CN106395881A - 从粗氧化钪或钪富集物中去除锆、铪、钙的方法 - Google Patents

从粗氧化钪或钪富集物中去除锆、铪、钙的方法 Download PDF

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Abstract

从粗氧化钪或钪富集物中去除锆、铪、钙的方法，包括以下步骤：(1)取粗氧化钪或钪富集物，加入强酸，加热至60～100℃溶解，过滤，控制滤液中钪浓度在10～60g/L，酸度在0.01～1mol/L；(2)温度保持在5～100℃，在搅拌条件下，向经步骤(1)处理的滤液中加入除锆、铪、钙剂，加完后，煮沸，过滤，得滤液，滤液在加热至60～100℃条件下，加入草酸进行沉淀，沉淀经洗涤得草酸钪，草酸钪在750～850℃下灼烧，制得氧化钪。利用本发明可以将钪料液中的锆、铪、钙降低至几个ppm，反应时间短，极易过滤，且不会对钪造成损失，所制得的氧化钪纯度大于99.95％以上。

Description

从粗氧化钪或钪富集物中去除锆、铪、钙的方法
技术领域
本发明涉及一种从粗氧化钪或钪富集物中去除锆、铪、钙的方法。
背景技术
氧化钪、金属钪及其化合物具有许多优良的特性，在燃料电池、航空航天、电子等方面应用广泛。但因稀少，提取非常困难，且钪一般为伴生资源，比如伴生在钛铁矿和锆英石中。现国内大部是从钛白废酸中提取氧化钪和氯化锆废酸中提取氧化钪，其中主要是用萃取法，但钛白废酸和氯化锆废酸中钛、铁、锆、铪、钙等杂质含量较高，其中的钛铁可通过洗涤及草酸沉淀而除去，因锆、铪、钙的影响，得到的粗氧化钪的总量往往在90％左右，其中锆、铪、钙的含量在3％～10％左右，因此极有必要对粗氧化钪和钪富集物进行提纯。
现有的粗氧化钪中除杂的方法，如申请号为201110099856.5的中国专利申请所公开的《从富集钪的原料中分离锆的方法及氧化钪的制备方法》，该方法为酸溶富集钪原料，过滤后加入磷酸、磷酸盐及苦杏仁酸中的一种或多种，该方法能将氧化钪中的锆降至几个ppm，但该方法在加入除锆剂后，由于磷酸锆的特性，沉淀颗粒极为细小，很难过滤，需加入絮凝剂使沉淀凝聚，才可解决穿滤问题，否则穿滤严重，而且该方法是在较高酸下进行及加入了难以分解的磷酸根杂质，致使氧化钪产品中磷酸根过高，此外该方法仅针对单一杂质锆的去除。申请号为201410809499.0的中国专利申请所公开的《从含钪溶液中分离去除铁、铝、钙、钛杂质的方法》提供了一种可同时去除铁、铝、钙等杂质及部分钛、锆、镁、锰等杂质的方法，但该方法采用离子交换法，耗时长、效率低、树脂还需再生。申请号为201110186520.2的中国专利申请所公开的《一种高纯氧化钪的提纯制备方法》公布了提纯粗氧化钪的方法，该方法采用酸溶-过滤-氨水沉淀-过滤-再次酸溶-过滤-氨水沉淀-过滤-酸溶-草酸沉淀的步骤进行提纯，步骤繁多，且氢氧化物过滤困难，耗时长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种操作简便，且能从粗氧化钪或钪富集物中同时除去产品中锆、铪、钙三种杂质，从而得到高纯度氧化钪产品的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：从粗氧化钪或钪富集物中去除锆、铪、钙的方法，包括以下步骤：
(1)取粗氧化钪或钪富集物，加入强酸，加热至60～100℃溶解，过滤，控制滤液中钪浓度在10～60g/L(优选30～50g/L)，酸度(“H+”浓度)在0.01～1mol/L；
(2)温度保持在5～100℃(优选20～50℃)，在搅拌条件下，向经步骤(1)处理的滤液中加入除锆、铪、钙剂，加完后，煮沸，过滤，得滤液，滤液在加热至60～100℃条件下，加入草酸进行沉淀，沉淀经洗涤得草酸钪，草酸钪在750～850℃(优选800℃)下灼烧，制得氧化钪。
进一步，步骤(1)中，所述的强酸选自盐酸、硫酸和硝酸中的一种或几种。
进一步，步骤(2)中，所加除锆、铪、钙剂的质量为滤液中氧化锆、氧化铪与氧化钙质量之和的1～2倍。
进一步，步骤(2)中，所述除锆、铪、钙剂选自磷碘苯甲酸铵、磷碘苯甲酸钠和磷碘苯甲酸钾中的一种。
进一步，步骤(2)中，煮沸的温度为100℃，煮沸的时间为5～60min。
利用本发明可以将钪料液中的锆、铪、钙降低至几个ppm，反应时间短，极易过滤，且不会对钪造成损失，所制得的氧化钪纯度大于99.95％以上，同时本发明是在低酸度条件下，除完锆、铪和钙的滤液可直接草酸沉淀，且适用锆、铪和钙浓度范围很宽，不带入难以分解的杂质，可大幅简化工艺和降低成本。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
取粗氧化钪原料25g(Sc2O3：94.1％，ZrO2：4.725％，HfO2：0.945％，CaO：0.1％)，加入6mol/L盐酸181ml，加热至80℃溶解，过滤，滤液加入水稀释至500ml，其中，Sc2O3：47g/L，ZrO2：2.36g/L，HfO2：0.4725g/L，CaO：0.05g/L，H+：0.1mol/L；温度保持在20℃，在搅拌条件下，按上氧化锆、氧化铪与氧化钙质量之和的2倍加入磷碘苯甲酸铵(以4wt％磷碘苯甲酸铵溶液的方式加入)，加完后，在100℃下煮沸10min，过滤，混合滤液体积为625ml，分析滤液：Sc2O3：37.63g/L，ZrO2：0.0001g/L，HfO2：0.00005g/L，CaO：0.0001g/L，滤液在加热至100℃条件下，加入草酸进行沉淀，沉淀经洗涤得草酸钪，草酸钪在750℃下灼烧，制得氧化钪，氧化钪产品分析结果见表1。
表1
实施例2
取粗氧化钪原料50g(Sc2O3：93.1％，ZrO2：5.7％，HfO2：0.98％，CaO：0.12％)，加入4mol/L盐酸550ml，加热至90℃溶解，过滤，滤液加入水稀释至900ml，其中，Sc2O3：52.833g/L，ZrO2：3.167g/L，HfO2：0.544g/L，CaO：0.067g/L，H+：0.2mol/L；温度保持在50℃，在搅拌条件下，按上氧化锆、氧化铪与氧化钙质量之和1.5倍加入磷碘苯甲酸钠(以6wt％磷碘苯甲酸钠溶液的方式加入)，加完后，在100℃下煮沸30min，过滤，滤液体积为1080ml，分析滤液：Sc2O3：43.889g/L，ZrO2：0.0011g/L，HfO2：0.0002g/L，CaO：0.0006g/L，滤液在加热条件80℃下，加入草酸进行沉淀，沉淀经洗涤得草酸钪，草酸钪在800℃下灼烧，制得氧化钪，氧化钪产品分析结果见表2。
表2
实施例3
取钪富集物原料100g(Sc2O3：21％，ZrO2：1.2％，HfO2：0.21％，CaO：0.03％)，加入4mol/L盐酸550ml，加热至100℃溶解，过滤，滤液体积为500ml，其中，Sc2O3：42g/L，ZrO2：2.4g/L，HfO2：0.42g/L，CaO：0.06g/L，H+：0.01mol/L；温度保持在50℃，在搅拌条件下，按上氧化锆、氧化铪与氧化钙质量之和的1.3倍加入磷碘苯甲酸钾(以6wt％磷碘苯甲酸钾溶液的方式加入)，加完后，在100℃下煮沸20min，过滤，滤液体积为600ml，分析滤液：Sc2O3：34.5g/L，ZrO2：0.0021g/L，HfO2：0.00045g/L，CaO：0.001g/L，滤液在加热条件90℃下，加入草酸进行沉淀，沉淀经洗涤得草酸钪，草酸钪在850℃下灼烧，制得氧化钪，氧化钪产品分析结果见表3。
表3

Claims (5)

1.从粗氧化钪或钪富集物中去除锆、铪、钙的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取粗氧化钪或钪富集物，加入强酸，加热至60～100℃溶解，过滤，控制滤液中钪浓度在10～60g/L，酸度在0.01～1mol/L；
(2)温度保持在5～100℃，在搅拌条件下，向经步骤(1)处理的滤液中加入除锆、铪、钙剂，加完后，煮沸，过滤，得滤液，滤液在加热至60～100℃条件下，加入草酸进行沉淀，沉淀经洗涤得草酸钪，草酸钪在750～850℃下灼烧，制得氧化钪。
2.根据权利要求1所述的从粗氧化钪或钪富集物中去除锆、铪、钙的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的强酸选自盐酸、硫酸和硝酸中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的从粗氧化钪或钪富集物中去除锆、铪、钙的方法，其特征在于，步骤(2)中，所加除锆、铪、钙剂的质量为滤液中氧化锆、氧化铪与氧化钙质量之和的1～2倍。
4.根据权利要求1或2所述的从粗氧化钪或钪富集物中去除锆、铪、钙的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述除锆、铪、钙剂选自磷碘苯甲酸铵、磷碘苯甲酸钠和磷碘苯甲酸钾中的一种。
5.根据权利要求1或2所述的从粗氧化钪或钪富集物中去除锆、铪、钙的方法，其特征在于，步骤(2)中，煮沸的温度为100℃，煮沸的时间为5～60min。
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