Scandium-oxid gyártási folyamat

Scandium-oxid gyártási folyamat
A szkandium-oxid kémiai képlete Sc2O3. Természet: fehér szilárd anyag. Köbös szerkezetű ritkaföldfém-szeszkvioxid. Sűrűség 3.864. Olvadáspont 2403° ± 20°. Vízben oldhatatlan, forró savban oldódik. A szkandiumsó hőbontásával állítják elő. Használható elpárologtató anyagként félvezető bevonatokhoz. Készítsen változó hullámhosszú szilárdtestlézereket, nagyfelbontású televíziós elektronágyúkat, fémhalogén lámpákat stb.
A szkandium-oxid (Sc2O3) a szkandiumtermékek egyik legfontosabb terméke. Fizikai és kémiai tulajdonságai hasonlóak a ritkaföldfém-oxidokéhoz (például La2O3, Y2O3 és Lu2O3), így a gyártás során alkalmazott gyártási módszerek nagyon hasonlóak. Az Sc2O3 fémskandiumot (Sc), különböző sók (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3 stb.) és különféle szkandiumötvözetek (Al-Sc, Al-Zr-Sc sorozat) előállítására képes. Ezek a skandium termékek gyakorlati műszaki értékkel és jó gazdasági eredménnyel rendelkeznek. Az Sc2O3 egyes jellemzői miatt széles körben alkalmazzák alumíniumötvözetekben, elektromos fényforrásokban, lézerekben, katalizátorokban, aktivátorokban, kerámiában és repülőgépiparban, fejlesztési kilátásai pedig igen szélesek.
Az 1970-es években Kína Sc2O3 termékeket kezdett fejleszteni, és kilogrammos termékek jelentek meg a piacon. Az 1980-as években Kína Sc2O3-termelése elérte a csúcspontját, a kibocsátás meghaladta a 100 kg-ot, főként Japánba és az Egyesült Államokba exportálva. Az 1990-es évek óta Oroszország nagyszámú Sc2O3-terméket gyártott és alacsony áron dobta be a nemzetközi piacra, ami komolyan befolyásolta a szkandium-oxid-termelést Kínában, mélypontra téve az Sc2O3-termelést és számos termelést. vonalak leálltak, így Kína kapacitása és kibocsátása csökkenő állapotba került. Az utóbbi években azonban az Sc-Al ötvözet és az elektromos fényforrás anyagok fejlesztése Kínában elősegítette az Sc2O3 ipari termelés fejlődését. Kína gazdag skandiumforrásokban. A jelentések szerint a világ ipari skandiumkészletei jelenleg körülbelül 2 millió tonna, Kínában pedig körülbelül 600000-650000 tonna van, ami a világ teljes tartalmának körülbelül 30 százalékát teszi ki. Évekig tartó kutatás és gyártási gyakorlat után az Sc2O3 szkandiumtartalmú nyersanyagokból történő kinyerésére szolgáló gyártási technológia és berendezés a következő módszereket tartalmazza:
① Kivonási módszer. Széles körben használják a gyártásban, és jellemzői a nagy teljesítmény, a jó minőség, a magas visszanyerési arány, az alacsony költség és a folyamatos működés a gyártásban.
② Ioncsere módszer. Gyártásban is gyakran használják. Jellemzői az alacsony hozam, a nagy tisztaság, az alacsony hozam, a magas költségek és a hosszú gyártási ciklus.
③ Extrakciós gyantakromatográfia. Jellemzői a rövid gyártási ciklus, a nagy tisztaság, a magas hozam és az alacsony költség.
④ Folyékony membrán extrakciós módszer. Ez egy új elválasztási technológia, amely egyesíti a membránelválasztást és a folyadék-folyadék extrakciót. De jelenleg nincs gyártási gyakorlat. Vannak, akik emulziós folyékony membránt használtak az Sc 60 mg/l-ről 1400 mg/l-re való feldúsítására az elsődleges extrakció után. A kínai Sc2O3 kivonás szempontjából sok éven át az első két eljárást már majdnem elfogadták
Technológia (kivonás és ioncsere). [2]
extrakciós módszer
(1) A szkandium-oxid szkandium-koncentrátumból extrakciós eljárással történő előállításának folyamata: a szkandium-koncentrátumot sósavval feloldva ScCl3-oldatot kapunk, majd a szennyeződéseket, például a titánt és a vasat megtisztítják. Nyersanyagként tisztított folyadékot használnak. 50% TBP-t és kerozint használtak extrahálószerként. Az elkészített anyagoldatot és az extrahálószert az extraháló tartályba helyezik a szkandium kinyerésére. Savas mosás és víz desztillálása után a szkandium extrakcióját követően tiszta szkandium tartalmú oldatot (ScCl3 oldat) kapunk, majd oxálsavval kicsapjuk. Szárítás és elégetés után tiszta Sc2O3 terméket kapunk. A fő folyamat: szkandium koncentrátum - savas feloldás - tisztítás - szkandium TBP extrakció - savas mosás - szkandium sztrippelés - oxálsavas kicsapás - szárítás - égetés - csomagolás - raktározás (tiszta Sc2O3 termékek).
Fő felszerelés: savoldó tartály, extraháló tartály, ülepítő tartály, égetőkemence, csomagológép stb.
Ioncsere módszer
Technológiai eljárás: nyersanyagként volfrámhulladék salakot (Sc2O378g/t~377g/t tartalmú) használnak. Sósavban feloldjuk, szűrjük, majd a betáplált folyadékot megtisztítva ScCl3 tiszta oldatot kapunk, amelyet keverés után tápfolyadékként használunk az ioncseréhez. Készítse elő az adszorpciós oszlopot és az elválasztó oszlopot a használatra. A betáplált folyadék (ScCl3 folyadék) az adszorpciós oszlopba áramlik az oszlop felső végéből, és eléri az Sc3 plusz telítettséget a használathoz. Az adszorpciós oszlop és az elválasztóoszlop összekapcsolása után az eluens az adszorpciós oszlop tetejéről az elválasztó oszlopba és azon keresztül áramlik. Miután az utolsó elválasztó oszlop stabilan kifolyik az ScCl3 oldatból, az ScCl3 oldat (tiszta ScCl3 oldat) folyamatosan kerülhet a gyűjtőedénybe, majd a savasság beállítása, majd az oxálsav kicsapásra, szűrésre, szárításra kerül. és elégetve tiszta Sc2O3 terméket kapunk. A fő folyamat a következő: volfrámhulladék - savas feloldás - tisztítás - adszorpciós oszlop - kilúgozás - ScCl3 oldat fogadása - sav beállítása - szkandium kicsapása - szárítás - elégetés - csomagolás - raktározás (tiszta Sc2O3 termék).
Fő felszerelés: savoldó tartály, adszorpciós oszlop, elválasztó oszlop, ülepítő tartály, égetőkemence, csomagológép stb.
Extrakciós gyantakromatográfia
Technológiai folyamat: oldja fel a klórozott füstöt és port sósavval, majd tisztítja ScCl3 tápfolyadékká. A szkandiumot az extraháló tartályban 50 százalékos TBP-kerozin extrakcióval extraháljuk, a szennyeződéseket bepácoljuk, majd a szkandiumot visszaextraháljuk, így tiszta Sc-Cl3 oldatot kapunk, majd az Sc-t H2C2O4-gyel kicsapjuk, és elégetéssel tiszta Sc2O3-at kapunk. A fő folyamat a következő: oxidációs füst - sósavas feloldás - tisztítás - nettó ScCl3 oldat - extrakció - savas mosás - sztrippelés - lecsapás - égetés - csomagolás - raktározás (tiszta Sc2O3 termék).
Folyékony membrán extrakció
Nyersanyagként vegyen be titánfehér hulladékfolyadékot (Sc2O325g/m3 tartalmú). A P204 kerozint extrahálószerként használó kénsavas közegrendszerben a szkandiumot extrahálják a betáplált folyadékból az extraháló tartályban. Miután a szennyeződéseket H2SO4-gyel és H2O2-val végzett savas mosással eltávolítottuk, a szkandiumot NaOH-oldattal visszaextraháljuk, így Sc(OH)3 koncentrátumot kapunk. Az Sc(OH)3-at sósavban oldjuk, és így ScCl3-oldatot kapunk. Az oxálsav (kétszer) kicsapja a szkandiumot és elégeti. A csomag tiszta Sc2O3 termék. A fő folyamat: titán-dioxid hulladéklúg - előkészítés - extrakció - pácolás - sztrippelés - sc (OH) 3 termék - oldás - kicsapás - elégetés - csomagolás - raktározás (tiszta Sc2O3 termék).