JP7311349B2 - Scandium recovery method - Google Patents

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Description

本開示は、スカンジウム(Sc)を回収する方法に関する。 The present disclosure relates to a method of recovering scandium (Sc).

Scは、様々な用途で利用されるレアメタルである。用途の例として、メタルハライドランプ、アルミニウム合金添加物、レーザー用単結晶のための添加剤、及びルイス酸触媒等があげられる。 Sc is a rare metal used in various applications. Examples of applications include metal halide lamps, aluminum alloy additives, additives for laser single crystals, and Lewis acid catalysts.

Ti、Fe及びCuの場合には、それぞれ、チタン鉱石、鉄鉱石、及び銅鉱石から精製することができる。しかし、これらの金属とは異なり、Scを多量に含む鉱石は存在しない。実際には、一例として、ニッケル鉱石又はチタン鉱石から目的とする金属成分(即ち、Ni又はTi)を抽出した後、その残渣からScを回収している。しかし、残渣中に含まれるSc量は微量であり、しかも、不純物が多い。従って、Scを抽出するには様々な工夫が必要となる。 Ti, Fe and Cu can be purified from titanium ores, iron ores and copper ores, respectively. However, unlike these metals, there are no ores rich in Sc. In practice, as an example, Sc is recovered from the residue after the target metal component (that is, Ni or Ti) is extracted from nickel ore or titanium ore. However, the amount of Sc contained in the residue is very small and there are many impurities. Therefore, various measures are required to extract Sc.

特許文献1(特開2000-313928号)では、ニッケル含有鉱石からScを回収する方法を開示している。より具体的には、当該文献は、鉱石からScを浸出させた後、pHを調整する複数の中和工程を実施することを開示している。 Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-313928) discloses a method for recovering Sc from nickel-containing ores. More specifically, the document discloses performing multiple neutralization steps to adjust the pH after leaching Sc from the ore.

特許文献2(国際公開第2016/031699号)では、チタン鉱石由来の残渣からScを浸出させ、さらにpHの調整を複数段階にわたって行うことを開示している。これによって、Scの溶解状態を維持しつつ、他の金属元素を沈殿させたり、又はその逆を行ったりすることを開示している。 Patent Literature 2 (International Publication No. 2016/031699) discloses leaching Sc from a titanium ore-derived residue and adjusting the pH in multiple steps. This discloses precipitating other metal elements while maintaining the dissolved state of Sc, or vice versa.

特開2000-313928号公報JP-A-2000-313928 国際公開第2016/031699号WO2016/031699

しかしながら、従来のスカンジウム生成技術でも不純物は完全に排除できるわけではなく、アルカリ金属、遷移金属、希土類などの不純物が依然として多く含まれる場合があり、まだ検討の余地がある。 However, even conventional scandium generation techniques cannot completely eliminate impurities, and impurities such as alkali metals, transition metals, and rare earths may still be contained in large amounts, and there is still room for investigation.

そこで、本開示は、不純物を低減することが可能なスカンジウムの回収方法を提供する。 Therefore, the present disclosure provides a scandium recovery method capable of reducing impurities.

本発明の実施の形態は一側面において、水酸化スカンジウムを含む固形物を水洗する水洗工程と、水洗後の固形物を含む水溶液のpHを2.0~5.0に調整してScを浸出させる浸出工程と、浸出工程で得られる浸出液を、残渣と溶液とに分離する分離工程と、溶液中のScを沈殿させる沈殿工程とを含むスカンジウムの回収方法である。 In one aspect of the embodiment of the present invention, a water washing step of washing solids containing scandium hydroxide with water, and adjusting the pH of the aqueous solution containing the solids after washing to 2.0 to 5.0 to leach Sc a separation step of separating the leachate obtained in the leaching step into a residue and a solution; and a precipitation step of precipitating Sc in the solution.

本開示によれば、不純物を低減することが可能なスカンジウムの回収方法が提供できる。 According to the present disclosure, a scandium recovery method capable of reducing impurities can be provided.

一実施形態において、水酸化スカンジウムを含む固形物中のScの溶解とpHの関係を表す。In one embodiment, the relationship between Sc dissolution and pH in solids comprising scandium hydroxide is shown. 図2(a)は、沈殿工程前のSc溶解液のpHとシュウ酸スカンジウムの沈殿率との関係を表すグラフの一例を示し、図2(b)は、Sc溶解液にシュウ酸を添加した後のpHとシュウ酸スカンジウムの沈殿率との関係を表すグラフの一例を示す。FIG. 2(a) shows an example of a graph showing the relationship between the pH of the Sc solution before the precipitation step and the precipitation rate of scandium oxalate, and FIG. 2(b) shows an example in which oxalic acid was added to the Sc solution. An example of a graph showing the relationship between subsequent pH and scandium oxalate precipitation rate is shown. 水酸化スカンジウムを含む固形物の水洗工程終了時のpHと洗浄液へのScロス率との関係の一例を表すグラフである。4 is a graph showing an example of the relationship between the pH of solids containing scandium hydroxide at the end of a water washing step and the Sc loss rate to the washing liquid.

以下、本開示の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、本開示の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。 Specific embodiments for carrying out the invention of the present disclosure will be described below. The following discussion is intended to facilitate understanding of the invention of this disclosure. it is not intended to limit the scope of the invention.

1.概要
本発明の実施の形態に係る方法は、Scを回収する方法に関し、少なくとも以下の工程を含む。
・水酸化スカンジウムを含む固形物を水洗する工程
・水洗後の固形物を含む水溶液のpHを2.0~5.0に調整してScを浸出させる工程
・上記工程で得られる浸出液を、残渣と溶液とに分離する工程
・溶液中のScを沈殿させる工程
以下、上記方法の詳細について説明する。
1. Overview A method according to an embodiment of the present invention relates to a method for recovering Sc and includes at least the following steps.
- A step of washing the solids containing scandium hydroxide with water - A step of adjusting the pH of the aqueous solution containing the washed solids to 2.0 to 5.0 to leach Sc - The leachate obtained in the above step is Step of separating into solution and step of precipitating Sc in the solution The above method will be described in detail below.

2.原材料
Scの回収対象物(原材料)としては、水酸化スカンジウムを含む固形物が用いられる。当該固形物は、水酸化スカンジウム以外に様々な不純物を含む。例えば、固形物に含まれる不純物の元素は、Si、P、Cl、Na、Ca、Al、Ti、Fe、Cu、Nb、Zr、Hf等がある。典型的には、水酸化スカンジウムを含む固形物は、Tiを0.1%以上(好ましくは、0.1%以上1.0%以下)含んでもよい。
2. raw materials
A solid substance containing scandium hydroxide is used as an object (raw material) for Sc recovery. The solid matter contains various impurities in addition to scandium hydroxide. For example, the impurity elements contained in the solid matter include Si, P, Cl, Na, Ca, Al, Ti, Fe, Cu, Nb, Zr, Hf, and the like. Typically, the solid containing scandium hydroxide may contain 0.1% or more (preferably 0.1% or more and 1.0% or less) of Ti.

一実施態様において、水酸化スカンジウムを含む固形物は、以下の工程を経て得ることができる。
・Scを含む溶液からScを溶媒抽出する工程、
・NaOHによりScを逆抽出することにより水酸化スカンジウムを得る工程
In one embodiment, a solid containing scandium hydroxide can be obtained through the following steps.
a step of solvent extraction of Sc from a solution containing Sc;
- Obtaining scandium hydroxide by back-extracting Sc with NaOH

例えば、Scを溶媒抽出する工程においては、Scを含む溶液に、D2EHPA(Bis(2-ethylhexyl)phosphate)及びTBP(リン酸トリブチル)の混合溶媒を添加することができる。これにより、油相側にScを移動させることができる一方で、Sc以外のいくつかの元素(例えば、Nb、Cr等)を水相側(Sc抽出後液)に残すことができる。 For example, in the step of extracting Sc with a solvent, a mixed solvent of D2EHPA (Bis(2-ethylhexyl) phosphate) and TBP (tributyl phosphate) can be added to the solution containing Sc. As a result, Sc can be moved to the oil phase side, while some elements other than Sc (for example, Nb, Cr, etc.) can be left in the water phase side (the liquid after Sc extraction).

この後、油相側に、NaOHを添加して、Sc逆抽出を行うことができる。これにより、水酸化スカンジウムの形態でScが水相側に存在する。また、必要に応じて、逆抽出を行う前に、Scが移動してきた油相側に、HClやNaClを添加してスクラビングを行ってもよい。これにより、Ti、Fe、V、Th等の混入を減少させることができる。 After this, NaOH can be added to the oil phase side to perform Sc back extraction. As a result, Sc exists in the aqueous phase in the form of scandium hydroxide. If necessary, HCl or NaCl may be added to the oil phase to which Sc has migrated to perform scrubbing before back extraction. This makes it possible to reduce the contamination of Ti, Fe, V, Th, and the like.

上述のようなScを溶媒抽出する工程、及びScを逆抽出する工程を経て、ある程度不純物を軽減させることが可能である。しかし、逆抽出により水相側に移行した水酸化スカンジウムを含む固形物には依然として不純物が残存している。従って、Scの純度を向上させる余地が残されている。 Impurities can be reduced to some extent through the step of solvent-extracting Sc and the step of back-extracting Sc as described above. However, impurities still remain in the solid matter containing scandium hydroxide that has migrated to the aqueous phase side due to back extraction. Therefore, there is still room for improving the purity of Sc.

好ましい実施形態において、溶媒抽出する対象であるScを含む溶液は、鉱石に由来するものであってもよい。鉱石の例としては、ニッケルを含む鉱石、及びチタンを含む鉱石等が挙げられる。チタンを含む鉱石を例に説明すると、当該鉱石を塩素化反応させることによって、四塩化チタンを生じる。当該塩素化反応後、チタンが四塩化チタンの形態で鉱石から出ていき、結果として、残渣が生じる。当該残渣には、Sc等のレアメタルが含まれている。当該残渣を回収し、酸性溶液により、残渣からScを浸出させることができる。浸出させた後は、Scを沈殿させることができる。Scを含む浸出液は、その後、上述した溶媒抽出を行うことができる。 In a preferred embodiment, the solution containing Sc to be solvent extracted may be derived from ores. Examples of ores include nickel-containing ores and titanium-containing ores. Taking an ore containing titanium as an example, titanium tetrachloride is produced by chlorinating the ore. After the chlorination reaction, titanium leaves the ore in the form of titanium tetrachloride, resulting in a residue. The residue contains rare metals such as Sc. The residue can be recovered and the Sc can be leached from the residue with an acidic solution. After leaching, Sc can be precipitated. The Sc-containing leachate can then be subjected to solvent extraction as described above.

上述の特許文献2では、鉱石から浸出した後のSc溶液に対して(換言すれば、溶媒抽出操作を行う前のSc溶液に対して)、特定のpHに調整することで、Scの純度を上げることを開示している。一方で、本開示の一実施形態における方法は、上述した溶媒抽出後の工程で得られた水酸化スカンジウムを含む固形物の処理において、pHの調整を行う。一般的に、固形物から浸出する際のSc及び浸出した後のSc溶液において、Scは多様な化合物形態で存在する。そして、特許文献2では、Scに関する多様な化合物形態に応じて最適なpHを開示している。一方で、本開示の一実施形態における方法では、Scは水酸化スカンジウム形態であり、当該形態に応じた最適なpHを採用している。 In the above-mentioned Patent Document 2, the Sc solution after leaching from the ore (in other words, the Sc solution before the solvent extraction operation) is adjusted to a specific pH, thereby increasing the purity of Sc. disclosed to raise On the other hand, the method in one embodiment of the present disclosure adjusts the pH in processing the solid matter containing scandium hydroxide obtained in the step after the solvent extraction described above. In general, Sc exists in various compound forms during Sc leaching from solids and in Sc solutions after leaching. Patent document 2 discloses the optimum pH according to various compound forms regarding Sc. On the other hand, in the method of one embodiment of the present disclosure, Sc is in the form of scandium hydroxide, and the optimum pH is adopted for that form.

上述したScを溶媒抽出する工程、及びScを逆抽出する工程を経て、水酸化スカンジウムスラリーが得られる。ここで逆抽出を適切に行うことにより、油と水酸化スカンジウムスラリーとを効率良く分離させることができる。分離したスラリーと油を分液し、スラリーに対してろ過等の固液分離等を行うことで、本実施形態に係る処理に好適な水酸化スカンジウムを含む固形物が得られる。 A scandium hydroxide slurry is obtained through the step of solvent-extracting Sc and the step of back-extracting Sc. By properly performing the back extraction, the oil and the scandium hydroxide slurry can be efficiently separated. By separating the separated slurry and oil and subjecting the slurry to solid-liquid separation such as filtration, a solid containing scandium hydroxide suitable for the treatment according to the present embodiment can be obtained.

3.水洗工程
水酸化スカンジウムを含む固形物を水洗する。これにより、幾つかの不純物(例えば、NaOH)を除去することができる。より好ましい実施形態では、水洗に用いられる溶液のpHを5.0を超えて7.0以下、更に好ましくは5.0を超えて6.0以下、更には5.5~6.0の範囲に調整する。pHの調整方法は特に限定されないが、典型的には塩酸を用いることができる。上記のpH範囲で水洗することで、水酸化スカンジウムの溶解を防ぎながら不純物、特に希土類元素、中でも特にLa、Ce、Pr等の軽希土類元素を除去することができる。
3. Water washing process
The solid matter containing scandium hydroxide is washed with water. This can remove some impurities (eg NaOH). In a more preferred embodiment, the pH of the solution used for washing with water is more than 5.0 and 7.0 or less, more preferably more than 5.0 and 6.0 or less, more preferably in the range of 5.5 to 6.0. adjust to Although the method for adjusting the pH is not particularly limited, typically hydrochloric acid can be used. By washing with water in the above pH range, it is possible to remove impurities, particularly rare earth elements, especially light rare earth elements such as La, Ce, and Pr, while preventing dissolution of scandium hydroxide.

水洗後、水酸化スカンジウムを含む固形物を次項で述べる浸出工程で処理する。必要に応じて、水洗後、水酸化スカンジウムを含む固形物に対して、ろ過及び乾燥をさせてもよい。 After washing with water, the solids containing scandium hydroxide are treated in the leaching process described in the next section. If necessary, after washing with water, the solid matter containing scandium hydroxide may be filtered and dried.

4.浸出工程
水洗後の水酸化スカンジウムを含む固形物に対して、浸出処理を行って、Scを溶液中に浸出させる。浸出させる際の溶液のpHは2.0~5.0、好ましくは2.0~4.5、更に好ましくは3.5~4.5である。pHが5.0を超えると、Scの浸出率が低下する場合がある。pH2.0未満の場合、Scの浸出率は良好であるがSc以外の他の不純物(例えば、Ti、Fe等)が浸出する可能性がある。pHの調整方法は特に限定されないが、好ましくは、塩酸を用いることができる。塩酸を用いた場合、Clの存在は、その後の回収に際しScを金属化する工程において悪影響を与えにくい点で好ましい。また、塩酸を用いることにより、硫黄Sを含む硫酸等を用いる場合に比べて、pH調整のための溶液に起因する不純物が混入する可能性を低減させることができる。
4. Leaching process
After washing with water, the solid containing scandium hydroxide is subjected to a leaching treatment to make Sc leached into the solution. The pH of the solution during leaching is 2.0-5.0, preferably 2.0-4.5, more preferably 3.5-4.5. If the pH exceeds 5.0, the Sc leaching rate may decrease. If the pH is less than 2.0, the leaching rate of Sc is good, but impurities other than Sc (eg, Ti, Fe, etc.) may be leached. Although the pH adjustment method is not particularly limited, hydrochloric acid can be preferably used. When hydrochloric acid is used, the presence of Cl is preferable in that it does not adversely affect the subsequent step of metallizing Sc during recovery. Moreover, by using hydrochloric acid, the possibility of contamination by impurities caused by the solution for adjusting the pH can be reduced as compared with the case of using sulfuric acid containing sulfur S or the like.

5.分離工程
前項の浸出工程によって得られる浸出液を、ろ過などの固液分離によって、残渣と溶液(以下「Sc溶解液」ともいう)とに分離する。分離工程により得られるSc溶解液に対して、次項で説明する沈殿処理を行う。
5. Separation process
The leaching solution obtained by the leaching step in the preceding paragraph is separated into a residue and a solution (hereinafter also referred to as "Sc solution") by solid-liquid separation such as filtration. The Sc solution obtained by the separation step is subjected to the precipitation treatment described in the next section.

6.沈殿工程
沈殿工程では、Sc溶解液からScを沈殿させる処理を行う。沈殿物を回収することで、Scを回収することができる。好ましい実施形態において、特定pH条件により、Scの沈殿を促進することができる。より具体的には、沈殿工程前のSc溶解液のpHを0~4.0とすることが好ましく、1.0~3.0とすることが更に好ましい。pH4.0超の場合、Scの沈殿率が低下する。pH0未満の場合、後述するスカンジウムのカルボン酸塩の溶解度が上昇する事が原因となって、Scの沈殿率が低下する。pHの調整方法は特に限定されないが、典型的には、塩酸を用いることができる。
6. Precipitation process
In the precipitation step, a process of precipitating Sc from the Sc solution is performed. Sc can be recovered by recovering the precipitate. In a preferred embodiment, specific pH conditions can promote the precipitation of Sc. More specifically, the pH of the Sc solution before the precipitation step is preferably 0 to 4.0, more preferably 1.0 to 3.0. If the pH exceeds 4.0, the Sc precipitation rate decreases. If the pH is less than 0, the solubility of the scandium carboxylate, which will be described later, increases, resulting in a decrease in the precipitation rate of Sc. Although the method for adjusting the pH is not particularly limited, typically hydrochloric acid can be used.

好ましい実施形態において、Scを沈殿させる際に、Sc溶解液に対して、カルボン酸を添加することができる。カルボン酸のなかで好ましい例として、シュウ酸が挙げられる。カルボン酸(特にシュウ酸)を添加することにより、Scとカルボン酸との沈殿形成を促進することができる(例えば、シュウ酸スカンジウム)。 In a preferred embodiment, a carboxylic acid can be added to the Sc solution when precipitating Sc. A preferred example of carboxylic acid is oxalic acid. Addition of a carboxylic acid (especially oxalic acid) can promote the formation of a precipitate between Sc and the carboxylic acid (eg scandium oxalate).

添加するカルボン酸(好ましくはシュウ酸)の分量については、特に限定されないが、Scに対して1当量以上、好ましくは、2.4当量以上である。1当量未満だと、Scと沈殿物を形成するためのカルボン酸が不足することになる。また、2.4当量以上であると、他の不純物元素の沈殿を抑制することができる。添加するカルボン酸の濃度を高くするほど回収されるSc中の不純物を低減する効果が得られる。添加されるカルボン酸の分量の上限は以下に限定されるものではないが、典型的には4当量以下とすることができる。 The amount of carboxylic acid (preferably oxalic acid) to be added is not particularly limited, but it is 1 equivalent or more, preferably 2.4 equivalent or more, relative to Sc. If it is less than 1 equivalent, there will be insufficient carboxylic acid to form a precipitate with Sc. In addition, if it is 2.4 equivalents or more, precipitation of other impurity elements can be suppressed. As the concentration of the carboxylic acid to be added is increased, the effect of reducing impurities in the recovered Sc can be obtained. Although the upper limit of the amount of the carboxylic acid to be added is not limited to the following, it can typically be 4 equivalents or less.

7.その他
沈殿工程後、ろ過して沈殿物を回収することができる。その後、沈殿物をか焼し、最後はSc23の形で回収することができる。
7. others
After the precipitation step, the precipitate can be collected by filtration. The precipitate can then be calcined and finally recovered in the form of Sc 2 O 3 .

以下、本開示の理解を更に促進するため、実施例を説明する。これらは、上記実施形態と同様、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。 Examples are set forth below to further facilitate understanding of the present disclosure. These, like the above embodiments, are not intended to limit the scope of the invention.

サンプル中に含まれる元素については、GDMS(Glow Discharge Mass Spectrometry)法(V.G.Scientific社製、VG-9000)及びICP-OES(Incudtivity Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer)法(セイコーインスツル株式会社製、SPS3100)によって分析した。GDMSの分析値はガス成分(H、C、N、O)を除外し、マトリックス成分のScを基準とした場合の各元素の品位を計算した値を示す。つまり、スカンジウムメタルとして考えた場合とほぼ同じ品位といえる。 For the elements contained in the sample, GDMS (Glow Discharge Mass Spectrometry) method (manufactured by VG Scientific, VG-9000) and ICP-OES (Incudtivity Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer) method (manufactured by Seiko Instruments Inc. , SPS3100). GDMS analysis values are values obtained by excluding gas components (H, C, N, O) and calculating the grade of each element based on the matrix component Sc. In other words, it can be said that the quality is almost the same as when considered as scandium metal.

(実施例1)
チタン鉱石に由来する残渣(塩素化反応後の残渣)からScを浸出させた。その後、Sc浸出液にD2EHPAを添加して、溶媒抽出を行った。更に、NaOHを加え、逆抽出を行い、油と水酸化スカンジウムスラリーとに分離させ、水酸化スカンジウムスラリーを油から分離した。この水酸化スカンジウムスラリーをろ過することにより、水酸化スカンジウム(及び不純物)を含む固形物を得た。
(Example 1)
Sc was leached from the residue derived from titanium ore (residue after chlorination reaction). D2EHPA was then added to the Sc leachate for solvent extraction. Further, NaOH was added and back extraction was performed to separate the oil and the scandium hydroxide slurry, and the scandium hydroxide slurry was separated from the oil. By filtering this scandium hydroxide slurry, a solid containing scandium hydroxide (and impurities) was obtained.

その後、水酸化スカンジウムを含む固形物をpH6.0となるようにpH調整を行いながら水洗した。pHの調整は塩酸を用いて行った。洗浄後は、メンブレンフィルターでろ過し、フィルター上に残った固形物を乾燥させた。 Thereafter, the solid containing scandium hydroxide was washed with water while adjusting the pH to 6.0. Adjustment of pH was performed using hydrochloric acid. After washing, it was filtered with a membrane filter and the solid matter remaining on the filter was dried.

上記固形物について、GDMS分析を行った。結果は以下の通りであった。 GDMS analysis was performed on the solid matter. The results were as follows.

Figure 0007311349000001
Figure 0007311349000001

次に、蒸留水30mlに固形物0.6gを投入し、塩酸を添加することによりpHを約0.5~約5.0の範囲に調整することで固形物からScを浸出させた。その後、メンブレンフィルターでろ過し、これにより残渣を除去した。Scが溶解したろ液(Sc溶解液)中のSc濃度をICP-OESによって分析した。次に、固形物中に元々含まれていたSc量に基づいて、Sc浸出率を算出した。図1にその結果を示す。Sc溶解液のpHが0.5~5.0の範囲においてはいずれにおいても概ね高い浸出率が実現でき、特にpH3.5~4.5では、100%に近い浸出率を実現できていることが分かる。 Next, 0.6 g of the solid was added to 30 ml of distilled water, and hydrochloric acid was added to adjust the pH to a range of about 0.5 to about 5.0, thereby leaching Sc from the solid. After that, it was filtered with a membrane filter to remove the residue. The Sc concentration in the filtrate in which Sc was dissolved (Sc solution) was analyzed by ICP-OES. Next, the Sc leaching rate was calculated based on the amount of Sc originally contained in the solid matter. The results are shown in FIG. A generally high leaching rate can be achieved in any pH range of the Sc solution from 0.5 to 5.0, and a leaching rate close to 100% can be achieved particularly at pH 3.5 to 4.5. I understand.

(実施例2)
実施例1で得られたSc溶解液のうち、浸出率が比較的低いpH4.9以外のSc溶解液に対してシュウ酸を2.4当量添加し、シュウ酸スカンジウムの沈殿を形成させた。Sc溶解液中に含まれるSc量をICP-OESにて分析し、沈殿形成前後の液量とSc濃度に基づき沈殿率を算出した。シュウ酸を加える前のSc溶解液pHとSc沈殿率との関係を図2(a)に示し、沈殿形成後のSc溶解液のpHとSc沈殿率との関係を図2(b)に示す。
(Example 2)
Of the Sc solutions obtained in Example 1, 2.4 equivalents of oxalic acid were added to the Sc solutions other than those having a relatively low leaching rate of pH 4.9 to form a precipitate of scandium oxalate. The amount of Sc contained in the Sc solution was analyzed by ICP-OES, and the precipitation rate was calculated based on the amount of the solution before and after precipitation and the Sc concentration. The relationship between the Sc solution pH and the Sc precipitation rate before adding oxalic acid is shown in FIG. 2(a), and the relationship between the Sc solution pH and the Sc precipitation rate after precipitate formation is shown in FIG. 2(b). .

どのpH範囲でも高い沈殿率を実現できた。特に、シュウ酸を加える前のSc溶解液のpH0~4.0の範囲においては100%に近いSc沈殿率を実現できた。 A high precipitation rate could be achieved in any pH range. In particular, in the pH range of 0 to 4.0 of the Sc solution before adding oxalic acid, a Sc precipitation rate close to 100% could be achieved.

(実施例3)
実施例1で得られたSc溶解液のうち、pH4.0でScを浸出させた浸出液を、メンブレンフィルターでろ過し、これにより残渣を除去してSc溶解液を得た。次に、Sc溶解液にシュウ酸を1.2当量又は2.4当量添加し、シュウ酸スカンジウムの沈殿を形成した。沈殿に含まれる各種不純物量をGDMS分析した。

Figure 0007311349000002
(Example 3)
Of the Sc solution obtained in Example 1, the leaching solution in which Sc was leached at pH 4.0 was filtered with a membrane filter to remove residues, thereby obtaining an Sc solution. Next, 1.2 or 2.4 equivalents of oxalic acid was added to the Sc solution to form a precipitate of scandium oxalate. GDMS analysis was performed on the amounts of various impurities contained in the precipitate.
Figure 0007311349000002

表2に示すように、原料における不純物の含有量と比較して、沈殿後の不純物の含有量が減少する傾向が示された。また、一部の元素においては、シュウ酸の当量が増加するほど、不純物の含有量が減少する傾向が示された。 As shown in Table 2, the content of impurities after precipitation tended to decrease compared to the content of impurities in the raw material. In addition, for some elements, the content of impurities tended to decrease as the equivalent of oxalic acid increased.

(実施例4)
実施例1で得られた水酸化スカンジウムを含む固形物を蒸留水中に投入し、pH4.0~6.0の範囲となるように塩酸を加えてpH調整を行いながら水洗した。水洗後の洗浄液中に含まれるSc濃度をICP-OESにて分析し、水洗前後の液量とSc濃度に基づき洗浄液へのScロス率を算出した。結果を図3に示す。
(Example 4)
The solid matter containing scandium hydroxide obtained in Example 1 was poured into distilled water and washed with water while adjusting the pH by adding hydrochloric acid so that the pH ranged from 4.0 to 6.0. The Sc concentration contained in the washing liquid after washing was analyzed by ICP-OES, and the Sc loss rate to the washing liquid was calculated based on the amount of liquid before and after washing and the Sc concentration. The results are shown in FIG.

水洗時のpHが5.0以上(pH5.0~6.0)の範囲では、洗浄液へのScロス率はいずれも低く、特にpH5.5~6.0ではほぼ0%であったのに対し、pHが5.0を下回るpH4.0では、Scロス率が約50%程度も確認された。 When the pH during washing was in the range of 5.0 or more (pH 5.0 to 6.0), the Sc loss rate to the washing liquid was low, and was almost 0% especially at pH 5.5 to 6.0. On the other hand, at pH 4.0, which is lower than pH 5.0, the Sc loss rate was confirmed to be about 50%.

以上、本開示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、本開示の発明の具体例に過ぎず、本発明の範囲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。 Specific embodiments of the present disclosure have been described above. The above embodiments are only specific examples of the invention of the present disclosure, and the scope of the present invention is not limited to the above embodiments. For example, technical features disclosed in one of the above embodiments may be applied to other embodiments. Also, unless otherwise stated, for a particular method, some steps may be interchanged with other steps, and additional steps may be added between two particular steps. The scope of the invention is defined by the claims.

Claims (7)

水酸化スカンジウムを含む固形物をpH5.0~6.0となるようにpH調整を行いながら水洗する水洗工程と、
水洗後の前記固形物を含む水溶液のpHを2.0~5.0未満に調整してScを浸出させる浸出工程と、
前記浸出工程で得られる浸出液を、残渣と溶液とに分離する分離工程と、
前記溶液中のScを沈殿させる沈殿工程と
を含むスカンジウムの回収方法。
a water washing step of washing the solid matter containing scandium hydroxide with water while adjusting the pH to 5.0 to 6.0 ;
a leaching step of leaching Sc by adjusting the pH of the aqueous solution containing the solids after washing to 2.0 to less than 5.0;
a separation step of separating the leaching solution obtained in the leaching step into a residue and a solution;
and a precipitation step of precipitating Sc in the solution.
前記水洗工程が、水洗に用いられる溶液のpHを5.0よりも高く7.0以下に調整することを含む請求項1に記載のスカンジウムの回収方法。 2. The method for recovering scandium according to claim 1, wherein the washing step includes adjusting the pH of the solution used for washing to higher than 5.0 and lower than or equal to 7.0. 前記分離工程後、前記沈殿工程前の前記溶液のpHが0~4.0であることを含む請求項1又は2に記載のスカンジウムの回収方法。 3. The method for recovering scandium according to claim 1, wherein the solution after the separation step and before the precipitation step has a pH of 0 to 4.0. 前記沈殿工程が、前記溶液中にカルボン酸を添加することを含む請求項1~3のいずれか1項に記載のスカンジウムの回収方法。 The method for recovering scandium according to any one of claims 1 to 3, wherein the precipitation step includes adding a carboxylic acid to the solution. 前記カルボン酸がシュウ酸である、請求項4に記載のスカンジウムの回収方法。 5. The method for recovering scandium according to claim 4, wherein the carboxylic acid is oxalic acid. 前記水洗工程の前に、
Scを含む溶液からScを溶媒抽出する工程と、
Scを逆抽出することにより前記水酸化スカンジウムを得る工程と
を更に含む、請求項1~5のいずれか1項に記載のスカンジウムの回収方法。
Before the water washing step,
Solvent extracting Sc from a solution containing Sc;
The method for recovering scandium according to any one of claims 1 to 5, further comprising the step of obtaining the scandium hydroxide by back-extracting Sc.
前記浸出工程において塩酸を加えることを含む請求項1~6のいずれか1項に記載のスカンジウムの回収方法。 The method for recovering scandium according to any one of claims 1 to 6, comprising adding hydrochloric acid in the leaching step.
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