具体涉及一种含钪废酸和废渣协同提钪的方法。
背景技术
钪是一种稀土元素，属战略资源，全球钪资源丰富，储量约200万t，我国钪储量约65万t，但75％以上的钪与其他矿物伴生，钪元素提取工艺复杂、全流程回收率低、成本高等因素是造成钪产品价格高昂地主要原因，钪被称为世界上最昂贵的金属之一。国内钪矿资源主要分布于铝土矿和磷块岩矿(含风化淋滤型磷矿床)、钒钛磁铁矿、钨矿、稀土矿等矿物中，目前的提钪原料主要来源于其共伴生矿物的综合利用过程产生的废液或固废等二次资源，现有可作为提钪原料的二次资源有铀矿的副产物、钨冶炼废渣、硫酸法生产钛白粉产生的水解酸性废液、沸腾氯化提钛产生的氯化烟尘、含钛高炉渣、赤泥、离子吸附型稀土矿、白云鄂博尾矿等，对于不同的含钪原料，其物理化学不同，尤其是化学组成和在不同浸出剂中的溶解性能差异较大，故而涉及的提钪工艺便有所不同；现有传统的钪元素提取工艺存在工艺复杂难于操作，回收率较低，成本很高等技术缺陷。
发明内容
为了解决传统提钪工艺技术存在的瓶颈问题，本发明目的在于提供一种含钪废酸和废渣协同提钪的方法，其提钪原料是含钪废酸和一种主要含钪废渣，其中废渣涉及公开号为CN105883911A的中国申请专利公布的一种熔盐氯化废盐综合利用方法中提到的铁锰渣，据调查，熔盐氯化废盐中的钪基本都富集到了上述发明中提到的铁锰渣中，该铁锰渣相对于熔盐氯化废盐成分简单，钪含量高，是一种优质提钪原料。然而现有技术中没有对该铁锰渣进行高效利用，造成了资源的浪费。利用本技术方案可以有效地回收氯化法提钛产生的含钪废渣中的钪，且该方法操作方便、工艺流程简单、效率高、生产成本低、环保效益好，易于实现工业化。
为了实现上述发明，本发明提供了一种含钪废酸和废渣协同提钪的方法，所述方法包括以下步骤：
S1首先进行一段浸出，以硫酸溶液快速浸出含钪废渣中的铁、锰、镁、铝、钛、铬元素，严格控制浸出时间≤30min，优选为20～30min，过滤后获得浸出液和钪富集残渣；再进行二段浸出，以硫酸法钛白废酸浸出所述钪富集残渣，过滤后获得含钪浸出液和滤渣，滤渣返回二段浸出过程继续浸出；
S2使用还原剂充分还原上述含钪浸出液中的目标阳离子，过滤获得还原后含钪溶液和残渣，残渣返回该还原工序，再向含钪溶液加入磷酸盐溶液以除锆，过滤获得磷酸锆沉淀和除锆后含钪溶液；
S3使用沉淀剂沉淀上述除锆后含钪溶液中的钪离子，制得含钪沉淀物；
S4将上述含钪沉淀物与钠或钾的碳酸盐、氧化钙充分混合，并将混合物在高温下进行焙烧，用水洗涤焙烧后的产物，过滤后获得含铬的洗水和滤渣，再以稀酸洗涤滤渣，过滤后获得含铝溶液和钪富集滤渣；
S5使用酸溶液浸出该钪富集滤渣中的钪，过滤后获得含钪滤液和浸出渣，浸出渣返回该酸溶液浸钪工序，再使用还原剂充分还原含钪浸出液中的目标阳离子，使用沉淀剂沉淀经还原处理后的浸出液中的钪离子，过滤后可获得滤液和初级富钪料，根据富钪料的钪含量重复上述酸浸-还原-沉钪工序，重复次数≥1，获得终极富钪料；
S6以草酸逆流洗涤上述终极富钪料，过滤后获得草酸洗水和草酸钪，草酸钪经高温焙烧，最后获得纯度≥99.9％的氧化钪。
上述技术方案中，进一步的，在S1中，所述一段浸出用的硫酸溶液浓度≥0.5mol/L，优选为1～3.5mol/L；所述含钪废渣中钪含量≥50g/t，浸出时温度控制在20～50℃，严格控制浸出时间≤30min，优选为20～30min，浸出时液固比为硫酸溶液体积ml：含钪废渣质量g＝1～10：1；所述二段浸出过程含钪废酸(硫酸法钛白废酸)的钪含量≥5mg/L，浸出时温度≥20℃，优选为50～98℃，浸出时间≥1h，优选为3～6h，浸出时液固比为硫酸法钛白废酸体积ml：钪富集残渣质量g＝1～5：1。
进一步的，在S2中，所述被还原的目标阳离子为三价铁，还原剂为铁、镁、锌或铝的金属粉末或金属屑、焦亚硫酸钠、硫酸钠中的一种，还原剂用量为1～20g/L·含钪溶液，还原时温度≥40℃，优选为60～95℃；所述除锆用可溶性磷酸盐为磷酸钠、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠、磷酸钾、磷酸一氢钾或磷酸二氢钾，每升含钪浸出液中可溶性磷酸盐的加入量为0.06～2g，加入前配成溶液。
进一步的，在S3中，所述沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸盐、碳酸氢盐、氧化钙、氢氧化钙、氧化镁、氢氧化镁、氨水中的一种或两种以上，沉淀终点pH控制在3～6。
进一步的，在S4中，所述含钪沉淀物、碳酸钠、氧化钙的质量比为0.5～2：0.5～5：0.25～3；所述含钪沉淀物提前烘干至含水率≤3％，而且烘干后破碎至其粒径≤2cm；高温焙烧时以10～40℃/min的速率升温至温度≥800℃，并在该温度下保温≥3h，优选的焙烧温度为900～1300℃，焙烧时间为5～8h；所述水洗时液固比为水体积ml：焙烧后混合物g＝1～10：1；所述稀酸洗涤滤渣时，稀酸为硫酸或盐酸的水溶液，pH为0.5～2，洗涤时液固比为稀酸体积ml：滤渣质量g＝1～30：1。
进一步的，在S5中，所述酸溶液为硫酸、盐酸、硝酸中的一种，氢离子浓度≥1mol/L，优选为2～7mol/L，浸出时液固比为酸溶液体积：钪富集滤渣质量(干基)＝1～10：1(ml：g)；所述待还原目标阳离子为三价铁，还原剂为铁、镁、锌或铝的金属粉末或金属屑、焦亚硫酸钠、硫酸钠中的一种，还原剂用量为0.1～3g/L·浸出液，还原时浸出液体系温度≥40℃，优选为60～95℃；所述沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸盐、碳酸氢盐、氧化钙、氢氧化钙、氧化镁、氢氧化镁、氨水中的一种或两种以上，沉淀终点pH控制在3～6；当含钪沉淀物的钪含量≥5％时，停止重复酸浸-还原-沉钪工序，获得钪含量更高的终极富钪料。
进一步的，在S6中，所述逆流洗涤用草酸浓度≥0.1mol/L，优选为0.3～1mol/L，洗涤时液固比为草酸溶液体积ml：终极富钪料(干基)重量g＝1～10:1，逆流洗涤级数≥4，优选为5～10级，洗涤过滤后进行焙烧处理，焙烧时以5～10℃/min的速率升温到105～125℃保温烘干上述沉淀物至其含水率≤3％，继续以10～40℃/min的速率升温至温度≥700℃，并在该温度下保温≥3h，优选的焙烧温度800～1000℃，优选的保温时间为5～8h。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明通过含钪废酸和废渣协同提钪，最终得到纯度≥99.9％的氧化钪产品；本方法操作方便、工艺流程简单、生产成本低、环保效益好，易于实现工业化，可高效回收含钪废渣中有价元素钪。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不以任何方式限制本发明。为免赘述，以下实施例中原材料若无特别说明则均为市售产品，所用方法若无特别说明则均为常规方法。本发明中如未特别写出具体涉及的加工条件、操作步骤、使用设备仪器等，则其涉及的加工条件、操作步骤、使用设备仪器等均为本领域技术人员在现有技术的基础上，可以不经过创造性劳动而得知的。
一种含钪废酸和废渣协同提钪的方法，所述方法包括以下步骤：
S1首先进行一段浸出，以硫酸溶液快速浸出含钪废渣中的铁、锰、镁、铝、钛、铬元素，严格控制浸出时间≤30min，优选为20～30min，过滤后获得浸出液和钪富集残渣；再进行二段浸出，以硫酸法钛白废酸浸出所述钪富集残渣，过滤后获得含钪浸出液和滤渣，滤渣返回二段浸出过程继续浸出；
S2使用还原剂充分还原上述含钪浸出液中的目标阳离子，过滤获得还原后含钪溶液和残渣，残渣返回该还原工序，再向含钪溶液加入磷酸盐溶液以除锆，过滤获得磷酸锆沉淀和除锆后含钪溶液；
S3使用沉淀剂沉淀上述除锆后含钪溶液中的钪离子，制得含钪沉淀物；
S4将上述含钪沉淀物与钠或钾的碳酸盐、氧化钙充分混合，并将混合物在高温下进行焙烧，用水洗涤焙烧后的产物，过滤后获得含铬的洗水和滤渣，再以稀酸洗涤滤渣，过滤后获得含铝溶液和钪富集滤渣；
S5使用酸溶液浸出所述钪富集滤渣中的钪，过滤后获得含钪滤液和浸出渣，浸出渣返回该酸溶液浸钪工序，再使用还原剂充分还原含钪浸出液中的目标阳离子，使用沉淀剂沉淀经还原处理后的浸出液中的钪离子，过滤后可获得滤液和初级富钪料，根据富钪料的钪含量重复上述酸浸-还原-沉钪工序，重复次数≥1，获得终极富钪料；
S6以草酸逆流洗涤上述终极富钪料，过滤后获得草酸洗水和草酸钪，草酸钪经高温焙烧，最后获得纯度≥99.9％的氧化钪。
实施例
某次取样获得的钛白废酸和废渣，其主要成分见表1和表2。
表1钛白废酸成分表
表2废渣成分表
S1首先进行一段浸出：以浓度为20％硫酸溶液快速浸出钪含量160g/t的废渣中的铁、锰、镁、铝、钛、铬元素，严格控制浸出时间为20min，浸出温度30℃，浸出时液固比为硫酸溶液体积ml：含钪废渣质量g＝2.5：1，浸出过程加强搅拌至无固体沉淀于反应器底部，浸出结束后，钪浸出率为5％，Mg、Fe、Mn、Ca、Zr、V、Ti、Si、Al、Cr铁、锰、镁、铝、钛、铬的浸出率分别达91％、95％、90％、3％、5％、6％、5％、6％、90％、92％，过滤后获得浸出液和钪富集残渣；再进行二段浸出：以钪含量10mg/L的硫酸法钛白废酸浸出钪富集残渣，浸出时温度为90℃，浸出时间为5小时，浸出时液固比为硫酸法钛白废酸体积ml：钪富集残渣质量g＝2：1，过滤后获得含钪浸出液和滤渣，滤渣返回二段浸出过程继续浸出，该过程钪浸出率99.69％。
S2使用还原铁粉充分还原滤液中的三价铁离子，铁粉用量为11g/L·含钪浸出液，还原时含钪浸出液体系温度65℃，还原过程加强搅拌至无固体沉积于反应器底部，过滤获得还原后滤液和残渣，残渣返回该还原工序循环使用，向滤液中加入磷酸氢二钠溶液除锆，磷酸氢二钠的加入量为1.1g，加入前先将其配为溶液，过滤后获得磷酸锆沉淀和除锆后含钪溶液，该过程锆沉淀率99.5％，钪沉淀率＜0.01％。
S3使用浓度为10％的NaOH溶液调节除锆后含钪溶液的pH至3.9，体系温度为50℃，调pH过程加强搅拌至无固体沉积于反应器底部，过滤后获得含钪沉淀物和余液，该过程钪沉淀率99.99％。
S4在105℃下将含钪沉淀物烘至含水率为0.7％，然后将其破碎至粒径≤1mm，将破碎后的含钪沉淀物与碳酸钠、氧化钙固体按质量比为1：2：1混合后在空气中进行焙烧，按30℃/min升温至1000℃，并在该温度下保持5小时；然后以水洗涤焙烧后混合物，逆流水洗时液固比为水体积：焙烧后混合物＝1：1，洗涤级数为2，过滤后获得含铬溶液和滤渣，该过程铬浸出率99.99％，钪浸出率＜0.01％，再以提前用盐酸将pH调制1.5的稀酸溶液逆流洗涤上述滤渣，洗涤时液固比为稀酸溶液体积ml：滤渣质量g＝3：1，洗涤级数为3，过滤后获得含铝溶液和钪富集滤渣，该过程铝浸出率99.37％，钪浸出率＜0.01％。
S5以6mol/L的盐酸溶液溶解上述钪富集滤渣，液固比为盐酸溶液体积ml：钪沉淀物质量g(含水率50％)＝2.5：1，使用还原铁粉充分还原获得的溶液中的三价铁离子，还原铁粉的用量为0.2g/L·溶液，还原完全后，过滤获得滤液和残渣，残渣返回该还原工序，使用浓度为10％的NaOH溶液调节滤液pH至4.0，过滤获得余液和富钪料，根据富钪料钪含量重复酸浸-还原-沉钪工序，重复次数为4，停止重复上述酸浸-还原-沉钪工序，最终获得终极富钪料，该过程钪回收率99.52％。
S6以质量浓度为0.8mol/L的草酸溶液逆流洗涤上述终极富钪料，洗涤时液固比为草酸溶液体积ml：终极富钪料(干基)重量g＝2:1，逆流洗涤级数为5，洗涤过滤后进行焙烧处理，焙烧时以10℃/min的速率升温到105℃保温烘干上述沉淀物至其含水率为1.5％，继续以30℃/min的速率升温至温度800℃，并在该温度下保温6h，获得纯度≥99.95％的氧化钪。
本发明未尽事宜为公知技术。
对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (7)
1.一种含钪废酸和废渣协同提钪的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1首先进行一段浸出，以硫酸溶液浸出含钪废渣中的铁、锰、镁、铝、钛、铬元素，控制浸出时间≤30min，优选为20～30min，过滤后获得浸出液和钪富集残渣；再进行二段浸出，以硫酸法钛白废酸浸出所述钪富集残渣，过滤后获得含钪浸出液和滤渣，滤渣返回二段浸出过程继续浸出；
S2使用还原剂充分还原上述含钪浸出液中的目标阳离子，过滤获得还原后含钪溶液和残渣，所述残渣返回该还原工序，再向含钪溶液加入磷酸盐溶液以除锆，过滤获得磷酸锆沉淀和除锆后含钪溶液；
S3使用沉淀剂沉淀上述除锆后含钪溶液中的钪离子，制得含钪沉淀物；
S4将上述含钪沉淀物与钠或钾的碳酸盐、氧化钙混合，并将混合物在高温下进行焙烧，用水洗涤焙烧后的产物，过滤后获得含铬的洗水和滤渣，再以稀酸洗涤滤渣，过滤后获得含铝溶液和钪富集滤渣；
S5使用酸溶液浸出所述钪富集滤渣中的钪，过滤后获得含钪滤液和浸出渣，浸出渣返回该酸溶液浸钪工序，再使用还原剂充分还原含钪浸出液中的目标阳离子，使用沉淀剂沉淀经还原处理后的浸出液中的钪离子，过滤后获得滤液和初级富钪料，根据富钪料的钪含量重复上述酸浸-还原-沉钪工序，重复次数≥1，获得终极富钪料；
S6以草酸逆流洗涤上述终极富钪料，过滤后获得草酸洗水和草酸钪，草酸钪经高温焙烧，最后获得纯度≥99.9％的氧化钪。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S1中，所述一段浸出用的硫酸溶液浓度≥0.5mol/L，优选为1～3.5mol/L；所述含钪废渣中钪含量≥50g/t，浸出时温度控制在20～50℃，控制浸出时间≤30min，优选为20～30min，浸出时液固比为硫酸溶液体积：含钪废渣质量＝1～10：1；所述二段浸出过程的硫酸法钛白废酸的钪含量≥5mg/L，浸出时温度≥20℃，优选50～98℃，浸出时间≥1h，优选为3～6h，浸出时液固比为硫酸法钛白废酸体积：钪富集残渣质量＝1～5：1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S2中，所述被还原的目标阳离子为三价铁，还原剂为铁、镁、锌或铝的金属粉末、焦亚硫酸钠、硫酸钠中的一种，还原剂用量为1～20g/L·含钪溶液，还原时温度≥40℃，优选为60～95℃；所述除锆用可溶性磷酸盐为磷酸钠、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠、磷酸钾、磷酸一氢钾或磷酸二氢钾，每升含钪浸出液中可溶性磷酸盐的加入量为0.06～2g，加入前配成溶液。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S3中，所述沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸盐、碳酸氢盐、氧化钙、氢氧化钙、氧化镁、氢氧化镁、氨水中的一种或两种以上，沉淀终点pH控制在3～6。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S4中，所述含钪沉淀物、碳酸钠、氧化钙的质量比为0.5～2：0.5～5：0.25～3；所述含钪沉淀物烘干至含水率≤3％，烘干后破碎至其粒径≤2cm，高温焙烧时以10～40℃/min的速率升温至温度≥800℃，并在该温度下保温≥3h，优选焙烧温度900～1300℃，焙烧时间5～8h；所述水洗时液固比为水体积：焙烧后混合物＝1～10：1；所述稀酸洗涤滤渣时，稀酸为硫酸或盐酸的水溶液，pH为0.5～2，洗涤时液固比为稀酸体积：滤渣质量＝1～30：1。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S5中，所述酸溶液为硫酸、盐酸、硝酸中的一种，氢离子浓度≥1mol/L，优选为2～7mol/L，浸出时液固比为酸溶液体积ml：钪富集滤渣干基质量g＝1～10：1；所述待还原目标阳离子为三价铁，还原剂为铁、镁、锌或铝的金属粉末、焦亚硫酸钠、硫酸钠中的一种，还原剂用量为0.1～3g/L·浸出液，还原时浸出液体系温度≥40℃，优选为60～95℃；所述沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸盐、碳酸氢盐、氧化钙、氢氧化钙、氧化镁、氢氧化镁、氨水中的一种或两种以上，沉淀终点pH控制在3～6；当含钪沉淀物的钪含量≥5％时，停止重复酸浸-还原-沉钪工序，获得钪含量更高的终极富钪料。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S6中，所述逆流洗涤用草酸浓度≥0.1mol/L，优选为0.3～1mol/L，洗涤时液固比为草酸溶液体积：终极富钪料干基重量＝1～10:1，逆流洗涤级数≥4，优选为5～10级，洗涤过滤后进行焙烧处理，焙烧时以5～10℃/min的速率升温到105～125℃烘干上述沉淀物至其含水率≤3％，继续以10～40℃/min的速率升温至温度≥700℃，并在该温度下保温≥3h，优选焙烧温度为800～1000℃，优选保温时间为5～8h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311637784.4A CN117758082A (zh) | 2023-12-01 | 2023-12-01 | 一种含钪废酸和废渣协同提钪的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311637784.4A CN117758082A (zh) | 2023-12-01 | 2023-12-01 | 一种含钪废酸和废渣协同提钪的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117758082A true CN117758082A (zh) | 2024-03-26 |
Family
ID=90309668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311637784.4A Pending CN117758082A (zh) | 2023-12-01 | 2023-12-01 | 一种含钪废酸和废渣协同提钪的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117758082A (zh) |
-
2023
- 2023-12-01 CN CN202311637784.4A patent/CN117758082A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105293564A (zh) | 一种钢铁厂含锌烟尘灰循环利用的方法 | |
| WO2022036775A1 (zh) | 一种从红土镍矿中回收多种有价金属及酸碱双介质再生循环的方法 | |
| CN102586610B (zh) | 一种从铝热法钒铁炉渣中同步提取钒、铝的清洁生产工艺 | |
| CN107098365B (zh) | 一种从锂云母矿中提取碳酸锂的方法 | |
| CN115140777B (zh) | 一种利用大洋锰结核生产软磁用锰铁复合料的方法 | |
| CN107619941A (zh) | 从钒铬渣中分离钒与铬的方法 | |
| WO2012171481A1 (zh) | 全面综合回收和基本无三废、零排放的湿法冶金方法 | |
| CN115216645A (zh) | 混合盐煅烧法从电解铝废渣中提锂方法 | |
| CN101555036A (zh) | 从高炉渣中提取TiO2及SiO2的方法 | |
| CN112111661A (zh) | 钒渣钙锰复合焙烧提钒的方法 | |
| CN111057876A (zh) | 一种用微乳液萃取制备高纯五氧化二钒的方法 | |
| CN110735032B (zh) | 一种钒钛铁共生矿处理工艺 | |
| CN117758080A (zh) | 一种钛白废酸和碱沉废渣协同提钪的方法 | |
| CN114988485A (zh) | 一种利用海洋多金属结核同步生产软磁用四氧化三锰和三氧化二铁的方法 | |
| CN109437251B (zh) | 一种利用熟石灰活化压浸锂辉石提锂盐的方法 | |
| CN116716480B (zh) | 一种高酸浸出结晶沉淀法回收赤泥中多种金属的方法 | |
| CN110643808B (zh) | 一种从低品位钨铁矿中提取钨的方法 | |
| CN109182868B (zh) | 一种低杂质钒铝合金及其制备方法 | |
| CN105219957B (zh) | 一种从石煤焙烧料中选择性浸出钒的方法 | |
| CN114480882B (zh) | 一种将钒钛磁铁矿中钛铁钒资源充分利用的方法 | |
| CN115976324A (zh) | 用于从煤矸石中提取铝-镓-锂体系的方法 | |
| CN113862494B (zh) | 富钛料的制备方法以及四氯化钛的制备方法 | |
| CN114959309A (zh) | 一种从钒钛磁铁矿中强化浸取钒的方法 | |
| CN117758082A (zh) | 一种含钪废酸和废渣协同提钪的方法 | |
| CN110629043B (zh) | 一种基于硫化铋矿相转化的提铋方法 |
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 |