Процесс производства оксида скандия

Процесс производства оксида скандия
Химическая формула оксида скандия Sc2O3. Природа: белое твердое вещество. Он имеет кубическую структуру полуторного оксида редкоземельного элемента. Плотность 3.864. Температура плавления 2403 градуса ± 20 градусов. Нерастворим в воде, растворим в горячей кислоте. Его получают термическим разложением соли скандия. Его можно использовать в качестве испаряемого материала для покрытия полупроводников. Делайте твердотельные лазеры с переменной длиной волны, телевизионные электронные пушки высокой четкости, металлогалогенные лампы и т. д.
Оксид скандия (Sc2O3) является одним из наиболее важных продуктов в скандиевых продуктах. Его физические и химические свойства аналогичны свойствам оксидов редкоземельных элементов (таких как La2O3, Y2O3 и Lu2O3), поэтому методы производства, используемые при производстве, очень похожи. Sc2O3 может производить металлический скандий (Sc), продукты различных солей (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2(C2O4)3 и др.) и различные сплавы скандия (серии Al-Sc, Al-Zr-Sc). Эти скандиевые продукты имеют практическую техническую ценность и хорошие экономические результаты. Благодаря некоторым характеристикам Sc2O3 он широко используется в алюминиевых сплавах, источниках электрического света, лазерах, катализаторах, активаторах, керамике и аэрокосмической промышленности, и перспективы его развития очень широки.
В 1970-х годах Китай начал разрабатывать продукты Sc2O3, и на рынок вышла килограммовая продукция. В 1980-х годах производство Sc2O3 в Китае достигло апогея, когда объем производства достиг более 100 кг, в основном он экспортировался в Японию и США. С 1990-х годов Россия произвела большое количество продуктов Sc2O3 и выбросила их на международный рынок по низкой цене, что серьезно повлияло на производство оксида скандия в Китае, сделав производство Sc2O3 на низком уровне, и многие производства линии были отключены, что привело к сокращению мощностей и производства Китая. Однако в последние годы разработка сплава Sc-Al и материалов для источников электрического света в Китае способствовала развитию промышленного производства Sc2O3. Китай богат запасами скандия. Сообщается, что промышленные запасы скандия в мире в настоящее время составляют около 2 млн тонн, а в Китае их около 600000-650000 тонн, что составляет около 30 процентов всего мирового содержания. После многолетних исследований и производственной практики технология производства и оборудование для извлечения Sc2O3 из скандийсодержащего сырья включают следующие методы:
① Метод извлечения. Он широко используется в производстве и обладает такими характеристиками, как большая производительность, хорошее качество, высокая скорость извлечения, низкая стоимость и непрерывная работа в производстве.
② Метод ионного обмена. Он также часто используется в производстве. Он имеет характеристики низкого выхода, высокой чистоты, низкого выхода, высокой стоимости и длительного производственного цикла.
③ Хроматография с экстракционной смолой. Он имеет характеристики короткого производственного цикла, высокой чистоты, высокой производительности и низкой стоимости.
④ Метод жидкостной мембранной экстракции. Это новая технология разделения, сочетающая мембранное разделение и жидкостную экстракцию. Но производственной практики в настоящее время нет. Некоторые люди использовали эмульсионную жидкую мембрану для обогащения Sc с 60 мг/л до 1400 мг/л после первичной экстракции. С точки зрения извлечения Sc2O3 в Китае в течение многих лет первые два процесса практически освоены.
Технология (экстракция и ионный обмен). [2]
метод извлечения
(1) Процесс получения оксида скандия из концентрата скандия методом экстракции: концентрат скандия растворяют в соляной кислоте для получения раствора ScCl3, а затем очищают от примесей, таких как титан и железо. В качестве сырья используется очищенная жидкость. В качестве экстрагента использовали 50% ТБФ и керосин. Приготовленный раствор вещества и экстрагент помещают в экстракционный бак для извлечения скандия. После промывки кислотой и отгонки воды для извлечения скандия получают чистый скандийсодержащий раствор (раствор ScCl3), который затем осаждают щавелевой кислотой. После сушки и обжига получается чистый продукт Sc2O3. Основной процесс: концентрат скандия - растворение в кислоте - очистка - извлечение скандия ТБФ - промывка кислотой - очистка скандия - осаждение щавелевой кислотой - сушка - обжиг - упаковка - складирование (чистые продукты Sc2O3).
Основное оборудование: резервуар для растворения кислоты, экстракционный резервуар, отстойник, печь для сжигания, упаковочная машина и т. д.
Ионообменный метод
Технологический процесс: в качестве сырья используется отвальный вольфрамовый шлак (содержащий Sc2O378г/т~377г/т). Его растворяют в соляной кислоте и фильтруют, а исходную жидкость очищают для получения чистого раствора ScCl3, который после перемешивания используют в качестве исходной жидкости для ионного обмена. Подготовьте адсорбционную колонку и разделительную колонку к использованию. Исходная жидкость (жидкость ScCl3) поступает в адсорбционную колонну с верхнего конца колонны и достигает Sc3 плюс насыщение для использования. После соединения адсорбционной колонки с разделительной колонкой элюент будет поступать в разделительную колонку и проходить через нее сверху адсорбционной колонки. После того, как последняя разделительная колонна стабильно вытекает из раствора ScCl3, раствор ScCl3 (чистый раствор ScCl3) может непрерывно поступать в сборную емкость, а затем корректируется кислотность, а затем щавелевая кислота используется для осаждения, фильтрации, сушки и сжигание с образованием чистого продукта Sc2O3. Основной технологический процесс: вольфрамовый осадок - растворение в кислоте - очистка - адсорбционная колонна - выщелачивание - получение раствора ScCl3 - корректировка кислоты - осаждение скандия - сушка - обжиг - упаковка - складирование (чистый продукт Sc2O3).
Основное оборудование: резервуар для растворения кислоты, адсорбционная колонна, разделительная колонна, отстойник, печь для сжигания, упаковочная машина и т. д.
Хроматография с экстракционной смолой
Технологический процесс: растворение хлорированного дыма и пыли с помощью HCl, а затем очистка до получения исходной жидкости ScCl3. Экстрагируют скандий в экстракционном баке 50-процентным экстрагентом ТБФ-керосин, примеси травят и извлекают скандий обратно с получением чистого раствора Sc-Cl3, затем осаждают Sc Н2С2О4 и получают чистый Sc2O3 сжиганием. Основной процесс выглядит следующим образом: окислительный дым - растворение соляной кислоты - очистка - чистый раствор ScCl3 - экстракция - промывка кислотой - десорбция - осаждение - сжигание - упаковка - складирование (чистый продукт Sc2O3).
Жидкостная мембранная экстракция
В качестве сырья возьмите жидкие отходы титановых белил (содержащие Sc2O325 г/м3). В сернокислотной среде с использованием керосина Р204 в качестве экстрагента скандий извлекается из подаваемой жидкости в экстракционной емкости. После удаления примесей кислотной промывкой H2SO4 и H2O2 скандий снова экстрагируют раствором NaOH с образованием концентрата Sc(OH)3. Sc(OH)3 растворяют в соляной кислоте с образованием раствора ScCl3. Щавелевая кислота осаждает скандий (дважды) и сжигает его. Упаковка представляет собой чистый продукт Sc2O3. Основной процесс: отработанный щелок диоксида титана - подготовка - экстракция - травление - десорбция - продукт SC (OH) 3 - растворение - осаждение - сжигание - упаковка - складирование (чистый продукт Sc2O3).