Procesul de producere a oxidului de scandiu

Procesul de producere a oxidului de scandiu
Formula chimică a oxidului de scandiu este Sc2O3. Natura: solid alb. Are structură cubică de sesquioxid de pământuri rare. Densitatea 3.864. Punct de topire 2403 grade ± 20 grade. Insolubil în apă, solubil în acid fierbinte. Se prepară prin descompunerea termică a sării de scandiu. Poate fi folosit ca material de evaporare pentru acoperirea semiconductorilor. Realizați lasere cu stare solidă cu lungime de undă variabilă, tunuri cu electroni de televiziune de înaltă definiție, lămpi cu halogenuri metalice etc.
Oxidul de scandiu (Sc2O3) este unul dintre cele mai importante produse din produsele de scandiu. Proprietățile sale fizice și chimice sunt similare cu cele ale oxizilor de pământuri rare (cum ar fi La2O3, Y2O3 și Lu2O3), astfel încât metodele de producție utilizate în producție sunt foarte asemănătoare. Sc2O3 poate produce scandiu metalic (Sc), produse din diferite săruri (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3, etc.) și diverse aliaje de scandiu (seria Al-Sc, Al-Zr-Sc). Aceste produse scandiu au valoare tehnică practică și rezultate economice bune. Datorită unor caracteristici ale Sc2O3, acesta a fost utilizat pe scară largă în aliaje de aluminiu, surse de lumină electrică, lasere, catalizatori, activatori, ceramică și aerospațială, iar perspectivele sale de dezvoltare sunt foarte largi.
În anii 1970, China a început să dezvolte produse Sc2O3, iar produsele kilograme au intrat pe piață. În anii 1980, producția Chinei de Sc2O3 a atins un punct culminant, producția atingând peste 100 kg, exportată în principal în Japonia și Statele Unite. Începând cu anii 1990, Rusia a produs un număr mare de produse Sc2O3 și le-a aruncat pe piața internațională la un preț scăzut, ceea ce a afectat serios producția de oxid de scandiu în China, făcând producția de Sc2O3 la un punct scăzut și multe producții. liniile au scăzut, ceea ce face ca capacitatea și producția Chinei să fie în scădere. Cu toate acestea, în ultimii ani, dezvoltarea aliajului Sc-Al și a materialelor surse de lumină electrică în China a promovat dezvoltarea producției industriale Sc2O3. China este bogată în resurse de scandiu. Se raportează că rezervele industriale de scandiu din lume sunt de aproximativ 2 milioane de tone în prezent și există aproximativ 600000-650000 tone în China, reprezentând aproximativ 30% din conținutul total al lumii. După ani de cercetare și practică de producție, tehnologia de producție și echipamentele pentru extragerea Sc2O3 din materii prime care conțin scandiu includ următoarele metode:
① Metoda de extracție. Este utilizat pe scară largă în producție și are caracteristicile producției mari, de bună calitate, rată ridicată de recuperare, cost redus și funcționare continuă în producție.
② Metoda schimbului de ioni. De asemenea, este adesea folosit în producție. Are caracteristicile unui randament scăzut, puritate ridicată, randament scăzut, cost ridicat și ciclu lung de producție.
③ Cromatografia cu rășină de extracție. Are caracteristicile unui ciclu de producție scurt, puritate ridicată, randament ridicat și cost redus.
④ Metoda de extracție cu membrană lichidă. Este o nouă tehnologie de separare care combină separarea prin membrană și extracția lichid-lichid. Dar nu există nicio practică de producție în prezent. Unii oameni au folosit membrana lichidă de emulsie pentru a îmbogăți Sc de la 60 mg/L la 1400 mg/L după extracția primară. Din perspectiva extracției Sc2O3 în China de mulți ani, primele două procese sunt aproape adoptate
Tehnologie (extracție și schimb ionic). [2]
metoda de extracție
(1) Procesul de producere a oxidului de scandiu din concentratul de scandiu prin metoda de extracție: concentratul de scandiu este dizolvat cu acid clorhidric pentru a obține o soluție de ScCl3, iar apoi impuritățile precum titanul și fierul sunt purificate. Lichidul purificat este folosit ca materie primă. 50% TBP și kerosen au fost utilizate ca extractant. Soluția de material preparată și extractantul sunt introduse în rezervorul de extracție pentru a extrage scandiul. După spălarea acidă și distilarea apei pentru a extrage scandiu, se obține soluția pură care conține scandiu (soluție ScCl3) și apoi se precipită cu acid oxalic. După uscare și ardere se obține produsul Sc2O3 pur. Procesul principal este: concentrat de scandiu - dizolvare acidă - purificare - extracția TBP a scandiului - spălare acidă - stripare scandiu - precipitare acid oxalic - uscare - ardere - ambalare - depozitare (produse Sc2O3 pure).
Echipamente principale: rezervor de dizolvare a acidului, rezervor de extracție, rezervor de sedimentare, cuptor de ardere, mașină de ambalare etc.
Metoda schimbului de ioni
Proces tehnologic: ca materie primă se folosește zgura reziduală de wolfram (conținând Sc2O378g/t~377g/t). Se dizolvă în acid clorhidric și se filtrează, iar lichidul de alimentare este purificat pentru a obține o soluție curată ScCl3, care este utilizată ca lichid de alimentare pentru schimbul de ioni după amestecare. Pregătiți coloana de adsorbție și coloana de separare pentru utilizare. Lichidul de alimentare (lichid ScCl3) curge în coloana de adsorbție de la capătul superior al coloanei și atinge Sc3 plus saturația pentru utilizare. După conectarea coloanei de adsorbție cu coloana de separare, eluentul va curge în și prin coloana de separare din partea superioară a coloanei de adsorbție. După ce ultima coloană de separare curge stabil din soluția de ScCl3, soluția de ScCl3 (soluție pură de ScCl3) poate fi primită continuu în recipientul de colectare, apoi aciditatea este ajustată și apoi acidul oxalic este utilizat pentru precipitare, filtrare, uscare. și arderea pentru a forma produsul Sc2O3 pur. Procesul principal este următorul: reziduu de deșeuri de wolfram - dizolvare acidă - purificare - coloană de adsorbție - leșiere - soluție receptoare de ScCl3 - acid de reglare - precipitare de scandiu - uscare - ardere - ambalare - depozitare (produs Sc2O3 pur).
Echipamente principale: rezervor de dizolvare a acidului, coloană de adsorbție, coloană de separare, rezervor de sedimentare, cuptor de ardere, mașină de ambalare etc.
Cromatografia cu rășină de extracție
Proces tehnologic: dizolvați fumul și praful clorurati cu HCI, apoi purificați-l pentru a face ScCl3 lichid de alimentare. Scandiul este extras în rezervorul de extracție cu 50% TBP-kerosen extractant, impuritățile sunt murate și scandiul este extras înapoi pentru a obține o soluție pură de Sc-Cl3, apoi Sc este precipitat cu H2C2O4 și Sc2O3 pur se obține prin ardere. Procesul principal este următorul: fum de oxidare - dizolvarea acidului clorhidric - purificare - soluție net ScCl3 - extracție - spălare acidă - stripare - precipitare - ardere - ambalare - depozitare (produs Sc2O3 pur).
Extracție cu membrană lichidă
Luați ca materie primă lichidul rezidual alb de titan (conținând Sc2O325g/m3). În sistemul de mediu cu acid sulfuric folosind kerosenul P204 ca agent de extracție, scandiul este extras din lichidul de alimentare din rezervorul de extracție. După ce impuritățile sunt îndepărtate prin spălare acidă cu H2SO4 și H2O2, scandiul este extras înapoi cu soluție de NaOH pentru a forma Sc (OH)3 concentrat. Sc (OH)3 este dizolvat în acid clorhidric pentru a forma soluția de ScCl3. Acidul oxalic precipită scandiul (de două ori) și îl arde. Pachetul este produs pur Sc2O3. Procesul principal este: lichid rezidual de dioxid de titan - preparare - extracție - decapare - decapare - produs sc (OH) 3 - dizolvare - precipitare - ardere - ambalare - depozitare (produs Sc2O3 pur).