JP2021172844A - Method for recovering rare metal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レアメタル回収方法に関する。より具体的には、レアメタルの一種であるＳｃの回収方法に関する。 The present invention relates to a rare metal recovery method. More specifically, the present invention relates to a method for recovering Sc, which is a kind of rare metal.
チタンはクロール法によりチタン鉱石から精製される。このクロール法では、チタン鉱石とコークスが流動床反応炉に投入され、塩素ガスが流動床反応炉の下部から吹入される。その結果、気体状の四塩化チタンが生成され、これを回収してマグネシウム等で還元し、最終的にはスポンジチタンが生成される。こうした一連の反応を通して、副生成物として、塩化残渣が生じる。塩化残渣には、なおも有用な物質が含まれており、これらの有用な物質を回収するための様々な試みが行われている。 Titanium is purified from titanium ore by the Kroll process. In this Kroll process, titanium ore and coke are charged into the fluidized bed reactor, and chlorine gas is blown in from the bottom of the fluidized bed reactor. As a result, gaseous titanium tetrachloride is produced, which is recovered and reduced with magnesium or the like, and finally titanium sponge is produced. Through such a series of reactions, a chloride residue is produced as a by-product. Chloride residues still contain useful substances, and various attempts have been made to recover these useful substances.
特許文献１では、塩化残渣から酸化チタン及び／又はコークスを回収する方法が開示されている。また、特許文献１では、塩化残渣に対して分級を行うこと、そして、分級の手段として液体サイクロン、及び湿式篩を開示している。特許文献２では、塩化残渣からＳｃを回収する方法を開示しており、その際に、前記塩化残渣を分級することを開示している。
特許文献２では、塩化残渣を分級したときに特定の画分に、Ｓｃが多く含まれることを開示している。これにより、Ｓｃの回収効率が向上するものの、依然として改良の余地があった。そこで、本発明は、回収効率を更に向上させたＳｃの回収方法を提供することを目的とする。
本発明者が鋭意検討したところ、２つの点を見出した。１つ目として、塩化残渣スラリーのロットによってＳｃの回収率にバラツキがあり、この原因として、塩化残渣のスラリーのｐＨのバラツキと関係があることを見出した。更には、２つ目として、分級後に塩化残渣のスラリーのｐＨを特定の範囲に調節することで、Ｓｃ回収効率が向上することを見出した。 As a result of diligent studies by the present inventor, two points were found. First, it was found that the Sc recovery rate varies depending on the lot of the chloride residue slurry, and that this is related to the pH variation of the chloride residue slurry. Secondly, it was found that the Sc recovery efficiency is improved by adjusting the pH of the slurry of the chloride residue to a specific range after classification.
本発明は、上記知見に基づいて完成され、一側面において、以下の発明を包含する。
（発明１）
Ｓｃを回収する方法であって、前記方法は、
Ｓｃを含む物質を分級する工程と、
前記分級後の画分に対してｐＨを３〜５の範囲に調節する工程と、
ｐＨ調節後の画分に対して、固液分離を行う工程と、
を含む、方法。
（発明２）
発明１の方法であって、前記分級後の画分のサイズの上限が、１０μｍ〜５５μｍである、方法。
（発明３）
発明１又は２の方法であって、前記固液分離を行う工程が、デカンタを実施することを含む、方法。
（発明４）
発明３の方法であって、前記デカンタを実施する際に、凝集剤を使用することを含む、方法。
（発明５）
発明３又は４の方法であって、前記方法は、
前記デカンタの実施により得られたスラリーからＳｃを浸出させる工程と、
Ｓｃを含む浸出後液から溶媒抽出を行う工程と、
を更に含む、方法。
（発明６）
発明１〜５のいずれか１つの方法であって、前記Ｓｃを含む物質が、チタン鉱石から四塩化チタンを製造する際に生じる塩化残渣である、方法。
The present invention has been completed based on the above findings and includes the following inventions in one aspect.
(Invention 1)
A method for recovering Sc, the method described above.
The process of classifying substances containing Sc and
The step of adjusting the pH to the range of 3 to 5 with respect to the fraction after the classification, and
The step of solid-liquid separation for the fraction after pH adjustment and
Including methods.
(Invention 2)
The method of the first invention, wherein the upper limit of the size of the fraction after the classification is 10 μm to 55 μm.
(Invention 3)
A method according to the
(Invention 4)
A method according to the third invention, which comprises using a flocculant when carrying out the decanter.
(Invention 5)
The method of the
The step of leaching Sc from the slurry obtained by carrying out the decanter, and
The step of extracting the solvent from the post-leaching liquid containing Sc, and
A method that further comprises.
(Invention 6)
A method according to any one of the
本発明は、一側面において、Ｓｃを含む物質を分級する工程と、前記分級後の画分に対してｐＨを３〜５の範囲に調節する工程とを含む。これにより、Ｓｃの回収効率が向上する。 In one aspect, the present invention includes a step of classifying a substance containing Sc and a step of adjusting the pH to a range of 3 to 5 with respect to the fraction after the classification. As a result, the recovery efficiency of Sc is improved.
以下、本発明を実施するための具体的な実施形態について説明する。以下の説明は、本発明の理解を促進するためのものである。即ち、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。 Hereinafter, specific embodiments for carrying out the present invention will be described. The following description is for facilitating the understanding of the present invention. That is, it is not intended to limit the scope of the present invention.
１．概要
一実施形態において、発明は、Ｓｃを回収する方法に関する。前記方法は、少なくとも以下の工程を含む。
・Ｓｃを含む物質を分級する工程
・分級後の画分に対してｐＨを３〜５の範囲に調節する工程
・ｐＨ調節後の画分に対して、固液分離を行う工程
以下では、各工程について詳述する。
1. 1. Summary In one embodiment, the invention relates to a method of recovering Sc. The method comprises at least the following steps.
-Step of classifying substances containing Sc-Step of adjusting pH to the range of 3 to 5 for the fraction after classification-Step of performing solid-liquid separation for the fraction after pH adjustment The process will be described in detail.
２．Ｓｃを含む物質を分級する工程
２−１．Ｓｃを含む物質
Ｓｃの回収源となるＳｃを含む物質は、特に限定されないが、好ましくは、チタン鉱石から四塩化チタンを製造する際に生じる塩化残渣であってもよい。
2. Step to classify substances containing Sc
2-1. Substance containing Sc The substance containing Sc, which is a recovery source of Sc, is not particularly limited, but may be a chloride residue generated when titanium tetrachloride is produced from titanium ore.
従来、チタンは、チタン鉱石からクロール法により精製されるのが一般的である。生成フローの一例として、チタン鉱石とコークスを流動床反応炉に投入する。そして、流動床反応炉の下部から塩素ガスを吹入させる。チタン鉱石は塩素ガスと反応し、四塩化チタンを生じる。四塩化チタンは反応炉内の温度では気体状態にある。この気体状態の四塩化チタンが、次の冷却システムに送られ、冷却される。冷却された四塩化チタンは液体状になり、回収される。 Conventionally, titanium is generally purified from titanium ore by the Kroll process. As an example of the generation flow, titanium ore and coke are put into a fluidized bed reactor. Then, chlorine gas is blown in from the lower part of the fluidized bed reactor. Titanium ore reacts with chlorine gas to produce titanium tetrachloride. Titanium tetrachloride is in a gaseous state at the temperature inside the reactor. This gaseous titanium tetrachloride is sent to the next cooling system for cooling. The cooled titanium tetrachloride becomes liquid and is recovered.
気体状態の四塩化チタンが次の冷却システムに送られる際に、気流に乗って微粉状の不純物が一緒に冷却システムに送られる。該不純物には、チタン以外の物質（例えば、Ｓｃ、Ｔｈ等）、未反応の鉱石、未反応のコークス等が含まれる。こうした不純物は、冷却システムにおいて、固体の形状で回収される。本明細書では、この回収された物を塩化残渣と呼ぶ。塩化残渣はスラリー化してもよいし、乾燥粒子群の形態であってもよい。典型的には、スラリー化した物を用いて、Ｓｃを回収することができる。 When the gaseous titanium tetrachloride is sent to the next cooling system, the fine powder impurities are sent to the cooling system together with the air flow. The impurities include substances other than titanium (for example, Sc, Th, etc.), unreacted ore, unreacted coke, and the like. These impurities are recovered in solid form in the cooling system. In the present specification, this recovered product is referred to as a chloride residue. The chloride residue may be slurryed or in the form of a group of dry particles. Typically, a slurry can be used to recover Sc.
２−２．分級する工程
Ｓｃを含む物は、様々なサイズの粒子が混合された状態で存在してもよい。この場合、いずれのサイズ範囲においても均等にＳｃが存在するというよりは、特定のサイズ範囲に偏在する可能性がある。
2-2. The thing containing the step Sc for classification may exist in a state where particles of various sizes are mixed. In this case, Sc may be unevenly distributed in a specific size range rather than being evenly distributed in any size range.
従って、分級することで、Ｓｃが最も多く含まれるサイズ範囲の画分を抽出することができる。これにより、物質全体に対するＳｃの含有量を向上させることができる。 Therefore, by classifying, the fraction in the size range containing the largest amount of Sc can be extracted. Thereby, the Sc content with respect to the whole substance can be improved.
分級は、乾式分級であってもよく、湿式分級であってもよい。好ましくは、湿式分級である。これにより、スラリー化した状態で画分を得ることができ、後述するｐＨ調節の際にリパルプする必要がなくなる。 The classification may be a dry classification or a wet classification. Wet classification is preferred. As a result, a fraction can be obtained in a slurry state, and it is not necessary to repulp at the time of pH adjustment described later.
また、具体的な分級手段として、篩別、沈降分級（例えば、ハイドロセパレータ、沈降槽等）、水力分級（例えば、サイザー、ハイドロッシレーター等）、遠心分級（例えば、液体サイクロン、遠心沈降機等）等が挙げられる。好ましくは、サイクロンであり、より好ましくは液体サイクロンである。サイクロンだと連続的に実施することができるため、生産効率の観点から好ましい。また、液体サイクロンだと、上記湿式分級のところで言及したように、スラリー化した状態で画分を得ることができ、後述するｐＨ調節の際にリパルプする必要がなくなる。従って、生産効率が向上する。 Further, as specific classification means, sieving, sedimentation classification (for example, hydroseparator, sedimentation tank, etc.), hydraulic classification (for example, sizer, hydroscillator, etc.), centrifugal classification (for example, liquid cyclone, centrifugal sedimentation machine, etc.), etc. ) Etc. can be mentioned. It is preferably a cyclone, more preferably a liquid cyclone. A cyclone is preferable from the viewpoint of production efficiency because it can be continuously implemented. Further, in the case of a liquid cyclone, as mentioned in the above-mentioned wet classification, a fraction can be obtained in a slurry state, and it is not necessary to repulp at the time of pH adjustment described later. Therefore, the production efficiency is improved.
分級した結果生じる画分は、少なくとも２つであるが、場合によっては、３つ以上の画分が生じてもよい。例えば、篩別の場合には、２つの画分を生じる。即ち、篩の上に残った粒子の画分（粗粒側）と、篩を通過した画分（細粒側）とを生じる。また、別の例として、排出口が３つ以上あるサイクロンを使用する場合、２つの篩を組み合わせて使用する場合等においては、粗粒、細粒、及び両者の中間サイズの粒といった３段階の画分を生じる。 The number of fractions resulting from the classification is at least two, but in some cases, three or more fractions may be produced. For example, in the case of sieving, two fractions are produced. That is, a fraction of particles remaining on the sieve (coarse grain side) and a fraction that has passed through the sieve (fine grain side) are generated. Further, as another example, when a cyclone having three or more outlets is used, when two sieves are used in combination, etc., there are three stages of coarse grains, fine grains, and grains of an intermediate size between the two. Produces a fraction.
このようにして、複数の画分を生成した後、最もＳｃを多く含む画分に対して後述するｐＨ調節を行う。なお、「Ｓｃを最も多く含む画分」とは、最もＳｃの純度が高い画分を意味してもよいし、或いは、最もＳｃの絶対量が大きい画分を意味してもよい。例えば、以下の２種類の画分が存在したと仮定する。
（画分１）全体量が１ｋｇの画分（Ｓｃを１００ｇ含み、Ｓｃの純度は１０％）
（画分２）全体量が２００ｇの画分（Ｓｃを５０ｇ含み、Ｓｃの純度は２５％）
純度が基準である場合、画分２が「Ｓｃを最も多く含む画分」となる。絶対量が基準である場合、画分１が「Ｓｃを最も多く含む画分」となる。
In this way, after generating a plurality of fractions, the pH of the fraction containing the largest amount of Sc is adjusted, which will be described later. The "fraction containing the largest amount of Sc" may mean the fraction having the highest purity of Sc, or may mean the fraction having the largest absolute amount of Sc. For example, it is assumed that the following two types of fractions exist.
(Fraction 1) Fraction with a total amount of 1 kg (containing 100 g of Sc, Sc purity is 10%)
(Fraction 2) Fraction with a total amount of 200 g (containing 50 g of Sc, Sc purity is 25%)
When the purity is the standard, the
ここで、複数の画分のうちどの画分が最もＳｃを多く含むかについては、予めサンプルの粒度分布及び各粒度ごとのＳｃ量を分析することによって決定することができる。同様に、分級する際の画分のサイズ範囲をどのように設定するかについても、予めサンプルの粒度分布及び各粒度ごとのＳｃ量を分析することによって決定することができる。一例としては、特許文献２に示す方法で行ってもよい。
Here, which of the plurality of fractions contains the largest amount of Sc can be determined by analyzing the particle size distribution of the sample and the amount of Sc for each particle size in advance. Similarly, how to set the size range of the fraction at the time of classification can be determined by analyzing the particle size distribution of the sample and the Sc amount for each particle size in advance. As an example, the method shown in
Ｓｃを含む物質の一例として、塩化残渣においては、粒子のサイズ範囲にＳｃが偏在している（例えば、特許文献２参照）。そこで、Ｓｃを最も多く含む画分としての粒子サイズの範囲の上限として、例えば、１０〜５５μｍに設定してもよい（好ましくは、４０μｍ以下、更に好ましくは、２７μｍ以下）。また、これに加えて、下限については、０〜５μｍに設定してもよい。 As an example of a substance containing Sc, in the chloride residue, Sc is unevenly distributed in the size range of the particles (see, for example, Patent Document 2). Therefore, the upper limit of the range of the particle size as the fraction containing the largest amount of Sc may be set to, for example, 10 to 55 μm (preferably 40 μm or less, more preferably 27 μm or less). In addition to this, the lower limit may be set to 0 to 5 μm.
また、一実施形態において、分級によって得られる細粒（例えば、上述したＳｃを最も多く含む画分）は、固体中のＳｃの分配が高いだけでなく、液が細粒側に分配されやすい条件で運転した場合、液に溶けたＳｃの分配も高い傾向にある。従って、このような理由からも、分級（例えば、篩別）によって、粗粒と細粒の画分が得られる場合、細粒側を回収することが好ましい。 Further, in one embodiment, the fine particles obtained by classification (for example, the fraction containing the largest amount of Sc described above) not only have a high distribution of Sc in the solid, but also have a condition that the liquid is easily distributed to the fine particles side. When operating in, the distribution of Sc dissolved in the liquid also tends to be high. Therefore, for this reason as well, when coarse-grained and fine-grained fractions can be obtained by classification (for example, sieving), it is preferable to recover the fine-grained side.
３．ｐＨを３〜５の範囲に調節する工程
上記分級工程を経てＳｃを最も多く含む画分を得た後は、当該画分に対してｐＨ調節を行う。もしも、上記分級工程が乾式の場合には、得られた画分をリパルプしてから、ｐＨ調節を行ってもよい。上記分級工程が湿式の場合には、得られた画分に対してリパルプを行わずに、ｐＨ調節を行ってもよい。
3. 3. Step of adjusting pH to the range of 3 to 5 After obtaining the fraction containing the largest amount of Sc through the above classification step, pH adjustment is performed on the fraction. If the classification step is a dry type, the obtained fraction may be repulped and then the pH may be adjusted. When the classification step is wet, the pH of the obtained fraction may be adjusted without repulping.
ｐＨを調節するための酸、及びアルカリについては、特に限定されず、公知の物質を使用することができる。例えば、酸については、塩酸、硫酸、硝酸などを使用することができる。一方で、例えば、アルカリについては、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）2、ＣａＣＯ3などを使用することができる。 The acid and alkali for adjusting the pH are not particularly limited, and known substances can be used. For example, as the acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid and the like can be used. On the other hand, for example, for alkali, NaOH, KOH, Ca (OH) 2 , CaCO 3 and the like can be used.
重要な点として、ｐＨを３〜５の範囲に調節することが挙げられる。ｐＨを３〜５の範囲に調節することで、スラリー中の液に溶解したＳｃの沈殿を促進することができる。これによって、Ｓｃの回収率が向上する。ｐＨが５を超えると、Ｓｃ以外の別の物質の沈殿を促進する可能性があり、その分後工程に不純物が持ち込まれることになり、不純物処理の負荷が増加する。一方で、ｐＨが３未満となると、スラリー中の液に溶解したＳｃの沈殿率が低下する可能性がある。好ましくは、ｐＨ３．５〜５であり、更に好ましくはｐＨ４．０〜４．６であってもよい。 An important point is to adjust the pH to the range of 3-5. By adjusting the pH in the range of 3 to 5, the precipitation of Sc dissolved in the liquid in the slurry can be promoted. This improves the Sc recovery rate. If the pH exceeds 5, the precipitation of other substances other than Sc may be promoted, and impurities are brought into the post-process by that amount, which increases the load of impurity treatment. On the other hand, if the pH is less than 3, the precipitation rate of Sc dissolved in the liquid in the slurry may decrease. The pH is preferably 3.5 to 5, and more preferably pH 4.0 to 4.6.
また、別途重要な点として、Ｓｃを含む物質が塩化残渣の場合、ｐＨ調節前の状態だと、ロットによるｐＨの変動幅が大きい。そして、Ｓｃの回収率は、ｐＨと相関する（ｐＨによって、Ｓｃの固体への分配率が変わる）ため、塩化残渣ごとに回収率が安定しない可能性がある。しかし、塩化残渣のｐＨを所定の範囲に調節することで、回収率を安定させることができる。 Further, as another important point, when the substance containing Sc is a chloride residue, the fluctuation range of pH depending on the lot is large in the state before pH adjustment. Since the recovery rate of Sc correlates with pH (the distribution rate of Sc to a solid changes depending on pH), the recovery rate may not be stable for each chloride residue. However, the recovery rate can be stabilized by adjusting the pH of the chloride residue to a predetermined range.
また、更に重要な点として、分級前にｐＨ調節をやってしまうと、粒子が粗大化してしまうので、所定の画分に入らない可能性がある。そして、所定の画分に入らないことで、Ｓｃの回収効率が落ちる可能性がある。従って、ｐＨ調節は、分級後に行う。 Further, more importantly, if the pH is adjusted before the classification, the particles become coarse and may not be included in the predetermined fraction. Then, if it does not fall within the predetermined fraction, the Sc recovery efficiency may decrease. Therefore, pH adjustment is performed after classification.
４．ｐＨ調節後の画分に対して、固液分離を行う工程
ｐＨ調節後は、画分に対して固液分離を行う。これにより、Ｓｃが濃縮される。固液分離の手段としては、濾過（例えば、フィルタープレス、タワープレス、ベルトプレス、オリバーフィルター等）、デカンタ（例えば、スクリューデカンタ等）等が挙げられる。好ましくは、デカンタを使用して固液分離を行う。この理由として、濾過を使用する場合、連続的に実施することが難しい。また、デカンタと比べると、濾過の設備（特にフィルタープレスの設備）のサイズは大きいので（例えば、濾過面積が９０ｍ2程度）、有限のスペースで実施するには好ましくない。この点、デカンタ（特にスクリューデカンタ）は、連続的に実施することができ、濾過設備と比べて設備サイズが小さい。更には、デカンタの場合、スラリー状態で排出されるため、後工程の浸出の際にリパルプする必要がない。
4. Step of performing solid-liquid separation on the fraction after pH adjustment After pH adjustment, solid-liquid separation is performed on the fraction. As a result, Sc is concentrated. Examples of the solid-liquid separation means include filtration (for example, filter press, tower press, belt press, Oliver filter, etc.), decanter (for example, screw decanter, etc.) and the like. Preferably, a decanter is used to perform solid-liquid separation. The reason for this is that when filtration is used, it is difficult to carry out continuously. Further, since the size of the filtration equipment (particularly the filter press equipment) is larger than that of the decanter (for example, the filtration area is about 90 m 2 ), it is not preferable to carry out in a finite space. In this respect, the decanter (particularly the screw decanter) can be continuously implemented, and the equipment size is smaller than that of the filtration equipment. Furthermore, in the case of a decanter, since it is discharged in a slurry state, it is not necessary to repulp it at the time of leaching in the subsequent process.
濾過（例えばフィルタープレス）を実施する場合の条件については、特に限定されず、当分野で公知の条件を採用すればよい。 The conditions for performing filtration (for example, filter press) are not particularly limited, and conditions known in the art may be adopted.
また、デカンタを実施する場合の条件についても、特に限定されない。例えば、巴工業株式会社製遠心濃縮機ＢＤＮ００６を用いた場合の条件を示すと、遠心力２１００Ｇであってもよい。また、処理速度については、下限は特に限定されないが、大きいほど生産性が向上するので、４００Ｌ／ｈ以上であってもよい（好ましくは、６００Ｌ／ｈ以上）。処理速度が大きいほど生産性が向上するが、一方で固体の回収率が低下するので、例えば、１０００Ｌ／ｈ以下（好ましくは８００Ｌ／ｈ以下）であってもよい。 Further, the conditions for carrying out the decanter are not particularly limited. For example, when the conditions when the centrifugal concentrator BDN006 manufactured by Tomoe Engineering Co., Ltd. is used, the centrifugal force may be 2100 G. The lower limit of the processing speed is not particularly limited, but the higher the processing speed, the higher the productivity. Therefore, the processing speed may be 400 L / h or more (preferably 600 L / h or more). The higher the treatment rate, the higher the productivity, but on the other hand, the recovery rate of the solid decreases. Therefore, for example, it may be 1000 L / h or less (preferably 800 L / h or less).
スラリーの濃度は、例えば、１〜２０ｇ／Ｌ（好ましくは、２〜１０ｇ／Ｌ）であってもよい。また、Ｓｃの回収率を向上させる為に、デカンタを実施する際に、凝集剤を添加してもよい。凝集剤の種類としては、特に限定されないが、例えば、ポリアクリルアミド系の高分子凝集剤（商品名：アコフロック Ａ−２３５Ｈ）等が挙げられる。凝集剤の添加量についても、特に限定されず、固形物（スラリー）の重量に対して、０．０４％以上であってもよい。 The concentration of the slurry may be, for example, 1 to 20 g / L (preferably 2 to 10 g / L). Further, in order to improve the recovery rate of Sc, a flocculant may be added when carrying out the decanter. The type of the flocculant is not particularly limited, and examples thereof include a polyacrylamide-based polymer flocculant (trade name: Akovloc A-235H). The amount of the flocculant added is also not particularly limited, and may be 0.04% or more with respect to the weight of the solid substance (slurry).
５．それ以降の工程（浸出、溶媒抽出等）
上記固液分離を行った後の固体の画分については、適宜公知の技術を使用してＳｃを回収することができる。例えば、固液分離（例えばデカンタ）の実施により得られた画分（例えば、スラリー）からＳｃを浸出させる工程を更に実施してもよい。そして、Ｓｃを含む浸出後液から溶媒抽出を行う工程を実施してもよい。
5. Subsequent steps (leaching, solvent extraction, etc.)
For the solid fraction after the solid-liquid separation, Sc can be recovered by using a known technique as appropriate. For example, a step of leaching Sc from the fraction (for example, slurry) obtained by carrying out solid-liquid separation (for example, decanter) may be further carried out. Then, a step of extracting the solvent from the liquid after leaching containing Sc may be carried out.
上記浸出条件、及び溶媒抽出条件については、特に限定されず、当分野で公知の条件を採用すればよい。 The leaching conditions and solvent extraction conditions are not particularly limited, and conditions known in the art may be adopted.
溶媒抽出後は、Ｓｃ（ＯＨ）3の形態でＳｃを回収することができ、更にか焼して、Ｓｃ2Ｏ3の形態で回収することができる。もしくは、得られたＳｃ（ＯＨ）3を浸出し、シュウ酸等のカルボン酸を用いてスカンジウムをカルボン酸スカンジウムの形で沈殿させ更にか焼して、Ｓｃ2Ｏ3の形態で回収することができる。 After the solvent extraction, Sc can be recovered in the form of Sc (OH) 3 , and further can be calcined and recovered in the form of Sc 2 O 3. Alternatively, the obtained Sc (OH) 3 can be leached, and scandium can be precipitated in the form of scandium carboxylic acid using a carboxylic acid such as oxalic acid, further calcined, and recovered in the form of Sc 2 O 3. can.
以下、本発明の理解を促進するため、更に具体的な実施例を開示する。 Hereinafter, in order to promote understanding of the present invention, more specific examples will be disclosed.
塩化残渣は、チタン製錬において揮発した四塩化チタンを回収するための炉において、固形物として回収された物質である。該塩化残渣は、東邦チタニウム株式会社から入手した。また、該塩化残渣は、水洗済みのスラリー状態であった。 Chloride residue is a substance recovered as a solid substance in a furnace for recovering titanium tetrachloride volatilized in titanium smelting. The chloride residue was obtained from Toho Titanium Co., Ltd. Further, the chloride residue was in a slurry state after being washed with water.
スラリー、固体及び溶液中におけるＳｃの量の分析については、アルカリ融解−ＩＣＰ発光分光分析法を用いた（ＩＣＰ−ＡＥＳ、セイコーインスツル株式会社製、ＳＰＳ７７００）。 For the analysis of the amount of Sc in the slurry, solid and solution, an alkali melting-ICP emission spectroscopic analysis method was used (ICP-AES, manufactured by Seiko Instruments Inc., SPS7700).
６．実施例１
塩化残渣スラリーに対して、以下の条件で液体サイクロンを実施した。
装置名 ：ＫＳ−１５（ｉｎｄｕｓｔｒｉａ社製）
ポンプ名 ：ＭＤ−４０ＲＺ（イワキ）
実流量 ：１１．２Ｌ／ｍｉｎ
圧力 ：０．１４ＭＰａ
スラリー濃度：０．８ｗｔ％
スラリー量 ：１００Ｌ（分級点５５μｍ）
6. Example 1
A liquid cyclone was carried out on the chloride residue slurry under the following conditions.
Device name: KS-15 (manufactured by industria)
Pump name: MD-40RZ (Iwaki)
Actual flow rate: 11.2L / min
Pressure: 0.14 MPa
Slurry concentration: 0.8 wt%
Slurry amount: 100 L (classification point 55 μm)
液体サイクロンにより回収された細粒スラリーに対して、ＮａＯＨを添加して、スラリーのｐＨを４．５に調節した。ｐＨ調節後は、フィルタープレスを行い、Ｓｃが含まれる中和ケーキ（Ｓｃ濃縮原料）を回収した。Ｓｃ濃縮原料中のＳｃ含有量を分析した。分級前の塩化残渣に含まれるＳｃの量を１００％としたときに、８８％がＳｃ濃縮原料に分配された。Ｓｃ濃縮原料を再度リパルプし、塩酸による浸出、ＮａＯＨによる中和、Ｄ２ＥＨＰＡ（Ｄｉ−（２−ｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌ）ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ ａｃｉｄ）による溶媒抽出等を行いＳｃ（ＯＨ）3を得た。分級前の塩化残渣に含まれるＳｃの量を１００％としたときに、６３％が、Ｓｃ（ＯＨ）3の形態で回収された。 NaOH was added to the fine-grained slurry recovered by the liquid cyclone to adjust the pH of the slurry to 4.5. After adjusting the pH, a filter press was performed to recover the neutralized cake (Sc concentrated raw material) containing Sc. The Sc content in the Sc concentrated raw material was analyzed. When the amount of Sc contained in the chloride residue before classification was 100%, 88% was distributed to the Sc concentrated raw material. The Sc-concentrated raw material was re-pulped again, and leaching with hydrochloric acid, neutralization with NaOH, solvent extraction with D2EHPA (Di- (2-ethylhexyl) phosphoric acid) and the like were carried out to obtain Sc (OH) 3. When the amount of Sc contained in the chloride residue before classification was 100%, 63% was recovered in the form of Sc (OH) 3.
７．実施例２
上記実施例１と同じ条件で、液体サイクロン及びｐＨ調節を行った。液体サイクロンにより回収されたｐＨ調節後のスラリーに対して、０．１％の濃度で溶解したポリアクリルアミド系の高分子凝集剤（商品名：アコフロック Ａ−２３５Ｈ）をＳｃ濃縮スラリー１Ｌに対して１６ｍｌ添加して、スクリューデカンタ（巴工業株式会社製遠心濃縮機ＢＤＮ００６）によって濃縮操作を行い、Ｓｃ濃縮スラリーを得た。Ｓｃ濃縮スラリー中のＳｃ含有量を分析した。分級前の塩化残渣に含まれるＳｃの量を１００％としたときに、８８％がＳｃ濃縮スラリーに分配された。Ｓｃ原料を実施例１と同じ条件で、塩酸による浸出、ＮａＯＨによる中和、Ｄ２ＥＨＰＡによる溶媒抽出を行いＳｃ（ＯＨ）3を得た。分級前の塩化残渣に含まれるＳｃの量を１００％としたときに、６３％が、Ｓｃ（ＯＨ）3の形態で回収された。
7. Example 2
The liquid cyclone and pH were adjusted under the same conditions as in Example 1 above. 16 ml of a polyacrylamide-based polymer flocculant (trade name: Akovloc A-235H) dissolved at a concentration of 0.1% was added to 1 L of Sc concentrated slurry with respect to the pH-adjusted slurry recovered by the liquid cyclone. The mixture was added and concentrated by a screw decanter (centrifugal concentrator BDN006 manufactured by Tomoe Kogyo Co., Ltd.) to obtain a Sc-concentrated slurry. The Sc content in the Sc concentrated slurry was analyzed. When the amount of Sc contained in the chloride residue before classification was 100%, 88% was distributed to the Sc concentrated slurry. Sc (OH) 3 was obtained by leaching the Sc raw material with hydrochloric acid, neutralizing with NaOH, and extracting the solvent with D2EHPA under the same conditions as in Example 1. When the amount of Sc contained in the chloride residue before classification was 100%, 63% was recovered in the form of Sc (OH) 3.
８．比較例
上記実施例１と同じ条件で、液体サイクロンを行った。液体サイクロンにより回収された細粒スラリーに対して、実施例１と同じ条件でフィルタープレスを行い、Ｓｃを濃縮した。Ｓｃ濃縮原料中のＳｃ含有量を分析した。分級前の塩化残渣に含まれるＳｃの量を１００％としたときに、５９〜８０％がＳｃ濃縮原料に分配された。Ｓｃ濃縮原料を再度リパルプし、実施例１と同じ条件で、塩酸による浸出、ＮａＯＨによる中和、Ｄ２ＥＨＰＡによる溶媒抽出を行いＳｃ（ＯＨ）3を得た。上記５９〜８０％のＳｃのうち、４９〜６１％が、Ｓｃ（ＯＨ）3の形態で回収された。
8. Comparative Example A liquid cyclone was carried out under the same conditions as in Example 1 above. The fine-grained slurry recovered by the liquid cyclone was filter-pressed under the same conditions as in Example 1 to concentrate Sc. The Sc content in the Sc concentrated raw material was analyzed. When the amount of Sc contained in the chloride residue before classification was 100%, 59 to 80% was distributed to the Sc concentrated raw material. The Sc-concentrated raw material was re-pulped again, and under the same conditions as in Example 1, leaching with hydrochloric acid, neutralization with NaOH, and solvent extraction with D2EHPA were performed to obtain Sc (OH) 3. Of the 59-80% Sc, 49-61% was recovered in the form of Sc (OH) 3.
ここで、Ｓｃ（ＯＨ）3の形態で回収された際に、Ｓｃの回収量が低かった場合（４９％）、液体サイクロンにかける前の塩化残渣スラリーのｐＨが低かった（ｐＨ＝２）。一方で、Ｓｃの回収量が高かった場合（６１％）、液体サイクロンにかける前の塩化残渣スラリーのｐＨが高かった（ｐＨ＝４）。このことから、塩化残渣のロットによって、ｐＨが変動し、これに依存して、回収率が大きく変動することが示された。 Here, when the amount of Sc recovered was low (49%) when recovered in the form of Sc (OH) 3 , the pH of the chloride residue slurry before being subjected to the liquid cyclone was low (pH = 2). On the other hand, when the amount of Sc recovered was high (61%), the pH of the chloride residue slurry before being applied to the liquid cyclone was high (pH = 4). From this, it was shown that the pH fluctuates depending on the lot of the chloride residue, and the recovery rate fluctuates greatly depending on the pH.
しかし、上記実施例では、いずれもｐＨ調節を行っているため、回収率が大きく変動することはなかった（６３％±５）。また、ｐＨを所定の範囲に調節することで、回収率が向上することが示された。 However, in all of the above examples, since the pH was adjusted, the recovery rate did not fluctuate significantly (63% ± 5). It was also shown that adjusting the pH to a predetermined range improves the recovery rate.
９．実施例３
Ｓｃが溶解した水溶液を準備し、ｐＨを「１．５」、「２」、「３」、「４．５」に調節して、Ｓｃが沈殿として固体に分配される割合を調査した。結果を図１に示す。ｐＨが３以上になると、Ｓｃの固体への分配が１００％に近い値となる。従って、上記ｐＨ調節の際にはｐＨを３以上に調節することが好ましいことが示された。
9. Example 3
An aqueous solution in which Sc was dissolved was prepared, the pH was adjusted to "1.5", "2", "3", and "4.5", and the ratio of Sc being distributed to the solid as a precipitate was investigated. The results are shown in FIG. When the pH becomes 3 or more, the distribution of Sc to a solid becomes a value close to 100%. Therefore, it was shown that it is preferable to adjust the pH to 3 or more when adjusting the pH.
以上、本発明の具体的な実施形態について説明してきた。上記実施形態は、本発明の具体例に過ぎず、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上述の実施形態の１つに開示された技術的特徴は、他の実施形態に適用することができる。また、特記しない限り、特定の方法については、一部の工程を他の工程の順序と入れ替えることも可能であり、特定の２つの工程の間に更なる工程を追加してもよい。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって規定される。 The specific embodiments of the present invention have been described above. The above-described embodiment is merely a specific example of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the technical features disclosed in one of the above embodiments can be applied to other embodiments. Further, unless otherwise specified, for a specific method, it is possible to replace some steps with the order of other steps, and an additional step may be added between the two specific steps. The scope of the present invention is defined by the claims.
Claims (6)
Ｓｃを含む物質を分級する工程と、
前記分級後の画分に対してｐＨを３〜５の範囲に調節する工程と、
ｐＨ調節後の画分に対して、固液分離を行う工程と、
を含む、方法。 A method for recovering Sc, the method described above.
The process of classifying substances containing Sc and
The step of adjusting the pH to the range of 3 to 5 with respect to the fraction after the classification, and
The step of solid-liquid separation for the fraction after pH adjustment and
Including methods.
前記デカンタの実施により得られたスラリーからＳｃを浸出させる工程と、
Ｓｃを含む浸出後液から溶媒抽出を行う工程と、
を更に含む、方法。 The method according to claim 3 or 4, wherein the method is
The step of leaching Sc from the slurry obtained by carrying out the decanter, and
The step of extracting the solvent from the post-leaching liquid containing Sc, and
A method that further comprises.
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