CN1005565B

CN1005565B - 从人造金红石中提取氧化钪的方法

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Publication number: CN1005565B
Application number: CN87108136.9A
Authority: CN
Inventors: 伍耀明; 高立轩; 黄永结; 王顺媛; 黄志全; 覃少雄; 陈仕超; 侬建桃
Original assignee: GUANGXI METALLURG I
Current assignee: GUANGXI METALLURG I
Priority date: 1987-12-12
Filing date: 1987-12-12
Publication date: 1989-10-25
Also published as: CN1034524A

Abstract

本发明提出一种从人造金红石中提取氧化钪的方法。在不破坏原有金红石产品结构、质量的情况下，通过用硫酸浸出、有机溶剂萃取、草酸沉淀从高酸高钛的酸浸液中有效地分离回收钪。浸出、萃取、提纯过程简单，只需二次萃取与反萃，二次沉淀，即可获得含Ｓｃ₂Ｏ₃＞９９．９％的产品，Ｓｃ₂Ｏ₃总的回收率在８３％以上。

Description

从人造金红石中提取氧化钪的方法

本发明涉及一种用硫酸浸出、有机溶剂萃取、草酸沉淀从含钪和钛、锆等的混合物中回收钪的方法，特别是从人造金红石中分离回收钪的方法。

中国《有色金属》1981，第11期第13页上曾介绍采用盐酸分解黑钨精矿、用P₂₀₄和仲辛醇的煤油溶液作为萃取剂，以有机相∶水相＝1∶5从酸解液中提取钪，以2.5N的NaOH溶液，有机相∶水相＝3∶1进行反萃，获得氢氧化钪沉淀物，经灼烧得Sc₂O₃产品的工艺。但是，此工艺试验尚不充分，氧化钪提纯等问题需进一步研究。而且，对于从人造金红石中提取氧化钪，用硫酸浸出，酸浸液中含TiO₂高达50～80克/升，酸度在18N以上的这种含钛高含三氧化钪低的物料，用现有的方法难以实施。

本发明的目的就在于提供一种从人造金红石中提取氧化钪的方法。在不破坏原有金红石产品的结构、质量的情况下，用硫酸浸出金红石产品中的钪，并从这种高酸高钛的酸浸液中有效地分离回收钪。

本发明的技术构成是，原料不经再磨，直接将人造金红石用浓度为60%的硫酸溶液按固液比为1∶1，在120℃下恒温浸出1小时，这样，非金红石型的TiO₂以及大部分的铁和约有50%的Sc₂O₃被浸出来，而浸出渣经洗涤后其结构没有被破坏，仍以金红石型存在，并且由于除掉了其中的杂质，其含TiO₂的品位可以提高一级。

将浸出滤液静置，结晶析出硫酸氧钛，过滤除掉硫酸氧钛结晶，余下的母液用洗渣水稀释至13N酸度，用作萃取钪的料液①;由于滤出的硫酸氧钛结晶吸附有部分溶出的钪，为了回收被吸附的钪，将其用洗渣水溶解，滤清后用作萃取钪的料液②。将料液①和料液②用15-30%的二-（2-乙基己基）磷酸+0-5%的磷酸三丁酯+煤油溶剂，以有机相/水相＝1∶3-15，萃取级数为1～5级进行萃取作业，负载有机相用0.8～2.5N的NaOH溶液，以有机相/水相＝1∶0.8～2.0进行反萃。将反萃所得的氢氧化物过滤，滤渣用4N-6N硫酸溶解，在酸度为0.1N-2NH₂SO₄溶液的条件下进行水解，得到偏钛酸和富钪液，过滤除去偏钛酸，偏钛酸含有0.15-0.5%的Sc₂O₃，经酸溶后再进行萃取。

水解除钛后的溶液含Sc₂O₃300-1300毫克/升，TiO₂0.1-4克/升，Fe0.2-2克/升，将所述溶液再用所述有机相按所述条件进行二次萃取，对负载有机相用5%Nacl和1NH₂O₂的H₂SO₄溶液进行洗铁洗钛，再用所述NaoH溶液反萃即得钪富集物。

为了提纯，将钪富集物用1∶1工业盐酸溶解，进一步水解除钛、锆。由于钪富集物不可避免地存在有硫酸根，故将其用盐酸溶解后，加热溶液至80℃以上，再用水稀释并中和至pH＝1-2，这时钛则以偏钛酸（H₂TiO₃）沉淀，锆则以碱式硫酸盐（ZrO₂∶SO₃≈1∶0.3）沉淀析出。可将此偏钛酸和锆的碱式硫酸盐过滤除去，滤渣集中处理。

滤液以工业草酸饱和溶液沉淀，用水洗涤沉淀物、过滤、烘干、灼烧便得到粗钪。将此粗钪再用1∶1分析纯的盐酸溶液溶解、用分析纯的草酸沉淀，即可获得含Sc₂O₃大于99.9%的产品。

按本发明提供的方法从金红石中提取钪，原金红石产品的粒度，结构没有被破坏，仍是以金红石型存在，而且提高了原金红石产品的质量，其品位由原来含TiO₂88.26%提高到92.65%，并且不混入其他杂质;按所述方法从人造金红石中提取钪，能有效地从高酸（18N）高钛（50-80克/升）的料液中较高程度地回收钪，提取过程简单，富集提纯过程只需要两次萃取与反萃，两次草酸沉淀即可获得大于99.9%的Sc₂O₃产品;反萃作业基本上解决了普遍存在的乳化问题，使有机相与水相分离快，不粘壁。

下面将以实施例进一步说明本发明的操作步骤。

按照图1所示的顺序说明进行该实施例的操作步骤。

将1.8吨人造金红石用1800升60%H₂SO₄溶液浸取，即通过第①、②步获得的供萃取的料液①1542升，其中含Sc₂O₃56毫克/升，TiO₂55.83克/升、Fe21.25克/升、H⁺12.8N;料液②1009升，含Sc₂O₃84毫克/升，TiO₂38.61克/升、Fe31.50克/升。H⁺9.45N。

料液①在（3a）用20%的二-（2-乙基己基）磷酸（P204）+4%磷酸三丁酯（TBP）+煤油溶剂，按有机相/水相为1∶9的体积比进行单级萃取，萃余液含Sc₂O₃5.6毫克/升，TiO₂52.8克/升，Fe19.63克/升，H⁺12.4N，返回第①步配酸。料液②经（3b）步采用同样的萃取剂按有机相/水相＝1∶8的体积比单级萃取后，萃余液含Sc₂O₃2.9毫克/升，TiO₂36.82克/升，Fe含量不变。H⁺8.8N，将此萃余液用石灰中和后排放。在这一步中料液①的Sc₂O₃萃取率为90%，料液②的Sc₂O₃萃取率为96.37%，两种料液中Sc₂O₃平均实际萃取率为93.24%。

负载有机相在第④步用2NNaoH溶液按有机相/水相＝1∶1进行反萃，在第⑤步过滤，第⑥步用4-6N硫酸溶液溶解滤饼，得到含钪的溶解液，在第⑦步进行加热水解除钛，在第⑧步过滤，所得滤渣-偏钛酸固体物在第⑨步用H₂SO₄溶解后，重复第③-⑧步的操作。两次共得到193升含Sc₂O₃为800毫克/升的富钪溶液和0.85公斤含Sc₂O₃0.4%的偏钛酸渣（留待下次处理）。

将所述富钪液在第⑩步用同于第③步的萃取剂有机相/水相＝1∶5进行萃取，萃余液含Sc₂O₃1.25毫克/升，废弃。此步Sc₂O₃的萃取率为99.84%。负载有机相在第＊步用6NH₂SO₄+6.2%Nacl按有机相/水相＝2∶1洗涤3次，再用4NH₂SO₄+1NH₂O₂按有机相/水相＝2∶1洗涤4次，洗涤废液返回第⑥步使用。洗涤过的负载有机相在第＊步用工业纯的2.5NNaoH溶液按有机相/水相＝1∶1进行反萃，得氢氧化钪，将其过滤（＊步），烘干后在700℃下灼烧（＊步）0.5小时，得钪富集物320克，含Sc₂O₃47.5%。

将所述钪富集物用1∶1的工业盐酸溶液溶解（＊步），然后加水稀释并中和至pH＝1-2（＊步），加热水解除钛（如其中含锆也可在这步同时除去）。滤出水解渣（＊步），集中以后处理，将滤液在第＊步于80℃下加入工业草酸沉淀出草酸钪，在第＊步进行过滤，洗涤，然后烘干，在第＊步于850℃下灼烧0.5小时，得粗氧化钪152.1克，含Sc₂O₃为96%。将所述粗钪用分析纯的盐酸和草酸，重复＊-＊步的操作，得氧化钪产品142.5克，含Sc₂O₃＞99.9%，其中Zr＜0.001%。两次草酸沉淀的Sc₂O₃回收率为93.75%。从浸出的含钪溶液到获得＞99.9%的Sc₂O₃产品，Sc₂O₃的总回收率为83.28%。

Claims

1、一种从含钪物料中提取氧化钪的方法，包括用无机酸浸出，用二-（2-乙基己基）磷酸萃取，用NaOH溶液反萃，用草酸沉淀等主要过程，其特征在于用浓度为60%的硫酸浸出人造金红石中的钪，酸浸液经静置析出硫酸氧钛，过滤除掉硫酸氧钛，母液用洗渣水稀释至13N酸度后作为提取钪的料液①，滤出的硫酸氧钛固体物也用洗渣水溶解，滤出不溶杂质后的滤液用作提取钪的料液②，将料液①和料液②用15-30%的二-（2-乙基己基）磷酸+0-5%的磷酸三丁酯+煤油溶剂，以有机相∶水相＝1∶3-15，萃取级数为1～5级进行萃取，负载有机相用0.8～2.5N的NaOH溶液反萃，反萃得的氢氧化物再用4～6N硫酸溶解，水解除钛，除钛后的富钪液用所述有机溶剂按所述条件进行二次萃取，负载有机相用含有NaCl和H₂O₂的硫酸溶液进行洗涤，再用所述NaOH溶液反萃，反萃得的氢氧化物经过滤、灼烧后用盐酸溶解，用草酸沉淀出草酸钪，再灼烧转化成氧化钪。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于用盐酸溶解氧化钪时，将溶解液加水稀释并中和至pH＝1～2进行水解，进一步除钛，原料中含有锆也被同时除去。