Scandium Oxide Produktionsproces

Scandiumoxidproduktionsproces
Den kemiske formel for scandiumoxid er Sc2O3. Natur: hvidt fast stof. Det har kubisk struktur af sjældne jordarters sesquioxid. Tæthed 3.864. Smeltepunkt 2403 grader ± 20 grader. Uopløseligt i vand, opløseligt i varm syre. Det fremstilles ved termisk nedbrydning af scandiumsalt. Det kan bruges som fordampningsmateriale til halvlederbelægning. Lav faststoflasere med variabel bølgelængde, high-definition tv-elektronkanoner, metalhalogenlamper osv.
Scandiumoxid (Sc2O3) er et af de vigtigste produkter i scandiumprodukter. Dets fysiske og kemiske egenskaber ligner dem for sjældne jordarters oxider (såsom La2O3, Y2O3 og Lu2O3), så produktionsmetoderne, der bruges i produktionen, er meget ens. Sc2O3 kan producere scandiummetal (Sc), produkter af forskellige salte (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3 osv.) og forskellige scandiumlegeringer (Al-Sc, Al-Zr-Sc-serien). Disse scandium-produkter har praktisk teknisk værdi og gode økonomiske resultater. På grund af nogle karakteristika ved Sc2O3 er det blevet meget brugt i aluminiumslegeringer, elektriske lyskilder, lasere, katalysatorer, aktivatorer, keramik og rumfart, og dets udviklingsmuligheder er meget brede.
I 1970'erne begyndte Kina at udvikle Sc2O3-produkter, og kilogram-produkter kom på markedet. I 1980'erne nåede Kinas produktion af Sc2O3 et klimaks, hvor produktionen nåede mere end 100 kg, hovedsagelig eksporteret til Japan og USA. Siden 1990'erne har Rusland produceret et stort antal Sc2O3-produkter og smidt dem ud på det internationale marked til en lav pris, hvilket alvorligt har påvirket produktionen af ​​scandiumoxid i Kina, hvilket gør produktionen af ​​Sc2O3 til et lavpunkt og mange produktioner. linjer har været nede, hvilket gør Kinas kapacitet og produktion i en faldende tilstand. Men i de senere år har udviklingen af ​​Sc-Al-legering og elektriske lyskildematerialer i Kina fremmet udviklingen af ​​Sc2O3 industriel produktion. Kina er rig på skandiumressourcer. Det er rapporteret, at de industrielle reserver af skandium i verden er omkring 2 millioner tons i øjeblikket, og der er omkring 600000-650000 tons i Kina, der tegner sig for omkring 30 procent af verdens samlede indhold. Efter mange års forskning og produktionspraksis omfatter produktionsteknologien og -udstyret til udvinding af Sc2O3 fra scandiumholdige råmaterialer følgende metoder:
① Ekstraktionsmetode. Det er meget udbredt i produktionen og har karakteristika af stor produktion, god kvalitet, høj genvindingsgrad, lave omkostninger og kontinuerlig drift i produktionen.
② Ionbytningsmetode. Det bruges også ofte i produktionen. Det har egenskaberne lavt udbytte, høj renhed, lavt udbytte, høje omkostninger og lang produktionscyklus.
③ Ekstraktionsharpikskromatografi. Det har karakteristika af kort produktionscyklus, høj renhed, højt udbytte og lave omkostninger.
④ Flydende membranekstraktionsmetode. Det er en ny separationsteknologi, der kombinerer membranseparation og væske-væske-ekstraktion. Men der er ingen produktionspraksis i øjeblikket. Nogle mennesker har brugt emulsionsvæskemembran til at berige Sc fra 60mg/L til 1400mg/L efter primær ekstraktion. Fra perspektivet af Sc2O3-ekstraktion i Kina i mange år er de to første processer næsten vedtaget
Teknologi (ekstraktion og ionbytning). [2]
udvindingsmetode
(1) Processen med fremstilling af scandiumoxid fra scandiumkoncentrat ved ekstraktionsmetode: scandiumkoncentratet opløses med saltsyre for at opnå ScCl3-opløsning, og derefter renses urenhederne såsom titanium og jern. Renset væske bruges som råmateriale. 50 procent TBP og petroleum blev brugt som ekstraktionsmiddel. Den forberedte materialeopløsning og ekstraktionsmiddel anbringes i ekstraktionstanken for at udvinde scandium. Efter syrevask og destillering af vand til ekstraktion af scandium opnås den rene scandiumholdige opløsning (ScCl3-opløsning), som derefter udfældes med oxalsyre. Efter tørring og brænding opnås det rene Sc2O3-produkt. Hovedprocessen er: scandiumkoncentrat - syreopløsning - oprensning - TBP-ekstraktion af scandium - syrevask - stripning af scandium - oxalsyreudfældning - tørring - brænding - emballering - oplagring (rene Sc2O3-produkter).
Hovedudstyr: syreopløsningstank, ekstraktionstank, sedimentationstank, brændende ovn, pakkemaskine osv.
Ionbytningsmetode
Teknologisk proces: wolframaffaldsslagge (indeholdende Sc2O378g/t~377g/t) bruges som råmateriale. Det opløses i saltsyre og filtreres, og fodervæsken renses for at opnå en ren ScCl3-opløsning, der bruges som fødevæske til ionbytning efter blanding. Forbered adsorptionskolonnen og separationskolonnen til brug. Fødevæsken (ScCl3 væske) strømmer ind i adsorptionskolonnen fra den øverste ende af kolonnen og når Sc3 plus mætning til brug. Efter at have forbundet adsorptionskolonnen med separationskolonnen, vil eluenten strømme ind i og gennem separationskolonnen fra toppen af ​​adsorptionskolonnen. Efter at den sidste adskillelseskolonne er stabilt strømmet ud af ScCl3-opløsningen, kan ScCl3-opløsningen (ren ScCl3-opløsning) kontinuerligt modtages i opsamlingsbeholderen, og derefter justeres surhedsgraden, og derefter bruges oxalsyren til udfældning, filtrering, tørring og brænding til dannelse af rent Sc2O3-produkt. Hovedprocessen er som følger: wolframaffaldsrester - syreopløsning - oprensning - adsorptionssøjle - udvaskning - modtagelse af ScCl3-opløsning - justere syre - udfældning af scandium - tørring - brænding - emballering - oplagring (rent Sc2O3-produkt).
Hovedudstyr: syreopløsningstank, adsorptionskolonne, separationskolonne, sedimentationstank, brændende ovn, pakkemaskine osv.
Ekstraktionsharpikskromatografi
Teknologisk proces: opløs den klorerede røg og støv med HCl, og rens det derefter for at gøre ScCl3-fødevæske. Scandium ekstraheres i ekstraktionstanken med 50 procent TBP-petroleumsekstraktant, urenheder syltes, og scandium ekstraheres tilbage for at opnå ren Sc-Cl3-opløsning, derefter udfældes Sc med H2C2O4, og ren Sc2O3 opnås ved afbrænding. Hovedprocessen er som følger: oxidationsrøg - saltsyreopløsning - rensning - netto ScCl3-opløsning - ekstraktion - syrevask - stripning - udfældning - afbrænding - emballering - oplagring (rent Sc2O3-produkt).
Væskemembranekstraktion
Tag titanium hvid affaldsvæske (indeholdende Sc2O325g/m3) som råmateriale. I svovlsyremediesystemet med P204 petroleum som ekstraktionsmiddel, ekstraheres scandium fra fødevæsken i ekstraktionstanken. Efter at urenhederne er fjernet ved syrevask med H2SO4 og H2O2, ekstraheres scandiumet tilbage med NaOH-opløsning til dannelse af Sc (OH) 3-koncentrat. Sc (OH) 3 opløses i saltsyre til dannelse af ScCl3-opløsning. Oxalsyren udfælder scandium (to gange) og forbrænder det. Pakken er rent Sc2O3 produkt. Hovedprocessen er: titaniumdioxid-affaldsvæske - forberedelse - ekstraktion - bejdsning - stripning - sc (OH) 3 produkt - opløsning - bundfældning - brænding - emballering - oplagring (rent Sc2O3 produkt).