Scandiumoxid-Produktionsprozess

Verfahren zur Herstellung von Scandiumoxid
Die chemische Formel von Scandiumoxid ist Sc2O3. Beschaffenheit: weißer Feststoff. Es hat eine kubische Struktur aus Sesquioxid der Seltenen Erden. Dichte 3.864. Schmelzpunkt 2403 Grad ± 20 Grad. Unlöslich in Wasser, löslich in heißer Säure. Es wird durch thermische Zersetzung von Scandiumsalz hergestellt. Es kann als Aufdampfmaterial für die Halbleiterbeschichtung verwendet werden. Stellen Sie Festkörperlaser mit variabler Wellenlänge, hochauflösende Fernsehelektronenkanonen, Metallhalogenidlampen usw. her.
Scandiumoxid (Sc2O3) ist eines der wichtigsten Produkte in Scandiumprodukten. Seine physikalischen und chemischen Eigenschaften ähneln denen von Oxiden der Seltenen Erden (wie La2O3, Y2O3 und Lu2O3), sodass die bei der Produktion verwendeten Herstellungsverfahren sehr ähnlich sind. Sc2O3 kann Scandiummetall (Sc), Produkte verschiedener Salze (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3 usw.) und verschiedene Scandiumlegierungen (Al-Sc, Al-Zr-Sc-Reihe) produzieren. Diese Scandiumprodukte haben einen praktischen technischen Wert und gute wirtschaftliche Ergebnisse. Aufgrund einiger Eigenschaften von Sc2O3 wird es häufig in Aluminiumlegierungen, elektrischen Lichtquellen, Lasern, Katalysatoren, Aktivatoren, Keramik und Luft- und Raumfahrt verwendet, und seine Entwicklungsperspektiven sind sehr breit gefächert.
In den 1970er Jahren begann China mit der Entwicklung von Sc2O3-Produkten, und Kilogrammprodukte kamen auf den Markt. In den 1980er Jahren erreichte Chinas Produktion von Sc2O3 einen Höhepunkt, als die Produktion mehr als 100 kg erreichte und hauptsächlich nach Japan und in die Vereinigten Staaten exportiert wurde. Seit den 1990er Jahren hat Russland eine große Anzahl von Sc2O3-Produkten hergestellt und zu einem niedrigen Preis auf den internationalen Markt geworfen, was die Produktion von Scandiumoxid in China ernsthaft beeinträchtigt hat und die Produktion von Sc2O3 auf einen Tiefpunkt gebracht hat, und viele Produktion Leitungen sind ausgefallen, wodurch Chinas Kapazität und Produktion schrumpfen. In den letzten Jahren hat jedoch die Entwicklung von Sc-Al-Legierungen und Materialien für elektrische Lichtquellen in China die Entwicklung der industriellen Sc2O3-Produktion vorangetrieben. China ist reich an Scandium-Ressourcen. Es wird berichtet, dass die industriellen Reserven von Scandium in der Welt derzeit etwa 2 Millionen Tonnen betragen, und es gibt etwa 600000-650000 Tonnen in China, was etwa 30 Prozent des gesamten Inhalts der Welt ausmacht. Nach Jahren der Forschungs- und Produktionspraxis umfassen die Produktionstechnologie und -ausrüstung zur Gewinnung von Sc2O3 aus scandiumhaltigen Rohstoffen die folgenden Verfahren:
① Extraktionsmethode. Es ist in der Produktion weit verbreitet und zeichnet sich durch große Leistung, gute Qualität, hohe Rückgewinnungsrate, niedrige Kosten und kontinuierlichen Betrieb in der Produktion aus.
② Ionenaustauschverfahren. Es wird auch oft in der Produktion verwendet. Es zeichnet sich durch geringe Ausbeute, hohe Reinheit, geringe Ausbeute, hohe Kosten und langen Produktionszyklus aus.
③ Extraktionsharzchromatographie. Es zeichnet sich durch kurze Produktionszyklen, hohe Reinheit, hohe Ausbeute und niedrige Kosten aus.
④ Flüssigmembran-Extraktionsverfahren. Es ist eine neue Trenntechnologie, die Membrantrennung und Flüssig-Flüssig-Extraktion kombiniert. Aber es gibt derzeit keine Produktionspraxis. Einige Leute haben eine Emulsionsflüssigkeitsmembran verwendet, um Sc nach der Primärextraktion von 60 mg/l auf 1400 mg/l anzureichern. Aus Sicht der Sc2O3-Extraktion in China seit vielen Jahren sind die ersten beiden Verfahren fast übernommen
Technologie (Extraktion und Ionenaustausch). [2]
Extraktionsverfahren
(1) Das Verfahren zur Herstellung von Scandiumoxid aus Scandiumkonzentrat durch Extraktionsverfahren: Das Scandiumkonzentrat wird mit Salzsäure gelöst, um eine ScCl3-Lösung zu erhalten, und dann werden die Verunreinigungen wie Titan und Eisen gereinigt. Als Rohmaterial wird gereinigte Flüssigkeit verwendet. Als Extraktionsmittel wurden 50 Prozent TBP und Kerosin verwendet. Die vorbereitete Materiallösung und das Extraktionsmittel werden in den Extraktionstank gegeben, um Scandium zu extrahieren. Nach Waschen mit Säure und Abdestillieren von Wasser zum Extrahieren von Scandium wird die reine scandiumhaltige Lösung (ScCl3-Lösung) erhalten und dann mit Oxalsäure ausgefällt. Nach Trocknen und Brennen erhält man das reine Sc2O3-Produkt. Der Hauptprozess ist: Scandiumkonzentrat – Säureauflösung – Reinigung – TBP-Extraktion von Scandium – Säurewäsche – Strippen von Scandium – Oxalsäurefällung – Trocknen – Brennen – Verpacken – Lagern (reine Sc2O3-Produkte).
Hauptausrüstung: Säurelösungstank, Extraktionstank, Sedimentationstank, Brennofen, Verpackungsmaschine usw.
Ionenaustauschverfahren
Technologischer Prozess: Als Rohstoff wird Wolframabfallschlacke (mit Sc2O378g/t~377g/t) verwendet. Es wird in Salzsäure gelöst und filtriert, und die Beschickungsflüssigkeit wird gereinigt, um eine saubere ScCl 3 -Lösung zu erhalten, die nach dem Mischen als Beschickungsflüssigkeit für den Ionenaustausch verwendet wird. Bereiten Sie die Adsorptionssäule und die Trennsäule für die Verwendung vor. Die zugeführte Flüssigkeit (ScCl3-Flüssigkeit) fließt vom oberen Ende der Säule in die Adsorptionssäule und erreicht Sc3 plus Sättigung zur Verwendung. Nach dem Verbinden der Adsorptionssäule mit der Trennsäule fließt der Eluent vom Kopf der Adsorptionssäule in und durch die Trennsäule. Nachdem aus der letzten Trennsäule die ScCl3-Lösung stabil ausfließt, kann die ScCl3-Lösung (reine ScCl3-Lösung) kontinuierlich in den Auffangbehälter aufgenommen werden, dann wird die Acidität eingestellt und dann die Oxalsäure zur Fällung, Filtration, Trocknung verwendet und Brennen, um reines Sc2O3-Produkt zu bilden. Der Hauptprozess ist wie folgt: Wolframabfallrückstand – Säureauflösung – Reinigung – Adsorptionssäule – Auslaugen – Empfangen von ScCl3-Lösung – Einstellen von Säure – Ausfällen von Scandium – Trocknen – Brennen – Verpacken – Lagern (reines Sc2O3-Produkt).
Hauptausrüstung: Säurelösungstank, Adsorptionssäule, Trennsäule, Sedimentationstank, Brennofen, Verpackungsmaschine usw.
Extraktionsharzchromatographie
Technologischer Prozess: Lösen Sie den chlorierten Rauch und Staub mit HCl auf und reinigen Sie ihn dann, um ScCl3-Flüssigkeit herzustellen. Scandium wird im Extraktionstank mit 50-prozentigem TBP-Kerosin-Extraktionsmittel extrahiert, Verunreinigungen werden gebeizt und Scandium wird zurück extrahiert, um eine reine Sc-Cl3-Lösung zu erhalten, dann wird Sc mit H2C2O4 ausgefällt und reines Sc2O3 wird durch Verbrennen gewonnen. Der Hauptprozess ist wie folgt: Oxidationsrauch - Salzsäureauflösung - Reinigung - Netto-ScCl3-Lösung - Extraktion - Säurewäsche - Strippen - Fällung - Verbrennung - Verpackung - Lagerung (reines Sc2O3-Produkt).
Flüssigmembranextraktion
Nehmen Sie titanweiße Abfallflüssigkeit (mit Sc2O325g/m3) als Rohmaterial. In dem Schwefelsäuremediumsystem unter Verwendung von P204-Kerosin als Extraktionsmittel wird Scandium aus der Beschickungsflüssigkeit im Extraktionstank extrahiert. Nachdem die Verunreinigungen durch Waschen mit Säure mit H2SO4 und H2O2 entfernt wurden, wird das Scandium mit NaOH-Lösung zurückextrahiert, um Sc(OH)3-Konzentrat zu bilden. Das Sc(OH) 3 wird in Salzsäure gelöst, um eine ScCl 3 -Lösung zu bilden. Die Oxalsäure fällt Scandium (zweimal) aus und verbrennt es. Das Paket ist ein reines Sc2O3-Produkt. Der Hauptprozess ist: Titandioxid-Ablauge - Aufbereitung - Extraktion - Beizen - Strippen - sc(OH) 3 -Produkt - Auflösung - Fällung - Verbrennung - Verpackung - Lagerung (reines Sc2O3-Produkt).