RU2618012C2 - Способ получения оксида скандия из концентрата скандия - Google Patents
Способ получения оксида скандия из концентрата скандия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2618012C2 RU2618012C2 RU2015144441A RU2015144441A RU2618012C2 RU 2618012 C2 RU2618012 C2 RU 2618012C2 RU 2015144441 A RU2015144441 A RU 2015144441A RU 2015144441 A RU2015144441 A RU 2015144441A RU 2618012 C2 RU2618012 C2 RU 2618012C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- scandium
- extraction
- solution
- alkaline agent
- tbp
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F17/00—Compounds of rare earth metals
Abstract
Изобретение относится к металлургии цветных металлов, а именно к технологии получения оксида скандия из концентрата скандия, попутно выделяемого, в том числе, при извлечении урана, переработке руд и отходов цветных и редких металлов. Способ получения оксида скандия включает растворение концентрата скандия в серной кислоте с получением продуктивного раствора, выделение из продуктивного раствора ионов циркония проводят с использованием анионита, содержащего первичные аминогруппы, экстракцию из продуктивного раствора ионов скандия на экстрагенте, состоящем из смеси Ди2ЭГФК и ТБФ с соотношением Ди2ЭГФК:ТБФ=1:1-3, промывку насыщенного экстрагента раствором серной кислоты и перекиси водорода, реэкстракцию скандия щелочным агентом, в качестве которого используют смесь гидроксида натрия и карбоната натрия с соотношением NaOH:Na2CO3=1:1-5, с получением осадка скандия и маточника реэкстракции, где маточник реэкстракции донасыщают по щелочному агенту и повторно направляют на реэкстракцию, а осадок скандия перерастворяют в кислоте с осаждением оксалата скандия, который прокаливают до оксида скандия. Изобретение обеспечивает получение более чистого оксида скандия при увеличении степени его извлечения. 1 ил., 4 табл., 4 пр.
Description
Изобретение относится к металлургии цветных металлов, а именно к технологии получения оксида скандия (Sc2O3) из концентрата скандия, попутно выделяемого, в том числе, при извлечении урана, переработке руд и отходов цветных и редких металлов.
В США при экстракции урана раствором ДДФК (додециловый эфир фосфорной кислоты) в керосине в органическую фазу вместе с ураном из продуктивных растворов переводят скандий, торий, титан, которые после реэкстракции урана соляной кислотой остаются в органической фазе (Технология редкоземельных и рассеянных элементов под ред. К.А. Большакова, 1976 г. т. II, М., Высшая школа, с. 267-268). Двухступенчатой обработкой растворами плавиковой, затем серной кислоты скандий и торий выделяются в виде фторидов, после чего радиационно-опасный концентрат подвергают длительным и трудоемким операциям разделения и очистки
К недостатку указанного способа получения Sc2O3 относится низкая селективная способность экстрагента ДДФК, необходимость применения многоступенчатой технологии разделения и очистки скандия от других элементов при наличии радиационной опасности процесса.
Известен способ получения Sc2O3 из сбросного раствора гидролизной кислоты производства пигментного диоксида титана сернокислотным способом (Фаворская Л.В., Кошулько Л.П., Преснецова В.А. Технология минерального сырья: Сб. статей. Вып. 2. Алма-Ата. Мингео Каз. ССР, 1975, С. 67-73.). При реализации способа скандий выделяют с помощью экстракции раствором Ди2ЭГФК 0,4 моль/л в керосине и соотношении фаз O : В = 1:100. Скандий реэкстрагируют твердым фтористым натрием (NaF). Содержание Sc2O3 в конечном продукте составило до 61%.
Недостатком данного способа является использование экстрагента Ди2ЭГФК, который, несмотря на то, что имеет большую емкость по Sc, обладает незначительной селективностью по Sc в присутствии таких элементов как титан, цирконий, торий, РЗЭ, ванадий. В результате получается достаточно грязный Sc2O3. Кроме того, данный экстрагент при его использовании в технологии проявляет склонность к эмульгированию, что затрудняет его эффективное использование.
Известен способ получения Sc2O3 из концентрата скандия, выделенного при сернокислотном выщелачивании давидитовых концентратов (Allen R.J., Pullman В.J. // AMDEL Bull., 1968, №5, P. 52-64). Согласно способу скандий экстрагируют раствором Ди2ЭГФК 0,1 моль/л в керосине с добавлением 4% нонилового спирта для предотвращения образования эмульсии. В результате промывки насыщенного экстрагента 9 н серной кислотой (H2SO4) отделяют от примесей тория, РЗЭ и ванадия. После этого скандий реэкстрагируют раствором щелочи (NaOH) 2,5 моль/л. По этой схеме извлекают до 80% скандия; чистота Sc2O3 95,8%.
Недостатком данного способа является неудовлетворительная очистка Sc2O3 от таких примесей, как титан и цирконий. Кроме того, значительные потери скандия происходят при реэкстракции раствором NaOH из-за неполного осаждения Sc в осадок скандия вследствие образования растворимых гидроксокомплексов скандия.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является способ получения оксида скандия из концентрата скандия, выделенного при сернокислотной переработке отходов алюминиевого производства (Weiwei Wang, Yoko Pranolo, Chu Yong Cheng Recovery of scandium from synthetic red mud leach solutions by solvent extraction with D2EHPA // Separation and Purification Technology 108 (2013) 96-102), включающий растворение концентрата скандия в серной кислоте (H2SO4) с концентрацией 50-200 г/дм3 с получением продуктивного раствора, выделение из продуктивного раствора циркония с применением экстрагента - первичного амина марки Primene JMT, экстракцию скандия из рафината на экстрагенте, состоящем из смеси Ди2ЭГФК и ТБФ при соотношении Ди2ЭГФК : ТБФ = 1:0.5, промывку насыщенного экстрагента раствором H2SO4=50-200 г/дм3 и перекиси водорода (Н2О2)=5-20 г/дм3, реэкстракцию скандия раствором NaOH, с получением осадка скандия и маточника реэкстракции, где маточник реэкстракции донасыщают по щелочному агенту и повторно направляют на реэкстракцию, а осадок скандия перерастворяют в кислоте с осаждением оксалата скандия, который прокаливается до оксида скандия.
Несмотря на такие эффективные технологические приемы как: предварительная очистка от ионов циркония, использование смеси Ди2ЭГФК и ТБФ для понижения эмульгирования органической фазы, дополнительная очистка от ионов титана за счет введения в промывной сернокислый раствор перекиси водорода, к недостаткам данного способа следует отнести: использование для выделения циркония экстрагента - первичного амина марки Primene JMT, что усложняет процесс, т.к. первичный амин имеет большую растворимость в водных растворах. Это уменьшает степень извлечения циркония и усложняет последующую переработку рафината экстракции циркония, а, также при жидкостной экстракции экстрагент захватывает большее количество примесей, что отражается на чистоте получаемого Sc2O3. Кроме того, значительные потери скандия происходят при реэкстракции раствором NaOH из-за неполного осаждения Sc в осадок скандия вследствие образования растворимых гидроксокомплексов скандия.
В основу изобретения положена задача по созданию высокорентабельного технологического процесса получения Sc2O3 из концентрата скандия.
При этом техническим результатом заявляемого изобретения является получение более чистого Sc2O3 при увеличении степени извлечения Sc2O3.
Заявляемый технический результат достигается тем, что в способе получения оксида скандия согласно изобретению выделение из продуктивного раствора циркония проводят с использованием анионита, содержащего первичные аминогруппы, экстракцию скандия из продуктивного раствора ведут на экстрагенте, состоящем из смеси Ди2ЭГФК и ТБФ с соотношением Ди2ЭГФК : ТБФ = 1:1÷3, реэкстракцию скандия проводят щелочным агентом состоящим из смеси растворов гидроксида натрия (NaOH) и карбоната натрия (Na2CO3) с соотношением NaOH : NaCO3 = 1:1÷5.
Использование анионита с первичными аминогруппами имеет преимущество над жидкими анионообменными экстрагентами, содержащими первичные алифатические структуры, такие как:
- твердая матрица анионитов нерастворима в водных и органических средах, что повышает степень извлечения целевого компонента и позволяет избежать загрязнение водных продуктивных растворов органикой;
- твердая матрица анионита легко промывается. Это позволяет отделять анионит от маточного раствора, что позволяет получать более чистые конечные продукты.
Использование для экстракции скандия смеси Ди2ЭГФК и ТБФ с увеличенным соотношением Ди2ЭГФК : ТБФ = 1:1÷3, позволяет не только подавить эмульгирование экстракционной системы, но и более эффективно очиститься от тория, так как при таком соотношении увеличиваются коэффициенты разделения скандия и тория.
Применение для реэкстракции щелочного агента, состоящего из смеси растворов гидроксида натрия (NaOH) и карбоната натрия (Na2CO3), обусловлено уменьшением растворимости гидроксокомплексов скандия в присутствии избытка карбонат ионов, что позволяет исключить потери скандия, т.е. увеличить общую степень извлечения. Кроме того, в результате использования данной смеси с указанным соотношением, удается получить легкофильтруемые осадки, что приводит к более эффективной последующей переработке маточников реэкстракции.
Осуществление заявляемого способа подтверждается следующими примерами.
Пример 1. Навеску концентрата скандия, содержащего в пересчете на оксиды: Sc2O3 - 20%, TiO2 - 20%, ZrO2 - 2%, ThO2 - 40%, Fe2O3 - 18%, растворяли в серной кислоте с концентрацией 100 г/дм3 до концентрации скандия в полученном растворе 1 г/дм3. Полученный раствор делили на 2 части. Одну часть пропускали через пластиковую колонку диаметром 10 мм и высотой 30 мм, заполненную анионитом, содержащим первичные аминогруппы, со скоростью 3 объема раствора через объем анионита в час, другую часть приводили в контакт 0.025 М раствором экстрагента Primene JMT в Shellsol D70. Соотношение фаз и в том и другом случае составляло 1:5. Водные растворы после обработки анализировали на содержание компонентов.
Результаты исследований приведены в Таблице 1.
Из данных таблицы 1 видно, что использование анионита позволяет увеличить степень извлечения ZrO2 и при этом уменьшить захват (потери) Sc2O3 более чем в три раза.
Пример 2. Навеску концентрата скандия, содержащего в пересчете на оксиды: Sc2O3 - 20%, TiO2 - 20%, ZrO2 - 2%, ThO2 - 40%, Fe2O3 - 18%, растворяли в серной кислоте с концентрацией 100 г/дм3 до концентрации скандия в полученном растворе 1 г/дм3. Полученный раствор пропускали через пластиковую колонку диаметром 10 мм и высотой 30 мм, заполненную анионитом, содержащим первичные аминогруппы, со скоростью 3 объема раствора через объем анионита в час. Равные порции полученного продуктивного раствора приводили в контакт с экстрагентом, содержащим Ди2ЭГФК и различное количество ТБФ. Полученные рафинаты экстракции анализировали на содержание компонентов.
Результаты исследований приведены в Таблице 2.
Из данных таблицы 2 видно, что использование экстрагента с соотношением Ди2ЭГФК : ТБФ = 1:1÷3 позволяет значительно очиститься от TiO2, при этом время расслаивания системы уменьшается в 1,5-2 раза.
Пример 3. Навеску концентрата скандия, содержащего в пересчете на оксиды: Sc2O3 - 20%, TiO2 - 20%, ZrO2 - 2%, ThO2 - 40%, Fe2O3 - 18%, растворяли в серной кислоте с концентрацией 100 г/дм3 до концентрации скандия в полученном растворе 1 г/дм3. Полученный раствор пропускали через пластиковую колонку диаметром 10 мм и высотой 30 мм, заполненную анионитом, содержащим первичные аминогруппы, со скоростью 3 объема раствора через объем анионита в час. Полученный продуктивный раствор приводили в контакт с экстрагентом, содержащим Ди2ЭГФК : ТБФ = 1:3. Насыщенный экстрагент отмывали раствором серной кислоты с концентрацией 100 г/дм3 и перекиси водорода с концентрацией = 10 г/дм3. Отмытый экстрагент делили на равные порции и реэкстрагировали щелочным агентом с разным содержанием NaOH : Na2CO3. Полученные маточники экстракции анализировали на содержание компонентов.
Результаты исследований приведены в Таблице 3.
Из данных таблицы 3 видно, что использование щелочного агента с соотношением Ди2ЭГФК : ТБФ = 1:1÷5 позволяет значительно сократить потери скандия.
Пример 4. Навеску концентрата скандия, содержащего в пересчете на оксиды: Sc2O3 - 20%, TiO2 - 20%, ZrO2 - 2%, ThO2 - 40%, Fe2O3 - 18%, растворяли в серной кислоте с концентрацией 100 г/дм3 до концентрации скандия в полученном растворе 1 г/дм3. Полученный раствор пропускали через пластиковую колонку диаметром 10 мм и высотой 30 мм, заполненную анионитом, содержащим первичные аминогруппы, со скоростью 3 объема раствора через объем анионита в час. Полученный продуктивный раствор приводили в контакт с экстрагентом, содержащим Ди2ЭГФК : ТБФ = 1:3. Насыщенный экстрагент отмывали раствором серной кислоты с концентрацией 100 г/дм3 и перекиси водорода с концентрацией = 10 г/дм3. Отмытый экстрагент делили на равные порции и реэкстрагировали щелочным агентом с разным содержанием NaOH : Na2CO3 = 1:3. Другую навеску концентрата скандия обработали согласно прототипу (использовали для выделения циркония 0.025 М раствор экстрагента Primene JMT в Shellsol D70; экстракцию скандия проводили экстрагентом, содержащим Ди2ЭГФК : ТБФ = 1:0,5; реэкстракцию проводили раствором NaOH). Полученные осадки скандия в обоих случаях отфильтровывали, растворяли в кислоте, осаждали оксалаты скандия, оксалаты скандия прокаливали до оксидов. Полученные оксиды анализировали на содержание компонентов.
Результаты исследований приведены в Таблице 4.
Claims (1)
- Способ получения оксида скандия из концентрата скандия, включающий растворение концентрата скандия в серной кислоте с получением продуктивного раствора, выделение из продуктивного раствора циркония, экстракцию из продуктивного раствора скандия на экстрагенте, состоящем из смеси Ди2ЭГФК и ТБФ, промывку насыщенного экстрагента раствором серной кислоты (H2SO4) и перекиси водорода (Н2О2), реэкстракцию скандия щелочным агентом с получением осадка скандия и маточника реэкстракции, где маточник реэкстракции донасыщают по щелочному агенту и повторно направляют на реэкстракцию, а осадок скандия перерастворяют в кислоте с осаждением оксалата скандия, который прокаливают до оксида скандия, отличающийся тем, что выделение из продуктивного раствора ионов циркония проводят с использованием анионита, содержащего первичные аминогруппы, экстракцию из продуктивного раствора ионов скандия ведут на экстрагенте с соотношением Ди2ЭГФК:ТБФ=1:1÷3, в качестве щелочного агента используют смесь гидроксида натрия (NaOH) и карбоната натрия (Na2CO3) с соотношением NaOH:Na2CO3=1:11÷5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015144441A RU2618012C2 (ru) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | Способ получения оксида скандия из концентрата скандия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015144441A RU2618012C2 (ru) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | Способ получения оксида скандия из концентрата скандия |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015144441A RU2015144441A (ru) | 2017-04-24 |
RU2618012C2 true RU2618012C2 (ru) | 2017-05-02 |
Family
ID=58642050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015144441A RU2618012C2 (ru) | 2015-10-15 | 2015-10-15 | Способ получения оксида скандия из концентрата скандия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2618012C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2795930C1 (ru) * | 2022-04-29 | 2023-05-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ переработки сбросного скандийсодержащего раствора уранового производства |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11293077B2 (en) * | 2017-06-21 | 2022-04-05 | United Company Rusal Eng. And Tech. Centre Llc | Method for recovering scandium from red mud left from alumina production |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2068392C1 (ru) * | 1993-04-23 | 1996-10-27 | Акционерное общество открытого типа "АВИСМА титано-магниевый комбинат" | Способ извлечения скандия из отходов производства тетрахлорида титана |
RU2070596C1 (ru) * | 1993-05-28 | 1996-12-20 | Научно-производственная экологическая фирма "Экотехнология" | Способ получения скандиевых концентратов |
RU2140998C1 (ru) * | 1998-12-07 | 1999-11-10 | Институт химии твердого тела Уральского Отделения РАН | Способ переработки красного шлама |
-
2015
- 2015-10-15 RU RU2015144441A patent/RU2618012C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2068392C1 (ru) * | 1993-04-23 | 1996-10-27 | Акционерное общество открытого типа "АВИСМА титано-магниевый комбинат" | Способ извлечения скандия из отходов производства тетрахлорида титана |
RU2070596C1 (ru) * | 1993-05-28 | 1996-12-20 | Научно-производственная экологическая фирма "Экотехнология" | Способ получения скандиевых концентратов |
RU2140998C1 (ru) * | 1998-12-07 | 1999-11-10 | Институт химии твердого тела Уральского Отделения РАН | Способ переработки красного шлама |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2795930C1 (ru) * | 2022-04-29 | 2023-05-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ переработки сбросного скандийсодержащего раствора уранового производства |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015144441A (ru) | 2017-04-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9102999B2 (en) | Methods of recovering scandium from titanium residue streams | |
US3052513A (en) | Stripping of uranium from organic extractants | |
CN104294063B (zh) | 低浓度稀土溶液萃取回收稀土的方法 | |
US20180320249A1 (en) | Method of refining of scandium oxide from concentrates using solvent extraction | |
CN102899485A (zh) | 树脂矿浆法从含钪物料中提取钪的方法 | |
RU2517651C1 (ru) | Способ экстракционной очистки нитратных растворов, содержащих рзм | |
BR112017001370B1 (pt) | método para recuperação de terras raras por meio de extração fracionada | |
CN108026609A (zh) | 含钪浓缩物的生产和从中进一步提取高纯度氧化钪 | |
CN101294245A (zh) | 从硫酸稀土溶液中萃取分离四价铈、钍及少铈三价稀土的工艺方法 | |
RU2618012C2 (ru) | Способ получения оксида скандия из концентрата скандия | |
RU2670232C2 (ru) | Способ разделения ниобия и тантала | |
CN102139907A (zh) | 一种从含铈溶液中分离回收含铈化合物的方法 | |
US3883634A (en) | Liquid-liquid extraction of germanium from aqueous solution using hydroxy-oximes | |
US2849286A (en) | Method of processing monazite sand | |
RU2651019C2 (ru) | Способ переработки жидких отходов производства диоксида титана | |
US3069232A (en) | Recovery of hafnium values | |
US2951740A (en) | Processing of neutron-irradiated uranium | |
US3658466A (en) | Process for the separation of zirconium and hafnium | |
RU2647047C1 (ru) | Способ получения оксида скандия из концентрата скандия | |
CN106636686B (zh) | 盐酸法生产人造金红石浸出母液中提取钪的方法 | |
RU2716693C1 (ru) | Способ переработки гидролизной кислоты | |
US9174855B2 (en) | Tributyl phosphate-nitrate solvent extraction process for producing high purity nuclear grade rare earth metal oxides | |
JP7370919B2 (ja) | Scの抽出方法 | |
Molchanova et al. | Hydrometallurgical methods of recovery of scandium from the wastes of various technologies | |
US3640678A (en) | Yttrium purification process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171016 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190701 |