Produksjonsprosess for Scandium Oxide

Produksjonsprosess for skandiumoksid
Den kjemiske formelen for skandiumoksid er Sc2O3. Natur: hvit fast stoff. Den har kubisk struktur av seskvioksid av sjeldne jordarter. Tetthet 3.864. Smeltepunkt 2403 grader ± 20 grader. Uløselig i vann, løselig i varm syre. Det er fremstilt ved termisk dekomponering av skandiumsalt. Det kan brukes som fordampningsmateriale for halvlederbelegg. Lag faststofflasere med variabel bølgelengde, høyoppløselige fjernsynselektronkanoner, metallhalogenlamper, etc.
Scandium oxide (Sc2O3) er et av de viktigste produktene i skandiumprodukter. Dens fysiske og kjemiske egenskaper ligner på oksider av sjeldne jordarter (som La2O3, Y2O3 og Lu2O3), så produksjonsmetodene som brukes i produksjonen er svært like. Sc2O3 kan produsere skandiummetall (Sc), produkter av forskjellige salter (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3, etc.) og ulike skandiumlegeringer (Al-Sc, Al-Zr-Sc-serien). Disse scandium-produktene har praktisk teknisk verdi og gode økonomiske resultater. På grunn av noen egenskaper ved Sc2O3, har den blitt mye brukt i aluminiumslegeringer, elektriske lyskilder, lasere, katalysatorer, aktivatorer, keramikk og romfart, og utviklingsutsiktene er svært brede.
På 1970-tallet begynte Kina å utvikle Sc2O3-produkter, og kilogramprodukter kom inn på markedet. På 1980-tallet nådde Kinas produksjon av Sc2O3 et klimaks, med produksjonen på mer enn 100 kg, hovedsakelig eksportert til Japan og USA. Siden 1990-tallet har Russland produsert et stort antall Sc2O3-produkter og kastet dem ut på det internasjonale markedet til en lav pris, noe som har påvirket produksjonen av skandiumoksid i Kina alvorlig, noe som har gjort produksjonen av Sc2O3 på et lavt punkt, og mange produksjoner. linjene har vært nede, noe som gjør Kinas kapasitet og produksjon i en krympende tilstand. Imidlertid har utviklingen av Sc-Al-legering og elektriske lyskildematerialer i Kina de siste årene fremmet utviklingen av Sc2O3 industriell produksjon. Kina er rikt på skandiumressurser. Det er rapportert at de industrielle reservene av skandium i verden er omtrent 2 millioner tonn for tiden, og det er omtrent 600000-650000 tonn i Kina, som står for omtrent 30 prosent av verdens totale innhold. Etter år med forskning og produksjonspraksis inkluderer produksjonsteknologien og utstyret for utvinning av Sc2O3 fra skandiumholdige råvarer følgende metoder:
① Ekstraksjonsmetode. Den er mye brukt i produksjon og har egenskapene til stor produksjon, god kvalitet, høy utvinningsgrad, lave kostnader og kontinuerlig drift i produksjonen.
② Ionebyttemetode. Det brukes også ofte i produksjon. Den har egenskapene til lavt utbytte, høy renhet, lavt utbytte, høye kostnader og lang produksjonssyklus.
③ Ekstraksjonsharpikskromatografi. Den har egenskapene til kort produksjonssyklus, høy renhet, høyt utbytte og lave kostnader.
④ Flytende membranekstraksjonsmetode. Det er en ny separasjonsteknologi som kombinerer membranseparasjon og væske-væskeekstraksjon. Men det er ingen produksjonspraksis for tiden. Noen mennesker har brukt emulsjonsvæskemembran for å berike Sc fra 60mg/L til 1400mg/L etter primærekstraksjon. Fra perspektivet til Sc2O3-utvinning i Kina i mange år, er de to første prosessene nesten vedtatt
Teknologi (ekstraksjon og ionebytte). [2]
utvinningsmetode
(1) Prosessen med å produsere skandiumoksid fra skandiumkonsentrat ved ekstraksjonsmetode: skandiumkonsentratet løses opp med saltsyre for å oppnå ScCl3-løsning, og deretter renses urenheter som titan og jern. Renset væske brukes som råstoff. 50 prosent TBP og parafin ble brukt som ekstraksjonsmiddel. Den tilberedte materialløsningen og ekstraksjonsmidlet settes inn i ekstraksjonstanken for å trekke ut skandium. Etter syrevasking og destillering av vann for å ekstrahere scandium, oppnås den rene scandiumholdige løsningen (ScCl3-løsning), som deretter utfelles med oksalsyre. Etter tørking og brenning oppnås det rene Sc2O3-produktet. Hovedprosessen er: scandiumkonsentrat - syreoppløsning - rensing - TBP-ekstraksjon av scandium - syrevasking - stripping av scandium - oksalsyreutfelling - tørking - brenning - pakking - lagerhold (rene Sc2O3-produkter).
Hovedutstyr: syreoppløsningstank, ekstraksjonstank, sedimentasjonstank, brennende ovn, pakkemaskin, etc.
Ionebyttemetode
Teknologisk prosess: wolframavfallslagg (som inneholder Sc2O378g/t~377g/t) brukes som råmateriale. Den løses opp i saltsyre og filtreres, og tilførselsvæsken renses for å oppnå ScCl3 ren løsning, som brukes som tilførselsvæske for ionebytting etter blanding. Klargjør adsorpsjonskolonnen og separasjonskolonnen for bruk. Matevæsken (ScCl3 væske) strømmer inn i adsorpsjonskolonnen fra den øvre enden av kolonnen og når Sc3 pluss metning for bruk. Etter å ha koblet adsorpsjonskolonnen til separasjonskolonnen, vil eluenten strømme inn i og gjennom separasjonskolonnen fra toppen av adsorpsjonskolonnen. Etter at den siste separasjonskolonnen renner stabilt ut av ScCl3-løsningen, kan ScCl3-løsningen (ren ScCl3-løsning) kontinuerlig mottas i oppsamlingsbeholderen, og deretter justeres surheten, og deretter brukes oksalsyren til utfelling, filtrering, tørking og brenning for å danne rent Sc2O3-produkt. Hovedprosessen er som følger: wolframavfallsrester - syreoppløsning - rensing - adsorpsjonskolonne - utvasking - mottak av ScCl3-løsning - justere syre - utfelling av skandium - tørking - brenning - pakking - lager (rent Sc2O3-produkt).
Hovedutstyr: syreoppløsningstank, adsorpsjonskolonne, separasjonskolonne, sedimentasjonstank, brennende ovn, pakkemaskin, etc.
Ekstraksjonsharpikskromatografi
Teknologisk prosess: Løs opp klorrøyken og støvet med HCl, og rens det deretter for å lage ScCl3-matevæske. Scandium ekstraheres i ekstraksjonstanken med 50 prosent TBP-parafin ekstraksjonsmiddel, urenheter syltes, og scandium ekstraheres tilbake for å få ren Sc-Cl3-løsning, deretter utfelles Sc med H2C2O4, og ren Sc2O3 oppnås ved brenning. Hovedprosessen er som følger: oksidasjonsrøyk - saltsyreoppløsning - rensing - netto ScCl3-løsning - ekstraksjon - syrevasking - stripping - utfelling - brenning - pakking - lagring (rent Sc2O3-produkt).
Væskemembranekstraksjon
Ta hvit avfallsvæske av titan (som inneholder Sc2O325g/m3) som råmateriale. I svovelsyremediumsystemet som bruker P204 parafin som ekstraksjonsmiddel, ekstraheres scandium fra tilførselsvæsken i ekstraksjonstanken. Etter at urenhetene er fjernet ved syrevasking med H2SO4 og H2O2, ekstraheres scandiumet tilbake med NaOH-løsning for å danne Sc (OH) 3-konsentrat. Sc (OH) 3 oppløses i saltsyre for å danne ScCl3-løsning. Oksalsyren utfeller scandium (to ganger) og brenner det. Pakken er et rent Sc2O3-produkt. Hovedprosessen er: titandioksidavfallsvæske - klargjøring - ekstraksjon - beising - stripping - sc (OH) 3 produkt - oppløsning - utfelling - brenning - emballasje - lagerhold (rent Sc2O3 produkt).