RU2070596C1 - Method of scandium concentrates production - Google Patents
Method of scandium concentrates production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2070596C1 RU2070596C1 RU93031384A RU93031384A RU2070596C1 RU 2070596 C1 RU2070596 C1 RU 2070596C1 RU 93031384 A RU93031384 A RU 93031384A RU 93031384 A RU93031384 A RU 93031384A RU 2070596 C1 RU2070596 C1 RU 2070596C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- scandium
- solution
- hydrochloric acid
- extraction
- treatment
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения скандиевых концентратов из отходов производства цветных металлов, и может быть использовано, в частности, при переработке отвальных шлаков ферровольфрамового и оловянного производств. The invention relates to the field of metallurgy, in particular to methods for producing scandium concentrates from non-ferrous metal wastes, and can be used, in particular, in the processing of waste slag from ferro-tungsten and tin production.
Изобретение может быть реализовано на предприятиях цветной и черной металлургии и предприятиях химической промышленности гидрометаллургического профиля. The invention can be implemented at the enterprises of non-ferrous and ferrous metallurgy and enterprises of the chemical industry of hydrometallurgical profile.
Известен [1, 2] способ получения скандиевых концентратов из отходов процесса переработки вольфрамитовых концентратов отвальных шлаков процесса получения ферровольфрама из вольфрамита. Известный способ заключается в следующем. There is a known [1, 2] method for producing scandium concentrates from waste from the processing of tungsten concentrates from waste slag from the process for producing ferro-tungsten from tungsten. A known method is as follows.
Отвальный шлак ферровольфрамового производства, содержащий мас. SiO2 46,14; TiO2 1,32; Al2O3 4,65; Fe2O3 1,64; FeO 3,28; СаО 19,52; MgO 0,79; P2O5 0,07; MnO 21,06; SO3 1,5; WO3 0,27; Sc2O3 0,04 измельчают (на 80%) до 200 меш, после чего разлагают серной или азотной кислотами (преимущественно соляной). Оптимальные условия разложения шлака по известному способу: 18% соляная кислота, температура 80-90oС, длительность выщелачивания не менее 2 часов, соотношение Ж:Т=4:5. Пульпу после разложения фильтруют на вакуум-фильтре, остаток промывают небольшим количеством воды, которая объединяется с раствором. В раствор вводят кремнефторид натрия (Na2SiF6), образующуюся пульпу фильтруют, фильтрат сбрасывают в отвал, скандийсодержащий осадок подвергают сульфатизации (обрабатывают серной кислотой), растворяют в воде, раствор обрабатывают щелочью (аммиаком или гидроксидом натрия), пульпу фильтруют, фильтрат сбрасывают в отвал, гидратный осадок (Sc2O3 1,4; TiO2 3,0; Al2O3 9,0; Mn 0,1 и другие) растворяют в соляной кислоте (1:1), после чего щавелевой кислотой из раствора осаждают оксалаты скандия, РЗЭ и примеси сопутствующих металлов; осадок оксалатов после отделения от маточного раствора прокаливают при 600oС, растворяют в соляной кислоте, из полученного раствора аммиаком осаждают сумму гидроксидов металлов, которую затем прокаливают до оксидов. Получаемый таким образом скандиевый концентрат содержит 30-33 оксида скандия, около 70 суммы оксидов РЗЭ и примеси других металлов.Ferro-tungsten waste slag containing wt. SiO 2 46.14; TiO 2 1.32; Al 2 O 3 4.65; Fe 2 O 3 1.64; FeO 3.28; CaO 19.52; MgO 0.79; P 2 O 5 0.07; MnO 21.06; SO 3 1,5; WO 3 0.27; Sc 2 O 3 0.04 is crushed (by 80%) to 200 mesh, and then decomposed with sulfuric or nitric acids (mainly hydrochloric). The optimal conditions for the decomposition of slag by a known method: 18% hydrochloric acid, a temperature of 80-90 o C, the leaching duration of at least 2 hours, the ratio W: T = 4: 5. After decomposition, the pulp is filtered on a vacuum filter, the residue is washed with a small amount of water, which is combined with the solution. Sodium silicofluoride (Na 2 SiF 6 ) is introduced into the solution, the resulting pulp is filtered, the filtrate is dumped, the scandium-containing precipitate is subjected to sulfatization (treated with sulfuric acid), dissolved in water, the solution is treated with alkali (ammonia or sodium hydroxide), the pulp is filtered, the filtrate is discarded In the dump, a hydrated precipitate (Sc 2 O 3 1.4; TiO 2 3.0; Al 2 O 3 9.0; Mn 0.1 and others) is dissolved in hydrochloric acid (1: 1), after which with oxalic acid the solution is precipitated with scandium oxalates, REE and impurities of related metals; the precipitate of oxalates after separation from the mother liquor is calcined at 600 o C, dissolved in hydrochloric acid, the amount of metal hydroxides is precipitated from the resulting solution with ammonia, which is then calcined to oxides. The scandium concentrate obtained in this way contains 30-33 scandium oxide, about 70 amounts of REE oxides and impurities of other metals.
Известный способ имеет следующие недостатки: невысокое содержание скандия в концентрате, большие потери скандия. The known method has the following disadvantages: low content of scandium in the concentrate, large losses of scandium.
Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный [3] способ получения скандиевых концентратов из отвальных шлаков ферровольфрамового и оловянного производства ПРОТОТИП. Of the known analogues, the closest in technical essence and the achieved result is the well-known [3] method for producing scandium concentrates from dump slag of PROTOTYP ferro-tungsten and tin production.
Способ по прототипу заключается в следующем. The prototype method is as follows.
Отвальный шлак выщелачивают соляной кислотой, нерастворимый остаток (кек) сбрасывают в отвал. Из раствора извлекают скандий экстракцией алкилфосфорной кислотой (0,3 М Д2ЭГФК в керосине) при О:В=1:10; водную фазу (рафинад) сбрасывают в отвал; органическую фазу промывают кислотой (соляной или серной), после чего осуществляют реэкстракцию скандия фтористо-водородной кислотой, полученный фторид отделяют центрифугированием, подвергают сульфатизации или обработке щелочью, растворяют, из раствора осаждают сумму гидроксида скандия и сопутствующих металлов, осадок прокаливают с получением в качестве конечного продукта скандиевого концентрата, содержащего примеси титана, циркония, тория, железа, алюминия и др. The waste slag is leached with hydrochloric acid, the insoluble residue (cake) is dumped into the dump. Scandium is extracted from the solution by extraction with alkyl phosphoric acid (0.3 M D2EHPA in kerosene) at O: B = 1: 10; the aqueous phase (refined) is dumped into the dump; the organic phase is washed with acid (hydrochloric or sulfuric), after which scandium is reextracted with hydrofluoric acid, the resulting fluoride is separated by centrifugation, subjected to sulfation or alkali treatment, dissolved, the amount of scandium hydroxide and associated metals is precipitated from the solution, and the precipitate is calcined to obtain as the final a product of scandium concentrate containing impurities of titanium, zirconium, thorium, iron, aluminum, etc.
Известный способ имеет ряд существенных недостатков, которые препятствуют промышленному использованию (попутно отметим, что ни один из описанных в литературе за последние 25 лет способов извлечения скандия из шлаков ферровольфрамового производства и способов получения из шлаков скандиевых концентратов так и не вышел за рамки лабораторных исследований и испытаний). The known method has a number of significant drawbacks that impede industrial use (incidentally, we note that none of the methods described in the literature over the past 25 years for extracting scandium from slags of ferro-tungsten production and methods for producing scandium concentrates from slags has not gone beyond laboratory research and testing )
Основные трудности, препятствующие промышленному внедрению известных способов, в частности способа-прототипа, заключаются в следующем:
сложность, многостадийность процесса;
неудовлетворительная производительность, что связано с необходимостью переработки большого объема растворов (иначе говоря, значительные материальные потоки);
использование в процессе переработки шлаков весьма токсичных веществ (фторидов), что требует принятия специальных мер безопасности;
существенные потери скандия в процессе переработки шлаков, растворов, реэкстрактов и т.д.The main difficulties that impede the industrial implementation of known methods, in particular the prototype method, are as follows:
complexity, multi-stage process;
poor performance, which is associated with the need to process a large volume of solutions (in other words, significant material flows);
the use of highly toxic substances (fluorides) in the processing of slag, which requires the adoption of special safety measures;
significant losses of scandium in the process of processing slags, solutions, strips, etc.
сравнительно невысокое содержание скандия в концентрате. relatively low content of scandium in the concentrate.
Заявляемое техническое решение направлено на решение задачи, заключающейся в упрощении технологии, повышении производительности процесса (за счет сокращения материальных потоков) и уменьшении потерь скандия. The claimed technical solution is aimed at solving the problem of simplifying the technology, increasing process productivity (by reducing material flows) and reducing scandium losses.
Данная задача решается предлагаемым "Способом получения скандиевых концентратов" из отвальных шлаков ферровольфрамового производства, сущность которого выражается следующей совокупностью существенных признаков:
дробление отвального шлака;
термическая активация при 900-1100oС в течение 1-2 часов;
измельчение шлака;
обработка шлака соляной кислотой при повышенной температуре;
отделение кислотонерастворимого остатка от раствора;
восстановление в растворе железа (III) до железа (II);
обработка раствора щелочным реагентом до рН 3,5-5,0;
фильтрование пульпы, отделение скандийсодержащего осадка от раствора;
растворение осадка в соляной кислоте;
избирательное извлечение скандия из раствора экстракцией путем пропускания через колонки с твердыми экстрагентами, например, на основе трибутилфосфата;
промывка экстрагента в колонке;
реэкстракция скандия водой и/или разбавленным раствором соляной кислоты;
обработка реэкстракта щелочным реагентом до рН 0,5-2,0;
обработка реэкстракта щавелевой кислотой;
фильтрование пульпы, отделение осадка оксалата скандия от маточного раствора;
промывка осадка, его сушка и прокалка при 500-700oС с получением целевого продукта скандиевого концентрата.This problem is solved by the proposed "Method for producing scandium concentrates" from waste slag of ferro-tungsten production, the essence of which is expressed by the following set of essential features:
crushing of dump slag;
thermal activation at 900-1100 o C for 1-2 hours;
grinding slag;
processing slag with hydrochloric acid at elevated temperatures;
separating an acid insoluble residue from the solution;
reduction in a solution of iron (III) to iron (II);
treatment of the solution with an alkaline reagent to a pH of 3.5-5.0;
filtering the pulp, separating the scandium-containing precipitate from the solution;
dissolution of the precipitate in hydrochloric acid;
selective extraction of scandium from the solution by extraction by passing through columns with solid extractants, for example, based on tributyl phosphate;
washing the extractant in a column;
re-extraction of scandium with water and / or dilute hydrochloric acid solution;
processing reextract alkaline reagent to a pH of 0.5-2.0;
processing of the extract with oxalic acid;
filtering the pulp, separating the precipitate of scandium oxalate from the mother liquor;
washing the precipitate, drying and calcining at 500-700 o With obtaining the target product of scandium concentrate.
Существенными отличительными признаками заявляемого способа являются следующие:
термическая активация дробленого шлака при 900-1100oС в течение 1-2 часов;
обработку соляно-кислого скандийсодержащего раствора после восстановления железа (III) до железа (II) щелочным реагентом до рН 3,5-5,0;
фильтрование пульпы, отделение скандийсодержащего осадка от раствора;
растворение осадка в соляной кислоте;
избирательное извлечение скандия из раствора путем пропускания через колонки с твердыми экстрагентами, например, на основе трибутилфосфата;
реэкстракция скандия водой и/или разбавленным раствором соляной кислоты;
обработка реэкстракта щелочным реагентом до рН 0,5-2,0;
обработка реэкстракта щавелевой кислотой.Salient features of the proposed method are the following:
thermal activation of crushed slag at 900-1100 o C for 1-2 hours;
processing the hydrochloric acid scandium-containing solution after the reduction of iron (III) to iron (II) with an alkaline reagent to a pH of 3.5-5.0;
filtering the pulp, separating the scandium-containing precipitate from the solution;
dissolution of the precipitate in hydrochloric acid;
selective extraction of scandium from the solution by passing through columns with solid extractants, for example, based on tributyl phosphate;
re-extraction of scandium with water and / or dilute hydrochloric acid solution;
processing reextract alkaline reagent to a pH of 0.5-2.0;
treatment of the extract with oxalic acid.
При прочих равных условиях вышеуказанная новая последовательность осуществления операций, т.е. новый порядок выполнения действий и новые режимы осуществления процесса обеспечивают решение задачи изобретения и достижения технических результатов заявляемого способа. Получаемые технические результаты заключаются в следующем:
существенное (в 8-15 раз) сокращение материальных потоков, в частности, объемов перерабатываемых растворов на основной (и наиболее важной) стадии процесса избирательное извлечение и концентрирование скандия. Данный технический результат, в свою очередь, обеспечивает значительное сокращение объема технологического оборудования;
упрощение процесса за счет сокращения числа операций;
повышение степени извлечения скандия и сокращение его потерь с отходами и промпродуктами процесса переработки шлаков;
увеличение содержания скандия в целевом продукте, т.е. повышение степени очистки скандия от примесей и за счет этого повышение концентрации оксида в получаемом концентрате.All things being equal, the above-mentioned new sequence of operations, i.e. a new order of actions and new modes of the process provide a solution to the problem of the invention and achieve the technical results of the proposed method. The resulting technical results are as follows:
significant (8-15 times) reduction in material flows, in particular, volumes of processed solutions at the main (and most important) stage of the process, selective extraction and concentration of scandium. This technical result, in turn, provides a significant reduction in the volume of technological equipment;
simplification of the process by reducing the number of operations;
increasing the degree of extraction of scandium and reducing its losses with waste and industrial products of the slag processing process;
an increase in the content of scandium in the target product, i.e. an increase in the degree of purification of scandium from impurities and, as a result, an increase in the concentration of oxide in the resulting concentrate.
Анализ совокупности существенных признаков заявляемого изобретения, новой последовательности действий (операций), режимов осуществления процесса и достигаемый при этом технический результат показывает, что между ними существует вполне определенная причинно-следственная связь, выражающаяся в следующем:
во-первых, на достижение технического результата влияет каждый из вышеперечисленных существенных признаков как ранее известных, так и предлагаемых в заявленном способе. Исключение любого из этих признаков из всей совокупности приводит к тому, что технический результат не достигается, а задача изобретения не решается, например исключение всего лишь одной операции (известный) измельчения, приводит к уменьшению выхода целевого продукта в 4-6 раз;
во вторых, на достижение технического результата важное значение оказывает последовательность действий и режимы их осуществления. Например, изменение последовательности операции восстановления обработки щелочью, приводит к тому, что все преимущества предлагаемого способа исчезают, (т.е. объемы перерабатываемых растворов не сокращаются, процесс не только не упрощается, а напротив существенно усложняется).An analysis of the set of essential features of the claimed invention, a new sequence of actions (operations), modes of the process and the technical result achieved at the same time shows that there is a well-defined causal relationship between them, expressed in the following:
firstly, the achievement of the technical result is affected by each of the above essential features both previously known and proposed in the claimed method. The exclusion of any of these features from the totality leads to the fact that the technical result is not achieved, and the problem of the invention is not solved, for example, the exclusion of only one operation (known) grinding, reduces the yield of the target product by 4-6 times;
secondly, the sequence of actions and the modes of their implementation are of great importance in achieving a technical result. For example, changing the sequence of alkali treatment recovery operations leads to the fact that all the advantages of the proposed method disappear (i.e., the volumes of processed solutions are not reduced, the process is not only not simplified, but rather complicated).
Сведения, подтверждающие возможность осуществления предлагаемого способа, приведены в примерах. Information confirming the possibility of implementing the proposed method is given in the examples.
Пример 1. Example 1
Отходы процесса переработки вольфрамитовых концентратов отвальный шлак производства ферровольфрама, используемый при проведении опытов, имел следующий состав, мас. 0,033 скандия; 0,03 РЗЭ; 0,24 ниобия; 0,04 тантала; 0,05 тория; 0,05 циркония; 0,67 титана; 21,2 кремния; 14,4 марганца; 9,6 железа; 8,8 кальция; 1,9 магния; 0,56 алюминия; 0,67 вольфрама. Waste from the processing of tungsten concentrates waste slag produced by ferro-tungsten used in the experiments had the following composition, wt. 0.033 scandium; 0.03 REE; 0.24 niobium; 0.04 tantalum; 0.05 thorium; 0.05 zirconium; 0.67 titanium; 21.2 silicon; 14.4 manganese; 9.6 iron; 8.8 calcium; 1.9 magnesium; 0.56 aluminum; 0.67 tungsten.
С этим шлаком проведены опыты по концентрированию скандия по предлагаемому способу. With this slag, experiments were conducted on the concentration of scandium by the proposed method.
Дробленый шлак (1-3 мм) прокаливали при 1000±20oС в течение 1 часа, затем прокаленный шлак измельчали (0,125 мм) и обрабатывали 20% соляной кислотой при Ж:Т=3:1 в течение 1 часа, кислото-нерастворимый остаток отделяли от раствора.Crushed slag (1-3 mm) was calcined at 1000 ± 20 o C for 1 hour, then the calcined slag was crushed (0.125 mm) and treated with 20% hydrochloric acid at W: T = 3: 1 for 1 hour, acid insoluble the residue was separated from the solution.
Полученный раствор обрабатывали реагентом-восстановителем (сульфитом натрия, железной стружкой) для восстановления трехвалентного железа до двухвалентного, после чего в раствор вводили щелочной реагент (раствор гидроксида натрия, водный раствор аммиака) до установления рН 3,5-5,0. The resulting solution was treated with a reducing agent (sodium sulfite, iron shavings) to restore ferric to ferrous, after which an alkaline reagent (sodium hydroxide solution, aqueous ammonia solution) was introduced into the solution until a pH of 3.5-5.0 was established.
В указанных условиях скандий и некоторые сопутствующие ему металлы (цирконий, РЗЭ, алюминий, титан) выделяются в твердую фазу в виде гидроксидов, железо (П), магний, кальций, марганец и др. остаются в растворе. Данной операцией достигается концентрирование скандия по сравнению с исходным шлаком в 10-20 раз, что приводит к сокращению материальных потоков на последующих стадиях. Under these conditions, scandium and some accompanying metals (zirconium, REE, aluminum, titanium) are released into the solid phase in the form of hydroxides, iron (P), magnesium, calcium, manganese, etc. remain in solution. This operation achieves the concentration of scandium in comparison with the original slag by 10-20 times, which leads to a reduction in material flows in subsequent stages.
Осадок гидроксидов металлов растворяли в 8-10 н. соляной кислоте, раствор подвергали контрольной фильтрации для очистки от взвешенных частиц и приводили в контакт с твердофазным экстрагентом на основе трибутилфосфата (ТВЭКС-ТБФ) в динамических условиях. По окончании процесса экстракции ТВЭКС-ТБФ промывали соляной кислотой (240 г/дм3) и реэкстрагировали скандий водой.The precipitate of metal hydroxides was dissolved in 8-10 N. hydrochloric acid, the solution was subjected to control filtration for purification from suspended particles and brought into contact with a solid-phase extractant based on tributyl phosphate (TBEX-TBP) under dynamic conditions. At the end of the extraction process, TWEX-TBP was washed with hydrochloric acid (240 g / dm 3 ) and scandium was re-extracted with water.
Скандийсодержащий раствор обрабатывали щелочным реагентом (растворами гидроксида натрия, аммиака) до рН 2,0 нагревали до 70oС и вводили щавелевую кислоту, выдерживали 4 часа. Полученный осадок оксалата скандия отфильтровывали, промывали, сушили и прокаливали при 700o С.The scandium-containing solution was treated with an alkaline reagent (solutions of sodium hydroxide, ammonia) to a pH of 2.0, heated to 70 ° C, and oxalic acid was introduced and held for 4 hours. The obtained scandium oxalate precipitate was filtered off, washed, dried and calcined at 700 o C.
На основании проведенных опытов определены следующие технологические параметры процесса:
Степень извлечения скандия из шлака в соляно-кислый раствор, 68
Потери скандия с нерастворимым остатком, от исходного 32
Степень концентрирования скандия: в осадке гидроксидов/в шлаке 20
Степень извлечения скандия из осадка гидроксидов металлов в скандийсодержащий концентрат, 95
Суммарные потери скандия, от исходного 35,4
Содержание оксида скандия в скандийсодержащем концентрате, мас. 75
При переработке отвальных шлаков согласно способу прототипу содержание оксида скандия в скандиевом концентрате составляет 40-60% а потери скандия достигают 60% Кроме того, как уже отмечалось выше, объем растворов, перерабатываемых на стадии экстракции (и далее) по известному способу в 10-20 раз выше, чем по предлагаемому, что приводит к снижению производительности процесса.Based on the experiments, the following process parameters were determined:
The degree of extraction of scandium from slag in hydrochloric acid solution, 68
Loss of scandium with an insoluble residue, from the original 32
Scandium concentration: in hydroxide precipitate / in slag 20
The degree of extraction of scandium from the precipitate of metal hydroxides in a scandium-containing concentrate, 95
Total scandium loss, from baseline 35.4
The content of scandium oxide in scandium-containing concentrate, wt. 75
When processing waste slag according to the prototype method, the content of scandium oxide in the scandium concentrate is 40-60% and the loss of scandium reaches 60%. In addition, as noted above, the volume of solutions processed at the extraction stage (and further) according to the known method in 10-20 times higher than the proposed one, which leads to a decrease in the productivity of the process.
Пример 2. Example 2
Переработке подвергались отвальные шлаки оловянного производства, содержащие скандий, титан, цирконий, гафний, олово, алюминий, РЗЭ, магний, кальций, железо, кремний и др. Этот шлак дробили, измельчали, прокаливали при 900oС, затем обрабатывали 15% соляной кислотой при 60-90oС. Кислотонерастворимый остаток отделяли отстаиванием и фильтрованием. Кислый хлоридный раствор обрабатывали стальным скрапом (железной стружкой Ст.3) при 60-80oС в течение 3 часов. Железо (III) восстанавливали до железа (II), при этом частично нейтрализовалась избыточная соляная кислота. Полученный таким образом раствор обрабатывали щелочью до рН 4,5±0,1. В гидратный осадок переходили скандий, цирконий, титан; примеси гафния, тория, алюминия. Основная масса железа, РЗЭ, щелочных и щелочноземельных металлов оставалась в растворе. Таким образом был получен первичный скандиевый концентрат, весьма удобный для дальнейшей переработки и очистки от примесей сопутствующих металлов.Tin waste slag containing scandium, titanium, zirconium, hafnium, tin, aluminum, REE, magnesium, calcium, iron, silicon and others were processed. This slag was crushed, crushed, calcined at 900 ° C, then treated with 15% hydrochloric acid at 60-90 o C. Acid-insoluble residue was separated by sedimentation and filtration. The acid chloride solution was treated with steel scrap (iron shavings St.3) at 60-80 o C for 3 hours. Iron (III) was reduced to iron (II), while excess hydrochloric acid was partially neutralized. The solution thus obtained was treated with alkali to a pH of 4.5 ± 0.1. Scandium, zirconium, titanium passed into a hydrate precipitate; impurities of hafnium, thorium, aluminum. The bulk of iron, REE, alkaline and alkaline earth metals remained in solution. Thus, a primary scandium concentrate was obtained, which was very convenient for further processing and purification of impurities of related metals.
Этот гидратный осадок порциями растворяли в концентрированной соляной кислоте, раствор фильтровали и пропускали через колонку с ТВЭКС-ТБФ, предварительно обработанную соляной кислотой 200 г/л. Экстракцию (пропускание растворов через колонку с ТВЭКС) вели до достижения концентрации скандия в фильтрате 0,005 г/л, (степень извлечения скандия ≥99%), после чего колонку промывали соляной кислотой 200 г/л и фракционно реэкстрагировали скандий водой. Реэкстракт обрабатывали щелочью до рН 1,8±0,2, вводили 0,2% полиакриламид, осадок гидроксидов и основных солей титана и циркония отфильтровывали, из раствора осаждали оксалат скандия путем введения щавелевой кислоты. Пульпу выдерживали для созревания осадка и более полного выделения скандия в течение 3 часов, фильтровали, осадок промывали водой, сушили и прокаливали в течение 4 часов при 680±20oС с получением скандиевого концентрата, содержащего 90% оксида скандия.This hydrated precipitate was dissolved in portions in concentrated hydrochloric acid, the solution was filtered and passed through a TWEX-TBP column pretreated with hydrochloric acid 200 g / L. Extraction (passing solutions through a column with TWEX) was carried out until the scandium concentration in the filtrate was reached 0.005 g / l (scandium extraction degree ≥99%), after which the column was washed with hydrochloric acid 200 g / l and fractionally re-extracted scandium with water. The reextract was treated with alkali to a pH of 1.8 ± 0.2, 0.2% polyacrylamide was introduced, the precipitate of hydroxides and basic salts of titanium and zirconium was filtered off, scandium oxalate was precipitated from the solution by the addition of oxalic acid. The pulp was kept for maturation of the precipitate and more complete release of scandium for 3 hours, filtered, the precipitate was washed with water, dried and calcined for 4 hours at 680 ± 20 o With obtaining scandium concentrate containing 90% scandium oxide.
Пример 3. Example 3
Извлечение скандия с получением скандиевых концентратов осуществляли из шлаков производства чугуна, содержащих 0,04±0,01% скандия и по 20-30% оксидов кальция, алюминия, кремния, до 2% оксида железа (III), до 2% оксида магния и др. Шлак дробили, измельчали, прокаливали, выщелачивали HCI и затем полученный раствор перерабатывали аналогично тому, как это описано в примере 2. Scandium was extracted to produce scandium concentrates from pig iron slags containing 0.04 ± 0.01% scandium and 20-30% calcium, aluminum, silicon oxides, up to 2% iron (III) oxide, up to 2% magnesium oxide, and etc. Slag was crushed, crushed, calcined, leached with HCI, and then the resulting solution was processed in the same way as described in example 2.
Получаемый скандиевый концентрат содержал до 80% оксида скандия. The resulting scandium concentrate contained up to 80% of scandium oxide.
Пример 4
Получение скандиевых концентратов вели путем переработки отходов одного из металлургических производств, в частности хвостов мокрой магнитной сепарации (ХММС) титано-магнетитов Качканарского горно-обогатительного комбината. По существу эти хвосты представляют собой техногенное месторождение. Содержание скандия в хвостах сравнительно невелико и не превышает 100-150 г/т; однако огромное количество (миллион тонн) этих неутилизируемых в настоящее время отходов делают их весьма перспективными для извлечения и концентрирования скандия.Example 4
Scandium concentrates were obtained by processing waste from one of the metallurgical industries, in particular, wet magnetic separation tailings (HMMS) of titanium-magnetites of the Kachkanar mining and processing plant. Essentially, these tails are a technogenic deposit. The scandium content in the tails is relatively small and does not exceed 100-150 g / t; however, the huge amount (million tons) of these waste products that are currently not being utilized makes them very promising for the extraction and concentration of scandium.
Основная трудность при получении скандиевых концентратов заключается в том, что ХММС в обычных условиях практически не вскрываются и скандий, например, при обработке ХММС концентрированной соляной кислотой практически не переходит в раствор, т.к. находится, по-видимому, в форме минерала тортвейтита-силиката скандия. The main difficulty in obtaining scandium concentrates is that, under normal conditions, HMMS practically do not open and scandium, for example, when treating HMMS with concentrated hydrochloric acid, it practically does not go into solution, because It is apparently in the form of the mineral scandium cakeweitite-silicate.
Проблему удалось решить предлагаемым способом, в частности путем предварительной термообработки хвостов мокрой магнитной сепарации титано-магнетитов (тонкодисперсный порошок) при 1000±100oС (т.е. по существу термоактивация). Это обеспечивает возможность извлечения из ХММС до 75% скандия в форме хлоридного (соляно-кислого) раствора. Совместно со скандием в раствор переходят при выщелачивании железо (III), РЗЭ, торий, алюминий, марганец, щелочноземельные металлы и др. Полученный первичный скандийсодержащий раствор (20-40 мг/л скандия) затем перерабатывали аналогично вышеописанному в примере 2: восстановление железа (III), осаждение, первичное концентрирование скандия, фильтрование, растворение, экстракция ТВЭКС-ТБФ, промывка, реэкстракция, осаждение оксигидратов циркония, титана, осаждение оксалата скандия, промывка, сушка, прокалка и получение скандиевых концентратов, содержащих по результатам различных опытов от 60 до 80% оксида скандия. Кроме того, получены промпродукты, весьма удобные для дальнейшей переработки и утилизации получение строительных материалов (кислотонерастворимые остатки) и железо (II) содержащие растворы для получения железооксидных пигментов различного цвета (желтых, красных, коричневых, черных) и назначения. Таким образом, это обеспечило комплексную переработку ХММС и получение различных товарных продуктов, имеющих устойчивый спрос у потребителей.The problem was solved by the proposed method, in particular by preliminary heat treatment of the tailings of wet magnetic separation of titanium-magnetites (fine powder) at 1000 ± 100 o C (i.e. essentially thermal activation). This makes it possible to extract from HMMS up to 75% of scandium in the form of a chloride (hydrochloric acid) solution. Together with scandium, iron (III), REE, thorium, aluminum, manganese, alkaline earth metals, and others are transferred into the solution by leaching. The obtained primary scandium-containing solution (20-40 mg / l of scandium) was then processed similarly to that described above in example 2: reduction of iron ( III), precipitation, primary concentration of scandium, filtration, dissolution, extraction of TWEX-TBP, washing, re-extraction, precipitation of zirconium and titanium oxyhydrates, precipitation of scandium oxalate, washing, drying, calcination and preparation of scandium concentrates, soda According to the results of various experiments, from 60 to 80% of scandium oxide. In addition, industrial products were obtained that are very convenient for further processing and utilization to obtain building materials (acid-insoluble residues) and iron (II) containing solutions for producing iron oxide pigments of various colors (yellow, red, brown, black) and for various purposes. Thus, this ensured the comprehensive processing of HMMS and the receipt of various marketable products that have a steady demand among consumers.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93031384A RU2070596C1 (en) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | Method of scandium concentrates production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93031384A RU2070596C1 (en) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | Method of scandium concentrates production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93031384A RU93031384A (en) | 1996-11-20 |
| RU2070596C1 true RU2070596C1 (en) | 1996-12-20 |
Family
ID=20143327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93031384A RU2070596C1 (en) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | Method of scandium concentrates production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2070596C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2582404C1 (en) * | 2015-02-06 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) | Method of cleaning scandium from zirconium, thorium and iron |
| CN106011476A (en) * | 2016-06-21 | 2016-10-12 | 昆明冶金研究院 | New process for extracting scandium in gas ash |
| CN106048263A (en) * | 2016-06-25 | 2016-10-26 | 昆明冶金研究院 | Novel process of extracting scandium in gas ash by using waste acids |
| RU2618012C2 (en) * | 2015-10-15 | 2017-05-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method for producing scandium oxide from scandium concentrate |
| EP3508593A4 (en) * | 2016-08-30 | 2020-03-04 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Method for producing scandium compound, and scandium compound |
| US10968112B2 (en) | 2018-01-25 | 2021-04-06 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Method for producing high-purity scandium oxide |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2478725C1 (en) * | 2011-09-13 | 2013-04-10 | Учреждение Российской академии наук Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН | Method of producing scandium oxide |
-
1993
- 1993-05-28 RU RU93031384A patent/RU2070596C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Фаворская Л.В. Химическая технология скандия.- Алма-Ата, ОНТИ, КазИМСа, 1969, с. 116 - 118. * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2582404C1 (en) * | 2015-02-06 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) | Method of cleaning scandium from zirconium, thorium and iron |
| RU2618012C2 (en) * | 2015-10-15 | 2017-05-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method for producing scandium oxide from scandium concentrate |
| CN106011476A (en) * | 2016-06-21 | 2016-10-12 | 昆明冶金研究院 | New process for extracting scandium in gas ash |
| CN106011476B (en) * | 2016-06-21 | 2018-01-12 | 昆明冶金研究院 | The technique of scandium in a kind of extraction gas ash |
| CN106048263A (en) * | 2016-06-25 | 2016-10-26 | 昆明冶金研究院 | Novel process of extracting scandium in gas ash by using waste acids |
| AU2017320813B2 (en) * | 2016-08-30 | 2020-07-09 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Method for producing scandium compound, and scandium compound |
| EP3508593A4 (en) * | 2016-08-30 | 2020-03-04 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Method for producing scandium compound, and scandium compound |
| AU2017320813B9 (en) * | 2016-08-30 | 2020-08-27 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Method for producing scandium compound, and scandium compound |
| AU2017320813A9 (en) * | 2016-08-30 | 2020-08-27 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Method for producing scandium compound, and scandium compound |
| US10968112B2 (en) | 2018-01-25 | 2021-04-06 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Method for producing high-purity scandium oxide |
| AU2019211653B2 (en) * | 2018-01-25 | 2021-04-22 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Method for producing high-purity scandium oxide |
| AU2019211653B9 (en) * | 2018-01-25 | 2021-05-20 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Method for producing high-purity scandium oxide |
| EP3744686A4 (en) * | 2018-01-25 | 2021-11-03 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Method for producing high-purity scandium oxide |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2012204844B2 (en) | Dissolution and recovery of at least one element Nb or Ta and of at least one other element U or rare earth elements from ores and concentrates | |
| CA2212714A1 (en) | Process for recovering tantalum and/or niobium compounds from compositescontaining a variety of metal compounds | |
| JPH02277730A (en) | Treatment of ore of rare earth element | |
| Liu et al. | A new process of extracting vanadium from stone coal | |
| US4150976A (en) | Method for the recovery of metallic copper | |
| WO2021119728A1 (en) | Recovery of vanadium from slag materials | |
| AU751862C (en) | Selective precipitation of nickel and cobalt | |
| US5023059A (en) | Recovery of metal values and hydrofluoric acid from tantalum and columbium waste sludge | |
| US4241027A (en) | Reductive stripping process for the recovery of either or both uranium and vanadium | |
| US5061460A (en) | Method for manufacturing titanium oxide | |
| US3206276A (en) | Process for recovery of pure v2o5 from vanadium bearing materials | |
| RU2070596C1 (en) | Method of scandium concentrates production | |
| JPH05132304A (en) | Method for recovering sulfuric acid from waste sulfuric acid containing metal sulfate | |
| CN105110300A (en) | Method for extracting manganese and sulfur from composite manganese mine containing manganese sulfide | |
| Bautista | Processing to obtain high-purity gallium | |
| CN110453093A (en) | A kind of method of Ti-containing slag Selectively leaching titanium | |
| CN115852177A (en) | Method for recycling scandium from fused salt chlorination dust collection slag | |
| US4964996A (en) | Liquid/liquid extraction of rare earth/cobalt values | |
| US2894804A (en) | Process of extracting uranium and radium from ores | |
| US4964997A (en) | Liquid/liquid extraction of rare earth/cobalt values | |
| CN108913876A (en) | A kind of method that Rare Earth Mine microwave decomposition-high acidic oils extract high-purity cerium | |
| RU2068392C1 (en) | Method of scandium extraction from titanium tetrachloride production waste | |
| JPS60122718A (en) | Recovering method of samarium | |
| RU2069180C1 (en) | Method of concentrating scandium derived from wastes of wolframite concentrate processing | |
| RU2647047C1 (en) | Method for scandium oxide production from scandium concentrate |