CN113355540B - 一种从含钪氢氧化镍钴中回收钪的方法 - Google Patents

一种从含钪氢氧化镍钴中回收钪的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于钪资源回收技术领域，具体涉及一种从含钪氢氧化镍钴中回收钪的方法，所述方法包括以下步骤：S1.酸溶浸出；S2.钪的一次富集；S3.解吸；S4.钪的二次富集；S5.干燥。本发明采用氢氧化锆对含钪的镍钴溶液进行一次富集，再对氢氧化锆解吸，对含钪的解吸液以碱进行二次富集，从而达到从氢氧化镍钴中间品中回收钪的目的，所用氢氧化锆可多次使用、可再生，钪回收率高、处理效率高、操作简单、不向***引入杂质离子。

Description

一种从含钪氢氧化镍钴中回收钪的方法
技术领域
本发明属于钪资源回收技术领域，具体涉及一种从含钪氢氧化镍钴中回收钪的方法。
背景技术
钪因其自身特殊物化性质，已用于制备铝钪合金、燃料电池、钪钠卤灯、示踪剂、激光晶体等产品，在特种钢铁、有色合金、高性能陶瓷、催化剂等领域具有广阔的应用前景。世界钪资源的工业储量约200万t(以Sc计)，我国是钪资源较为丰富的国家，工业储量约65万t，占世界总工业储量的33％。自然界中含钪的矿物多达800余种，但含Sc2O3＞500g/t的却很少，钪的独立矿物更是极为稀少。目前发现的含钪矿品位大多为Sc2O3含量10-50g/t(不含独立矿藏)，少数(主要为云贵川铝土矿和广西贫锰矿)含Sc2O3100g/t以上，但截止目前，国内钪的提取或回收技术仍然主要停留在实验室阶段，主要限制瓶颈为原料中钪含量过低(低于0.002％)，回收价值低；原料成分的差异，导致回收难度增加；回收技术不成熟，回收工艺复杂，回收成本较高。
对钪资源的提取或回收目前主要有以下几种方法：(1)萃取法；(2)沉淀法；(3)离子交换法。根据实际情况，通常采用三者中的一种或多种方法结合进行提钪。根据文献报道，提取钪的对象主要有三种，为原生矿、中间品、溶液。由于原生矿极少，或因原生矿中钪含量极低，且溶液大多为处理中间品所得，故主要提钪对象为中间品，通常认为钪含量达到20g/t即有回收价值，其常用方法为通过酸或碱溶解中间品，再对浸出液进行萃取、反萃后加入沉淀剂沉淀，对沉淀物煅烧，使钪以氧化物或氢氧化物或难溶盐的形式回收。
国内具有回收钪技术的专利权人主要为中国恩菲工程技术有限公司，其关于提取钪的发明专利主要有：(1)授权公告号CN103468948B的《含钪氢氧化镍钴综合回收金属的方法》，其技术方案为先对氢氧化镍钴酸溶浸出，再对浸出液进行萃取分离镍钴与钪，通过对负载钪的有机相进行洗涤、反萃，对反萃液加沉淀剂沉淀，沉淀物再经煅烧后制备氧化钪；(2)公开号为CN111498917A的《红土镍矿的处理方法》，先对红土镍矿酸溶、沉淀制备氢氧化镍钴中间品，再对氢氧化镍钴中间品进行第二次酸浸，第二次酸浸液以阳离子交换树脂吸附/富集钪，以碱对树脂解吸钪、铁，固液分离得到钪铁沉淀。综上两种回收钪的方法，以树脂或萃取剂进行富集钪，再分别对其解吸或反萃，向解吸液或反萃后液中加入沉淀剂沉淀，再对沉淀煅烧制备氧化钪。前者的萃取条件为高酸度条件下萃取分离钪，并不能分离其他杂质，为生产镍钴系列产品，仍需进行进一步除杂，而后者只针对处理钪浓度低的情况，且树脂的吸附、解吸、再生周期一般上很长，处理效率较低。
发明内容
本发明旨在解决上述技术问题，提供一种从含钪氢氧化镍钴中回收钪的方法，本发明采用氢氧化锆对含钪的镍钴溶液进行一次富集，再对氢氧化锆解吸，对含钪的解吸液以碱进行二次富集，从而达到从氢氧化镍钴中间品中回收钪的目的，所用氢氧化锆可多次使用、可再生，钪回收率高、处理效率高、操作简单、不向***引入杂质离子。
本发明的技术方案为：
一种从含钪氢氧化镍钴中回收钪的方法，包括以下步骤：
S1.酸溶浸出：向氢氧化镍钴中加水制浆，升温，再加入硫酸进行酸溶浸出，先控制终点pH为0.5-1.5，后继续加入氢氧化镍钴浆体回调pH至2.5-3.5，然后固液分离，得到酸溶液和酸溶渣，酸溶液进入钪的一次富集，酸溶渣进入下一工序；
本步骤中不采用直接调pH至2.5-3.5的目的是尽可能将氢氧化镍钴中的钪浸出完全，提高钪的浸出率，再通过浆体回调pH使得已经浸出的钪留在酸溶液中，且将已浸出的杂质铁再次沉淀，降低酸溶液中杂质的含量，同时提高钪的整体回收率。根据实验，对氢氧化镍钴采用一步调节法酸溶过程中，当pH＝2.5-3.5时，钪的浸出率仅达到70-80％，杂质铁的浸出率低于10％，随着pH的降低，钪的浸出率逐渐提高，其中当pH＝1.0-1.5时，钪的浸出率达到95％以上，同时铁的浸出率达到60％，继续降低pH，钪的浸出率无明显提高，但铁的浸出率可达90％以上。为提高钪的浸出率，同时将已经浸出的部分杂质基本完全沉淀，以降低后续除杂负担，采用两步调节法酸溶，即先将pH调低至1.0-1.5，此时钪的浸出率在95％以上，同时含有部分铁，此时通过加入氢氧化镍钴浆体的方式回调pH至2.5-3.5，在此条件下，钪的浸出率达到92-94％，与一步调节法酸溶相比，钪浸出率略低于pH＝1.0-1.5的95％以上，高于pH＝2.5-3.5的70-80％，同时铁的浸出率在10％以下，溶液中铁离子的浓度在0.005g/L以下。采用两步法酸溶过程中，当酸溶pH高于3.5时，钪的浸出率低于80％，钪的整体回收率低；当pH低于2.5时，溶液中铁杂质高于0.01g/L，增加后续除杂负担。另一方面，无论是一步法还是两步法酸溶，酸溶pH过低都将导致杂质浸出率过高，同时钪的一次富集步骤中消耗大量的氢氧化锆；酸溶pH过高则导致氢氧化镍钴中的钪浸出不完全，虽然氢氧化锆用量少，但不利于提高钪的回收率。实验表明，当酸溶液pH＝1.0-1.5以及pH＝2.5-3.5时，通过加入氢氧化锆调节体系pH至4.0-5.0，两者的氢氧化锆加入量分别达到100-150g/L、20-25g/L，前者用量为后者的5-7倍，且富集钪后浆体的过滤性能不同，前者过滤性能差，由于铁离子的存在，在氢氧化锆加入后形成胶体，难于过滤，后者的浆体过滤性能良好，无胶体形成。故优选酸溶液pH为2.5-3.5，采用两步法酸溶浸出。
进一步地，发明人经大量试验得出，制浆过程控制氢氧化镍钴和水的液固质量比为0.5:1-1.5:1，温度60-90℃的酸溶浸出条件下钪的浸出率最高。
S2.钪的一次富集：向酸溶液中加入氢氧化锆，反应结束后固液分离，得到第一钪渣和第一富集钪后液；第一富集钪后液可以通过萃取剂萃取除杂、反萃等步骤，生产硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰、氯化钴、氯化锰、电解镍钴等产品；第一钪渣浆化洗涤后得到第一洗液和第二钪渣；
第一洗液可返回酸溶***制浆，或与第一富集钪后液并入生产镍/钴/锰产品生产相关工序，第二钪渣进入解吸工序。
S3.解吸：对第二钪渣加水制浆，再加入硫酸进行解吸，解吸结束后固液分离，得到解吸液和第三钪渣，解吸液进入钪的二次富集，第三钪渣进入再生；
钪的解吸过程中，pH不宜过低，否则解吸液中的锆含量较高，锆被部分溶解进入解吸液；pH过高，其中的钪不能被解吸完全，导致钪的回收率低。根据实验，当pH低于1.0时，钪的解吸率达到94％以上，同时溶液中锆含量高于0.2g/L，解吸pH越低，即解吸液酸度越高，解吸液中锆含量越高，但钪的解吸率无明显增大，在后续二次富集过程中加入的碱量随着pH的降低而增大；当pH在1.0-1.5时，钪的解吸率达到91-95％，同时溶液中锆含量为0.01-0.2g/L，当pH高于1.5时，钪的解吸率随着pH的增大而降低，虽然解吸液中锆含量低于0.01g/L，但同时钪的解吸率远低于90％，其中当pH高于2.0时，钪的解吸率低于10％。因此，步骤S3中，控制解吸时间为1-2h、温度20-90℃，终点pH为1.0-1.5。
解吸时使用硫酸而不用盐酸的原因是：一方面因为盐酸易挥发，另一方面实验发现，在相同条件下，氢氧化锆本身更易溶于盐酸，为使钪解吸完全，同时降低锆的溶出，选择硫酸，其中对硫酸的浓度无严格要求。由于原料中钪含量的差异，当解吸液中钪含量过低时，可充分利用解吸液中的酸度，解吸液可暂时先不去往二次富集，而是将解吸液返回使用(再次用于解吸)，酸度不够则适当补加硫酸，当解吸液中钪浓度富集至一定浓度后再将其用于二次富集。
S4.钪的二次富集：向解吸液中加入碱性溶液进行两段沉淀，其中，一段沉淀固液分离后得到第四钪渣和沉锆后液；然后对沉锆后液进行二段沉淀，固液分离后得到第五钪渣和第二富集钪后液；第五钪渣加水洗涤，得到第六钪渣和第二洗液，第六钪渣进入干燥工序；
S4步骤中，向解吸液中加入碱性物质进行两段沉淀的目的是：一段沉淀可以将在解吸过程中溶出的锆沉淀，形成氢氧化锆，同时解吸液中的钪在此条件下并不被沉淀，在经过二段沉淀得到的钪渣品位更高，与一步沉淀相比(直接一步将pH调至5.0-5.5)，通过两段沉淀可提高钪精矿的品位。根据实验，当pH高于2.0时，锆的沉淀率达到98％以上，同时钪未开始沉淀；当pH＝2.5时，锆的沉淀率达到98-100％，且钪也未开始沉淀，继续提高pH对钪和锆的分离已经失去意义，故一段沉淀pH优选2.0-2.5。为了提高钪精矿的品位，将在解吸过程中溶解的锆通过一段化学沉淀的方式使之与钪分离，将一段沉淀浆体固液分离后，再对一段沉淀后液通过二段沉淀实现锆与钪的分离，若采用一步法沉淀，则因为钪与锆的未分离而导致钪精矿品位较低，二段沉淀利用化学沉淀法，当pH＝5.0-5.5时，钪的回收率(沉淀率)达到99％以上，故二段沉淀pH优选5.0-5.5。其中，加入的碱性物质为5％-30％的液碱或碳酸钠、碳酸氢钠中的任意一种，两段沉淀温度为50-80℃，沉淀时间为0.6-1h。
S5.干燥：第六钪渣经干燥后得到钪精矿。
进一步地，本发明步骤S2中，向酸溶液中加入氢氧化锆调节体系终点pH为4.0-5.0、富集时间为0.5-2h、温度为20-90℃。根据实验结果分析，采用普通化学沉淀法，如加入氢氧化钠，pH在4.0-5.0时，对于钪含量0.51g/L的酸溶液，沉钪后液中钪残留0.005-0.1g/L，pH＝5.3-5.5时，沉钪后液中钪残留量低于0.0005g/L，钪的沉淀率达99％以上。实验表明，氢氧化锆加入酸溶液后，当pH＝4.0-5.0时，钪的沉淀率已经达到99％以上，无需pH达到5.3-5.5，表明氢氧化锆对钪的富集不仅仅为化学沉淀过程，而是化学沉淀和化学吸附的综合结果。
进一步地，本发明步骤S3中，再生步骤为：先向第三钪渣中加入水、碱进行再生，固液分离，得到再生后未洗涤氢氧化锆和再生液，再向未洗涤氢氧化锆中加水浆化洗涤钠，固液分离，得到洗钠液和再生氢氧化锆，再生氢氧化锆无需干燥，可直接用于步骤S2，再生液和洗钠液去往废水处理。氢氧化锆再生时pH过高，一方面浪费辅料，增加其再生成本，另一方面，由于钠离子的过量引入，为了不引入钠离子而影响下一步镍钴锰产品的生产，需要洗钠，如果碱量过大，在洗钠过程中将产生大量碱性废水，增加废水处理成本；氢氧化锆再生pH过低时，为使酸溶液中的钪富集完全，氢氧化锆用量将增加。因此，再生时需控制pH为9.5-11，加入的碱可以为质量浓度为10％-50％的液碱或碳酸钠、碳酸氢钠中的任意一种，时间为1-2h，温度为20-90℃。
本发明分为两段富集的原因是：由于酸溶液中钪含量通常较低，最高不会超过1g/L，但是加入的氢氧化锆量为钪质量的几百倍，经一次富集后其中的钪含量仍然较低，未能达到钪精矿的要求，为得到高品位的钪精矿，对其进行二次富集，且氢氧化锆是可再生的，为了再次使用，也需要对其解吸和再生。
需要说明的是，本发明的氢氧化镍钴的主要成分为氢氧化镍，所述氢氧化镍钴可以是红土镍矿浸出液除杂后经过沉淀剂沉淀所得的含钪较高的氢氧化镍钴中间品，也可以来自市面上经过红土镍矿提取钪之后的含钪较低的氢氧化镍钴，水分为45％-65％，干基中钪百分含量为0.002％-0.15％，所述干基为其对应的湿基在80-120℃干燥至恒重所得。
本发明所用的氢氧化锆可以是湿基，也可以是干基，可以是第一钪渣、第二钪渣、首次使用的氢氧化锆、再生氢氧化锆中的任意一种。所述氢氧化锆湿基水分为40％-60％，所述干基为对应的湿基在50-120℃下干燥至恒重所得。
由于采用上述技术方案，本发明的有益效果为：
(1)酸溶浸出过程中钪的浸出率达到90％以上，一次富集钪、二次富集钪时钪的回收率达到99.5％以上，解吸过程中钪的解吸率达到90％以上，氢氧化镍钴中钪的总回收率达到84％以上；
(2)氢氧化锆在钪的一次富集过程中锆不返溶，一次富集钪后液中无新增杂质，不影响后续产品生产；
(3)本发明将钪以钪精矿的方式回收，最终钪精矿可用于生产钪系列产品，其中钪含量高于5％，具有较高的经济价值；
(4)周期短，操作简单，不需通过操作周期长的树脂吸附或萃取剂或二者结合以回收钪；
(5)氢氧化锆无毒无害，可再生、可利用多次，是一种环境友好型富集钪的试剂。
附图说明
图1为本发明实施例中一种从含钪氢氧化镍钴中回收钪的方法的流程图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
(1)酸溶浸出
取1#氢氧化镍钴(主要成分如表1所示)湿基10kg，按照液固质量比为0.5:1加水制浆，于水浴锅中加热浆体至60℃，加入质量分数为98％硫酸进行酸溶，控制酸溶终点pH为1.5，恒温反应0.5h后继续加入液固质量比为0.5:1的氢氧化镍钴浆体，回调pH至2.5，继续反应0.5h后过滤，得到1#酸溶渣和1#酸溶液，其中钪的液计浸出率达到93.64％，1#酸溶液主要成分如表2所示。
(2)钪的一次富集
取1#酸溶液5L，于20℃条件下，向其中缓慢加入首次使用的湿基氢氧化锆(含水分40％)150g，反应0.5h后终点pH恒定在4.0，过滤，得到1#第一富集钪后液和1#第一钪渣。按照液固质量比为1:1向1#第一钪渣中加水浆化洗涤，洗涤0.5h后过滤，得到1#第二钪渣和1#第一洗液，1#第一洗液用于酸溶浸出段酸溶制浆，具体富集条件和富集钪后液主要成分如表3所示。
(3)解吸
20℃条件下，按照液固质量比为2:1向1#第二钪渣中加水制浆，加入质量分数为10％的硫酸调节pH恒定至1.5，继续反应1h后过滤，得到1#解吸液和1#第三钪渣，解吸液成分如表4所示，其中钪的解吸率达到92.11％，1#解吸液可充分利用余酸，继续用于多次解吸后再去往钪的二次富集。
(4)钪的二次富集
将1#解吸液置于恒温水浴锅中加热至50℃，加入质量分数为5％的液碱调节pH恒定至2.0，继续反应1h后过滤，得到1#沉锆后液和1#第四钪渣，保持50℃，继续向1#沉锆后液中加入质量分数为5％的液碱调节pH恒定至5.0，继续反应0.6h后过滤，得到1#第二富集钪后液和1#第五钪渣。如表5-6所示，其中一段沉淀中锆沉淀率高于98％，第五钪渣主要成分为氢氧化锆，二段沉淀中钪回收率达到99.57％。向第五钪渣中加水浆化洗涤0.5h，过滤，得到1#第六钪渣和1#第二洗液，1#第二洗液去往废水处理。
(5)干燥
将1#第六钪渣于80℃下恒温干燥至恒重，即得1#钪精矿，其主要成分如表7所示。
(6)再生
20℃条件下，按照液固质量比为2:1向1#第三钪渣中加水制浆，缓慢加入质量分数为50％的液碱调节pH恒定至11，继续反应1h后过滤，得到1#再生液和1#再生后未洗涤氢氧化锆，在相同条件下，按照液固质量比为5:1向未洗涤氢氧化锆中加水浆化洗涤3次，过滤，得到1#洗钠液和1#再生氢氧化锆，1#洗钠液主要成分为硫酸钠，去往废水处理，1#再生氢氧化锆可继续用于钪的一次富集。
实施例2
(1)酸溶浸出
取2#氢氧化镍钴(主要成分如表1所示)湿基100kg，按照液固质量比为1:1加水制浆，加热浆体至75℃，加入质量分数为98％硫酸进行酸溶，控制酸溶终点pH为1.0，恒温反应0.5h后继续加入液固质量比为1:1的氢氧化镍钴浆体，回调pH至3.0，继续反应1.5h后固液分离，得到2#酸溶渣和2#酸溶液，其中钪的液计浸出率达到92.5％，2#酸溶液主要成分如表2所示。
(2)钪的一次富集
取2#酸溶液30L，于65℃条件下，向其中缓慢加入首次使用的干基氢氧化锆600g，反应1h后终点pH恒定在5.0，固液分离，得到2#-1第一富集钪后液和2#-1第一钪渣；在相同条件下，继续向25L2#酸溶液中加入2#-1第一钪渣，反应1h后终点pH恒定在5.0，固液分离，得到2#-2第一富集钪后液和2#-2第一钪渣；向20L2#酸溶液中加入2#-2第一钪渣，控制pH恒定在5.0，反应1h后固液分离，得到2#-3第一富集钪后液和2#-3第一钪渣；向10L2#酸溶液中加入2#-3第一钪渣，控制pH恒定在5.0，反应1h后固液分离，得到2#-4第一富集钪后液和2#-4第一钪渣，2#-1～2#-4第一富集钪后液合并，进入生产镍钴锰产品工序，2#-4第一钪渣进入洗涤工序。具体富集钪条件和富集钪后液主要成分如表3所示，其中钪的一次富集率均高于99.5％。按照液固质量比为1:1向2#-4第一钪渣中加水浆化洗涤，洗涤0.5h后固液分离，得到2#第二钪渣和2#第一洗液，2#第一洗液用于酸溶浸出段酸溶制浆。
(3)解吸
65℃条件下，按照液固质量比为3:1向2#第二钪渣中加水制浆，加入质量分数为98％的硫酸调节pH恒定至1.0，继续反应1.5h后固液分离，得到2#解吸液和2#第三钪渣，解吸液成分如表4所示，其中钪的解吸率达到94.84％。
(4)钪的二次富集
将2#解吸液加热至65℃，加入质量分数为20％的碳酸钠溶液调节pH恒定至2.5，继续反应0.6h后固液分离，得到2#沉锆后液和2#第四钪渣，保持65℃，继续向2#沉锆后液中加入质量分数为20％的碳酸钠溶液调节pH恒定至5.5，继续反应1h后固液分离，得到2#第二富集钪后液和2#第五钪渣。如表5-6所示，其中一段沉淀中锆沉淀率达到99.95％，第五钪渣主要成分为氢氧化锆，二段沉淀中钪回收率达到99.99％。向2#第五钪渣中加水浆化洗涤1h，固液分离，得到2#第六钪渣和2#第二洗液，2#第二洗液去往废水处理。
(5)干燥
将2#第六钪渣于100℃下恒温干燥至恒重，即得2#钪精矿，其主要成分如表7所示。
(6)再生、再生氢氧化锆的再次使用
65℃条件下，按照液固质量比为4:1向洗涤后的2#第三钪渣中加水制浆，缓慢加入质量分数为10％的碳酸钠溶液调节pH恒定至10.5，继续反应1.5h后固液分离，得到2#再生液和2#再生后未洗涤氢氧化锆，在相同条件下，按照液固质量比为4:1向未洗涤氢氧化锆中加水浆化洗涤3次，固液分离，得到2#洗钠液和2#再生氢氧化锆，2#洗钠液去往废水处理。
取2#酸溶液10L，于65℃条件下，向其中缓慢加入2#再生氢氧化锆400g，反应1h后终点pH恒定在5.0，固液分离，得到2#-5第一富集钪后液和2#-5第一钪渣，2#-5第一钪渣水分50％，其对钪的富集效果与首次使用的氢氧化锆富集钪效果相当。
实施例3
(1)酸溶浸出
取3#氢氧化镍钴(主要成分如表1所示)湿基1000kg，按照液固质量比为1.5:1加水制浆，加热浆体至90℃，加入质量分数为98％硫酸进行酸溶，控制酸溶终点pH为1.3，恒温反应0.5h后继续加入液固比为1.5:1的氢氧化镍钴浆体，回调pH至3.5，继续反应3.5h后固液分离，得到3#酸溶渣和3#酸溶液，其中钪的液计浸出率达到92.18％，3#酸溶液主要成分如表2所示。
(2)钪的一次富集
取3#酸溶液500L，于90℃条件下，向其中缓慢加入首次使用的湿基氢氧化锆(水分60％)80kg，反应2h后终点pH恒定在4.5，固液分离，得到3#-1第一富集钪后液和3#-1第一钪渣，具体富集钪条件和富集钪后液主要成分如表3所示，其中钪的一次富集率为99.97％。按照液固质量比为1:1向3#-1第一钪渣中加水浆化洗涤，洗涤1h后固液分离，得到3#第二钪渣和3#第一水洗液，3#第一水洗液用于酸溶浸出段酸溶制浆。
(3)解吸
90℃条件下，按照液固质量比为4:1向3#第二钪渣中加水制浆，加入质量分数为98％的硫酸调节pH恒定至1.3，继续反应2h后固液分离，得到3#解吸液和3#第三钪渣，解吸液成分如表4所示，其中钪的解吸率达到91.41％。
(4)钪的二次富集
将3#解吸液加热至80℃，加入质量分数为30％的碳酸氢钠溶液调节pH恒定至2.2，继续反应1h后固液分离，得到3#沉锆后液和3#第四钪渣，保持80℃，继续向3#沉锆后液中加入质量分数为30％的碳酸氢钠溶液调节pH恒定至5.3，继续反应1h后固液分离，得到3#第二富集钪后液和3#第五钪渣。如表5-6所示，其中一段沉淀中锆沉淀率高于99.62％，第五钪渣主要成分为氢氧化锆，二段沉淀中钪回收率达到99.98％。向3#第五钪渣中加水浆化洗涤1h，固液分离，得到3#第六钪渣和3#第二洗液，3#第二洗液去往废水处理。
(5)干燥
将3#第六钪渣于120℃下恒温干燥至恒重，即得3#钪精矿，其主要成分如表7所示。
(6)再生、再生氢氧化锆的再次使用
90℃条件下，按照液固质量比为3:1向洗涤后的3#第三钪渣中加水制浆，缓慢加入质量分数为30％的碳酸氢钠溶液调节pH恒定至9.5，继续反应2h后固液分离，得到3#再生液和3#再生后未洗涤氢氧化锆，在相同条件下，按照液固质量比为4:1向未洗涤氢氧化锆中加水浆化洗涤2次，固液分离，得到3#洗钠液和3#再生氢氧化锆，3#洗钠液去往废水处理。
取3#酸溶液500L，于90℃条件下，向其中缓慢加入3#再生氢氧化锆，反应2h后终点pH恒定在5.5，固液分离，得到3#-2第一富集钪后液和3#-2第一钪渣，3#-2第一钪渣对钪的富集效果与首次使用的氢氧化锆富集钪效果相当。3#-2第一钪渣继续用于400L3#酸溶液的一次富集钪，在相同条件下，钪富集率达到99.95％。
表1氢氧化镍钴主要成分
Figure BDA0003100592580000101
表2氢氧化镍钴酸溶条件及酸溶液主要成分(g/L)
编号 Sc Ni Co Mn Sc液计浸出率/％
1# 0.0057 150.00 3.62 7.26 93.64
2# 0.085 108.09 8.15 12.72 92.50
3# 0.39 80.00 10.87 14.33 92.18
表3钪的一次富集条件及第一富集钪后液主要成分(g/L)
Figure BDA0003100592580000102
表4解吸条件及解吸液主要成分(g/L)
Figure BDA0003100592580000111
表5钪的二次富集中一段沉锆后液成分(g/L)及锆的沉淀率(％)
Figure BDA0003100592580000112
表6钪的二次富集中二段沉钪后液成分(g/L)及钪的回收率(％)
Figure BDA0003100592580000113
表7钪精矿主要成分(％)
编号 干燥后Sc(OH)<sub>3</sub>中Sc％ 钪的总回收率/％
1# 5.62 85.88
2#-5 18.36 87.40
3#-1 12.21 84.04
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (7)

1.一种从含钪氢氧化镍钴中回收钪的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.酸溶浸出：向氢氧化镍钴中加水制浆，升温，再加入硫酸进行酸溶浸出，先控制终点pH为0.5-1.5，后继续加入氢氧化镍钴浆体回调pH至2.5-3.5，然后固液分离，得到酸溶液和酸溶渣，酸溶液进入钪的一次富集，酸溶渣进入下一工序；
S2.钪的一次富集：向酸溶液中加入氢氧化锆，调节体系终点pH为4.0-5.0，反应结束后固液分离，得到第一钪渣和第一富集钪后液；第一钪渣浆化洗涤后得到第一洗液和第二钪渣；
S3.解吸：对第二钪渣加水制浆，再加入硫酸进行解吸，解吸终点pH为1.0-1.5，解吸结束后固液分离，得到解吸液和第三钪渣，解吸液进入钪的二次富集，第三钪渣进入再生；
S4.钪的二次富集：向解吸液中加入碱性溶液进行两段沉淀，两段沉淀先后控制pH为2.0-2.5、5.0-5.5，其中，一段沉淀固液分离后得到第四钪渣和沉锆后液；然后对沉锆后液进行二段沉淀，固液分离后得到第五钪渣和第二富集钪后液；第五钪渣加水洗涤，得到第六钪渣和第二洗液，第六钪渣进入干燥工序；
S5.干燥：第六钪渣经干燥后得到钪精矿。
2.如权利要求1所述一种从含钪氢氧化镍钴中回收钪的方法，其特征在于：步骤S1中，酸溶浸出条件为：制浆过程中，控制氢氧化镍钴和水的液固质量比为0.5:1-1.5:1，温度60-90℃。
3.如权利要求1所述一种从含钪氢氧化镍钴中回收钪的方法，其特征在于：步骤S2中，钪的一次富集时间为0.5-2h、温度为20-90℃。
4.如权利要求1所述一种从含钪氢氧化镍钴中回收钪的方法，其特征在于：步骤S3中，所述再生步骤为：先向第三钪渣中加入水、碱进行再生，固液分离，得到再生后未洗涤氢氧化锆和再生液，再向未洗涤氢氧化锆中加水浆化洗涤钠，固液分离，得到洗钠液和再生氢氧化锆，再生氢氧化锆无需干燥，可直接用于步骤S2，再生液和洗钠液去往废水处理。
5.如权利要求4所述一种从含钪氢氧化镍钴中回收钪的方法，其特征在于：所述再生时加入的碱为质量浓度为10％-50％的液碱或碳酸钠、碳酸氢钠中的任意一种，控制pH为9.5-11，时间为1-2h，温度为20-90℃。
6.如权利要求1所述一种从含钪氢氧化镍钴中回收钪的方法，其特征在于：步骤S3中，解吸时间为1-2h、温度20-90℃。
7.如权利要求1所述一种从含钪氢氧化镍钴中回收钪的方法，其特征在于：步骤S4中，加入的碱性溶液为5％-30％的液碱或碳酸钠、碳酸氢钠中的任意一种，两段沉淀温度为50-80℃，沉淀时间为0.6-1h。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102104147A (zh) * 2011-01-18 2011-06-22 佛山市邦普循环科技有限公司 镍钴复合氧化物、镍钴掺杂氧化物及其制备方法
CN103484695A (zh) * 2013-08-15 2014-01-01 中国恩菲工程技术有限公司 红土镍矿综合回收有价元素的处理方法
CN112095003A (zh) * 2020-08-17 2020-12-18 眉山顺应动力电池材料有限公司 一种从红土镍矿中回收多种有价金属及酸碱双介质再生循环的方法
CN112210679A (zh) * 2020-10-23 2021-01-12 中国恩菲工程技术有限公司 氢氧化镍钴制备硫酸镍的方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5049363A (en) * 1989-08-03 1991-09-17 Westinghouse Electric Corp. Recovery of scandium, yttrium and lanthanides from titanium ore
EP2492257B1 (en) * 2009-10-23 2018-03-14 Nippon Shokubai Co., Ltd. Scandia-stabilised zirconia sintered powder, process for production of scandia-stabilized zirconia sintered powder, process for production of scandia-stabilized zirconia sheet
AU2013308390B2 (en) * 2012-08-31 2018-03-29 Element 21 Pty Ltd Process for the extraction of scandium from scandium containing materials
CN103468949B (zh) * 2013-08-15 2015-08-05 中国恩菲工程技术有限公司 一种含钪氢氧化镍钴的处理方法
CN103468979B (zh) * 2013-08-15 2016-02-24 中国恩菲工程技术有限公司 从红土镍矿冶炼铁铝渣中回收钪的方法
CN103468980B (zh) * 2013-08-15 2016-04-13 中国恩菲工程技术有限公司 一种红土镍矿提取钪的方法
RU2647398C2 (ru) * 2016-08-04 2018-03-15 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Получение скандийсодержащего концентрата и последующее извлечение из него оксида скандия повышенной чистоты
CN106834722B (zh) * 2017-01-24 2020-11-03 烟台金堃新材料科技有限公司 一种利用氢氧化钴镍冶炼渣和钛白废酸中和提取氧化铁、氧化铝、氧化钪的方法
US10954582B2 (en) * 2019-07-17 2021-03-23 West Virginia University Systems and processes for recovery of high-grade rare earth concentrate from acid mine drainage
JP7311349B2 (ja) * 2019-08-06 2023-07-19 Ｊｘ金属株式会社 スカンジウムの回収方法
CN112322909B (zh) * 2020-10-11 2022-11-08 四川顺应动力电池材料有限公司 一种用硫酸浸出法提取红土镍矿有价金属元素及酸碱再生循环的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102104147A (zh) * 2011-01-18 2011-06-22 佛山市邦普循环科技有限公司 镍钴复合氧化物、镍钴掺杂氧化物及其制备方法
CN103484695A (zh) * 2013-08-15 2014-01-01 中国恩菲工程技术有限公司 红土镍矿综合回收有价元素的处理方法
CN112095003A (zh) * 2020-08-17 2020-12-18 眉山顺应动力电池材料有限公司 一种从红土镍矿中回收多种有价金属及酸碱双介质再生循环的方法
CN112210679A (zh) * 2020-10-23 2021-01-12 中国恩菲工程技术有限公司 氢氧化镍钴制备硫酸镍的方法

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