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      從工業廢液中直接提取氧化鈧的工藝研究

      2020-12-09 15:34:39

      由于從含鈧礦物中直接提取鈧制品較困難,因而目前主要從處理含鈧礦物的副產物如廢渣、廢水、煙塵、赤泥中回收和提取氧化鈧,再以高純氧化鈧制備金屬鈧、鈧鋁合金、鈧鹽等鈧產品。據產業研究中心發布的《2019-2023年中國鈧產品行業市場供需現狀及發展趨勢預測報告 》,目前從工業廢液中直接提取鈧的工藝主要有三種:溶劑萃取法、化學沉淀法、離子交換法。

      氧化鈧

      溶劑萃取法

      溶劑萃取法中,首先將有機相和水相相互混合,待水相中要分離出來的物質進入有機相后,再通過兩相質量密度的不同而將兩相分開,從而實現液體混合物的分離或提純。該法是富積和提取鈧*為重要的方法,具有選擇性好、處理量大、操作簡單、適用介質條件及應用范圍廣泛等優點。由于萃取液性質和機制的不同,萃取劑包含酸性含磷萃取劑、羧酸萃取劑、中性含磷萃取劑、螯合萃取劑等4類。在鈧的提取利用中,應用*廣的萃取劑為有機磷酸類,常用的萃取劑有2-乙基己基磷酸、磷酸三丁酯、十二氨基磷酸等。

      化學沉淀法

      化學沉淀法是富集和提取鈧的一種比較成熟而常用的方法,且其工藝較為簡單。采用化學沉淀法提取鈧時,需要選擇*佳的沉淀劑。根據不同礦物體系的特點,可供選擇的沉淀劑通常有氫氧化物、氨水、草酸鹽、碳酸鹽、氟化物及二元酒石酸鹽等。

      例如從含鈧氯化煙塵的鹽酸浸出液中采用沉淀法進行鈧與鐵、錳的分離時,先用濃度為0.1mol?L-1的NaOH溶液調整溶液pH值,使沉淀劑只與Sc3+反應生成沉淀,鐵以Fe2+的形式存在。因為沉淀劑在酸性溶液中沉淀,但在堿性溶液中溶解,而Sc3+正好相反。根據這一原理,用稀鹽酸溶解沉淀物,就能將Sc3+以ScCl3的形式從沉淀劑中分離出來,在提取鈧的同時又能分離鐵、凈化鈧,整個處理過程鈧的沉淀率達100%。

      離子交換法

      離子交換法是實現鈧與某些結構復雜、性質相似的較難分離元素之間的有效分離方法之一,其分離效果好,適用于生產高純度的氧化鈧,現已得到了廣泛的應用。目前,鈧離子交換工藝中使用的樹脂主要有Dowex-50,BioRad AG50W,X8,Diaiom SK1等陽離子交換樹脂,以及Dowexl,Ab-17等陰離子交換樹脂。由于鈧具有較強的化學活性,在低酸度介質(HCl或H2SO4)中,可用強酸性陽離子交換分離樹脂上的Sc與Fe、Al、Ti、Ur等元素,然后用一定濃度的硫酸作洗脫劑就可使鈧和雜質元素得到有效分離;同時,鈧能形成硫酸鹽絡陰離子,利用這一性質,可用堿性陰離子交換并分離樹脂中不能形成硫酸鹽絡陰離子的Al、Ca、Cd、Co、Cu、Zn、Mg、Ni等元素。

      行業研究員表示,目前我國在鈧提取和回收上存在的問題主要是成本較高、回收率和產品純度不高。因此,萃取和離子交換技術是提取鈧的高效處理方法,但處理過程的工藝較為復雜,為此將沉淀、萃取和離子交換等新、老處理技術優化組合,不失為可行的方案和路線。此外,尋找高效的萃取劑,完善和改進生產工藝設備,借此提高鈧產品生產過程中的回收率和純度也值得探究。

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