CN1034524A - 从人造金红石中提取氧化钪的方法 - Google Patents

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在分离回收钪。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

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。

目前，从钛铁矿及其制品中回收钪的途径有：从生产钛白粉的水解母液中回收和从生产Ticl₄的氯化烟尘中回收，而从人造金红石中回收Sc₂O₃在国内尚未见报导。现有从钛白母液中提取钪的工艺，其含钪料液酸度较低（6N），含TiO₂也较低（约在4克/升），而人造金红石中含钪约250克/吨，用硫酸浸出后，酸浸液中含TiO₂高达50-80克/升，酸度在18N以上，因此，想用现有从钛白母液中提取钪的方法难以实现从金红石中提取氧化钪，而必须探索一种适于从所述人造金红石中提取钪的方法。

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-2N H₂SO₄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⒚鞯牟僮鞑街琛?

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、Fe 21.25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2N    NaoH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（15）步用同于第③步的萃取剂按有机相/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（11）步用6N H₂SO₄+6.2%Nacl按有机相/水相＝2∶1洗涤3次，再用4N H₂SO₄+1N H₂O₂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（12）步用工业纯的2.5N NaoH溶液按有机相/水相＝1∶1进行反萃，得氢氧化钪，将其过滤（（13）步），烘干后在700℃下灼烧（（14）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（（15）步），然后加水稀释并中和至pH＝1-2（（16）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（（17）步），集中以后处理，将滤液在第（18）步于80℃下加入工业草酸沉淀出草酸钪，在第（19）步进行过滤，洗涤，然后烘干，在第（20）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（15）-（20）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 (2)

1、一种从人造金红石中提取氧化钪的方法，包括用无机酸浸出、有机溶剂萃取、草酸沉淀等主要过程，其特征在于用浓度为60%的硫酸浸出金红石中的钪，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，反萃得的氢氧化钪沉淀物经过滤、灼烧后用盐酸溶解，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pH1-2进行水解，进一步除钛，原料中含有锆也被同时除去。

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