RU2685833C1 - Method of extracting scandium concentrate from scandium-containing acidic solutions - Google Patents

Method of extracting scandium concentrate from scandium-containing acidic solutions Download PDF

Info

Publication number
RU2685833C1
RU2685833C1 RU2018136874A RU2018136874A RU2685833C1 RU 2685833 C1 RU2685833 C1 RU 2685833C1 RU 2018136874 A RU2018136874 A RU 2018136874A RU 2018136874 A RU2018136874 A RU 2018136874A RU 2685833 C1 RU2685833 C1 RU 2685833C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
scandium
extraction
solution
extractant
carried out
Prior art date
Application number
RU2018136874A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Валерьевич Нечаев
Сергей Владимирович Шестаков
Александр Сергеевич Сибилев
Александр Всеволодович Смирнов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Русредмет" (ООО "НПК "Русредмет")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Русредмет" (ООО "НПК "Русредмет") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Русредмет" (ООО "НПК "Русредмет")
Priority to RU2018136874A priority Critical patent/RU2685833C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2685833C1 publication Critical patent/RU2685833C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B59/00Obtaining rare earth metals
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

FIELD: chemistry.SUBSTANCE: invention relates to the technology of extracting scandium from technogenic and productive scandium-containing solutions. Method comprises treating a starting solution with a demulsifying composition, filtering the solution, countercurrent extraction of scandium with a complex extractant which contains di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid, tributyl phosphate and a diluent - oil paraffin, for example, fraction C–C. Then scandium-rich extractant is washed with solution of sulfuric acid, solid-phase re-extraction of scandium by solution with formation of scandium concentrate. Changes are made, wherein the demulsifier used is water-soluble non-ionic surfactants or solutions thereof; - counter-current extraction, washing and re-extraction is carried out continuously; - and for regeneration of extractant before extraction of scandium it is treated with sulfuric acid solution with concentration of 30–100 g/l.EFFECT: technical result is to increase efficiency of the process.5 cl, 1 dwg, 6 tbl

Description

Изобретение относится к химии и металлургии, а именно, к технологии извлечения скандия из техногенных и продуктивных скандийсодержащих растворов, образующихся при извлечении урана и других металлов, в частности, из жидких отходов сернокислотной переработки ильменитового концентрата с получением диоксида титана и может быть использовано в технологии получения концентратов редкоземельных элементов и скандия.The invention relates to chemistry and metallurgy, namely, to the technology of extracting scandium from man-made and productive scandium-containing solutions formed during the extraction of uranium and other metals, in particular, from liquid waste sulfuric acid processing of ilmenite concentrate to produce titanium dioxide and can be used in technology for producing rare earth concentrates and scandium.

Уникальные свойства скандия и его соединений инициируют необычайно быстрое развитие различных областей его применения, а также физико-химические исследования, направленные на развитие его технологии. Скандий и его соединения используют в микроэлектронике, ракетостроении, авиастроении и других областях науки и техники. Однако широкому использованию скандия, как металла, так и его соединений препятствует его высокая стоимость. Одной из причин дороговизны скандия является крайне низкая распространенность среди природных источников редкоземельных металлов и трудность его извлечения из минерального сырья, в котором его содержание не превышает 0,005-0,10%. Из-за низкого содержания в природных минералах вопрос промышленного извлечения скандия может быть решен за счет комплексной переработки различного минерального сырья, при попутном извлечении на различных стадиях переработки исходного материала или из техногенных отходов.The unique properties of scandium and its compounds initiate the unusually rapid development of various areas of its application, as well as physical and chemical research aimed at the development of its technology. Scandium and its compounds are used in microelectronics, rocket production, aircraft manufacturing and other areas of science and technology. However, the widespread use of scandium, as a metal, and its compounds prevents its high cost. One of the reasons for the high cost of scandium is the extremely low prevalence among natural sources of rare earth metals and the difficulty of extracting it from mineral raw materials, in which its content does not exceed 0.005-0.10%. Due to the low content in natural minerals, the issue of industrial extraction of scandium can be resolved through the complex processing of various mineral raw materials, with the associated extraction at different stages of processing the source material or from man-made waste.

Одними из перспективных источников редкоземельных металлов (РЗМ) и скандия можно считать урановые руды, отходы титано-магниевого и вольфрамового производств, переработки бокситов, шлаки оловянной плавки и после получения чугуна.One of the most promising sources of rare earth metals (REM) and scandium can be considered uranium ores, waste from titanium-magnesium and tungsten production, bauxite processing, tin smelting slags, and after the production of pig iron.

Известен ряд способов извлечения скандия и получения его соединений из отходов и промышленных продуктов металлургических производств методами сорбции и экстракции. Экстракция среди известных способов извлечения скандия занимает лидирующее место, благодаря высокой селективности, большой производительности, простоте в эксплуатации и возможности организации замкнутых технологических циклов.The known number of methods for the extraction of scandium and its compounds from waste and industrial products of metallurgical production methods of sorption and extraction. Extraction among the known methods of extracting scandium occupies a leading place, due to high selectivity, high productivity, ease of operation and the possibility of organizing closed technological cycles.

На сегодняшний день в различных областях науки и техники потребности в редкоземельных элементах и их соединениях все более возрастают, однако производство и потребление редкоземельных элементов значительно зависит от экономической целесообразности их извлечения (в том числе и попутного), и сферы потребления. В связи с этим в нескольких странах даже предпринимались попытки восстановления добычи редкоземельных элементов.Today, in various areas of science and technology, the demand for rare-earth elements and their compounds is increasing, but the production and consumption of rare-earth elements greatly depends on the economic feasibility of extracting them (including by-product) and the sphere of consumption. In this regard, in several countries, even attempts have been made to restore mining of rare earth elements.

Сегодня уровень потребления редкометалльной продукции, в том числе скандия, во многом является показателем экономического развития страны.Today, the level of consumption of rare metal products, including scandium, is in many ways an indicator of the country's economic development.

Известен способ извлечения скандия из скандийсодержащего раствора, включающий экстракцию скандия из скандийсодержащего раствора на твердом экстрагенте (ТВЭКСе), реэкстракцию скандия, промывку твердого экстрагента, причем в качестве скандийсодержащего раствора используют продуктивный сернокислый раствор, перед экстракцией скандия в продуктивный сернокислый раствор добавляют щелочной агент и доводят его кислотность до рН 2,5-3,0, экстракцию проводят на твердом экстрагенте с повышенной селективной избирательностью по скандию, реэкстракцию скандия из твердого экстрагента проводят после полной экстракции путем его обработки раствором фтористоводородной кислоты при соотношении 1:3 водной и органической фаз с последующим осаждением фторида скандия, а перед реэкстракцией твердый экстрагент донасыщают частью концентрированного раствора скандия, полученного от предыдущей реэкстракции, экстракцию и реэкстракцию проводят в одном и том же сорбционном аппарате, а отработанный сернокислый раствор и промытый водой твердый экстрагент возвращают на извлечение скандия [Горохов Д.С., Попонин Н.А. и др. // RU - 2417267. Способ извлечения скандия из скандийсодержащих растворов, твердый экстрагент (ТВЭКС) для его извлечения и способ получения ТВЭКСа. - 2011.04.27].There is a method of extracting scandium from a scandium-containing solution, including the extraction of scandium from a scandium-containing solution on a solid extractant (TVEX), reextraction of scandium, washing the solid extractant, using productive sulphate solution as a scandium-containing solution; its acidity to pH 2.5-3.0, extraction is carried out on a solid extractant with increased selective selectivity for scandium, reextra Scandium is extracted from the solid extractant after complete extraction by treating it with a solution of hydrofluoric acid at a ratio of 1: 3 aqueous and organic phases, followed by precipitation of scandium fluoride, and before stripping the solid extractant is saturated with part of the concentrated scandium solution obtained from the previous stripping, extraction and reextraction is carried out in the same sorption apparatus, and the spent sulphate solution and water-washed solid extractant are returned to the scandium extraction [Gorokhov D.S., Poponin N.A. and others // RU - 2417267. A method for extracting scandium from scandium-containing solutions, a solid extractant (TVEX) for its extraction and a method for preparing TVEX. - 2011.04.27].

Недостатком данного способа является использование ТВЭКСа для выделения скандия, так как при многократном использовании в циклах экстракция-реэкстракция данные виды экстрагентов подлежат полной замене уже через 5-6 циклов за счет разрушения непрочной матрицы. В способе применяются оборотные фторидно-щелочные растворы с фильтрацией на каждой стадии, что может быть сопряжено как со значительными затратами на промывку осадков фторидов для обеспечения необходимой чистоты, так и с низкими скоростями на фильтрации и промывке осадков фторидов (либо гидроксидов) скандия и карбоната (либо гидроксида) тория.The disadvantage of this method is the use of TVEX for the isolation of scandium, since with repeated use in extraction-re-extraction cycles, these types of extractants should be completely replaced after 5-6 cycles due to the destruction of the fragile matrix. The method uses circulating fluoride-alkaline solutions with filtration at each stage, which can be associated both with significant costs for washing fluoride deposits to ensure the required purity, and with low speeds on filtering and washing scandium and carbonate precipitates ( or hydroxide) thorium.

С учетом того, что концентрация скандия в промышленных кислых растворах невысока, а потоки этих растворов значительны (от десятков до сотен кубов в час), операция нейтрализации исходного кислого раствора до значения рН 2,5-3,0 может нести существенные экономические затраты, которые будут увеличиваться при увеличении содержания свободной кислоты в стоках (на некоторых производствах может составлять 150-300 г/л), и получение скандия таким способом может быть нерентабельно.Taking into account the fact that the concentration of scandium in industrial acid solutions is low, and the flows of these solutions are significant (from tens to hundreds of cubes per hour), the operation of neutralizing the original acid solution to a pH of 2.5-3.0 can incur significant economic costs, which will increase with increasing content of free acid in the effluent (in some industries it can be 150-300 g / l), and obtaining scandium in this way may be unprofitable.

Известен способ извлечения скандия из растворов, в частности из отходов мокрой магнитной сепарации (ММС) титано-железо-ванадиевых руд. Эти отходы подвергают вскрытию серной кислотой с целью перевода скандия в раствор для последующего экстракционного извлечения. В качестве экстрагента используют эквимолярную смесь бисульфата метилтриоктиламмония (МТОА) и ди-2-этилгексилфосфорной кислоты (Д2ЭГФК) в углеводородном разбавителе. Растворы после сернокислотного вскрытия наряду со скандием содержат примеси железа, титана, ванадия, алюминия, магния, кремния. Использование Д2ЭГФК в качестве основного компонента синергетической смеси связано с ее высокой экстракционной способностью и селективностью по отношению к комплексным катионам скандия, а добавка соли МТОА к экстракционной смеси облегчает процесс реэкстракции скандия карбонатными растворами [Варламова Д.О., Степанов С.И. и др. // Извлечение скандия из сернокислых растворов смесями Д2ЭГФК + сульфат МТОА (ТОА). 2013. Журнал «Успехи химии и технологии». Т. 27. Вып. 6. С. 7-12].A known method of extracting scandium from solutions, in particular from the waste of wet magnetic separation (MMS) of titanium-iron-vanadium ores. This waste is subjected to opening with sulfuric acid in order to transfer the scandium into the solution for subsequent extraction extraction. An equimolar mixture of methyltrioctylammonium bisulfate (MTOA) and di-2-ethylhexylphosphoric acid (D2EHPA) in a hydrocarbon diluent is used as the extractant. Solutions after sulfuric acid dissection along with scandium contain impurities of iron, titanium, vanadium, aluminum, magnesium, silicon. The use of D2EHPA as the main component of the synergistic mixture is associated with its high extraction ability and selectivity with respect to complex scandium cations, and the addition of MTOA salt to the extraction mixture facilitates the process of reextraction of scandium with carbonate solutions [Varlamova DO, Stepanov SI et al. // Extraction of scandium from sulphate solutions with mixtures D2EHPA + MTOA sulphate (TOA). 2013. Magazine "Chemistry and Technology Advances" V. 27. Vol. 6. S. 7-12].

Однако отмечена низкая селективность экстрагента по отношению к катионам скандия, поскольку вместе со скандием извлекались торий, цирконий, титан и другие примеси, что приводило к необходимости введения в общую схему перечистных, в том числе чисто экстракционных, операций и приводило к безвозвратным потерям скандия. Кроме того, среди промышленных экстрагентов широкое применение получил экстрагент ди-2-этил-гексилфосфорная кислота (Д2ЭГФК). Однако этот реагент имеет ограничения в применении, что связано с тем, что арилфосфорные кислоты имеют слишком высокие коэффициенты распределения, что приводит к трудностям при реэкстракции и необходимости применения сильных кислот в качестве реэкстрагентовHowever, a low selectivity of the extractant with respect to the scandium cations was noted, since thorium, zirconium, titanium and other impurities were extracted along with scandium, which led to the need to introduce cleaner, including purely extraction, operations into the general scheme and lead to irreversible loss of scandium. In addition, among industrial extractants, the extractant di-2-ethyl-hexylphosphoric acid (D2EHPK) has been widely used. However, this reagent has limitations in use, due to the fact that aryl phosphoric acids have too high distribution coefficients, which leads to difficulties in reextraction and the need to use strong acids as reextractants

Известен способ «Получение концентрата скандия методом жидкостной экстракции из стоков гидролизной серной кислоты производства диоксида титана» [Акимова И.Д., Чумакова Г.М. и др. // Получение концентрата скандия методом жидкостной экстракции из стоков гидролизной серной кислоты производства диоксида титана». 2017. Журнал «Цветные металлы». Вып. 3. С. 63-68].The known method "Obtaining scandium concentrate by the method of liquid extraction from the effluent by the hydrolysis of sulfuric acid production of titanium dioxide" [Akimova ID, Chumakova G.M. et al. // Preparation of scandium concentrate by liquid extraction from hydrolytic sulfuric acid production of titanium dioxide. 2017. Non-ferrous metals magazine. Issue 3. S. 63-68].

В работе приведены результаты исследования процесса экстракционного извлечения скандия из стоков гидролизной серной кислоты (ГСК), являющихся отходом производства пигментного диоксида титана при переработке ильменитового концентрата. Концентрация скандия в растворе гидролизной серной кислоты составляла 15-18 мг/дм3, титана - 2-3 г/дм3, редкоземельных металлов - ~40 мг/дм3, свободной серной кислоты - ~300 г/дм3. В качестве экстрагента использовали смеси реагентов на основе ди-(2-этилгексил)фосфорной кислоты (Д2ЭГФК), Р-507 - моно-(2-этилгексиловый эфир) 2-этилгексилфосфоновой кислоты и три-бутилфосфатом (ТБФ), а в качестве разбавителя - дециловый спирт и керосине при различных соотношениях. Установлено, что наилучшее извлечение скандия достигается в системе 0,15 моль/дм3 Д2ЭГФК + 0,075 моль/дм3 ТБФ в керосине. Отмечено повышенное эмульгирование в процессе экстракции без предварительной подготовки исходного раствора.The paper presents the results of the study of the extraction of scandium extraction from the effluent of hydrolysis sulfuric acid (HSC), which is a waste product of the production of pigmentary titanium dioxide in the processing of ilmenite concentrate. The concentration of scandium in the solution of hydrolysis of sulfuric acid was 15-18 mg / dm 3 , titanium - 2-3 g / dm 3 , rare earth metals - ~ 40 mg / dm 3 , free sulfuric acid - ~ 300 g / dm 3 . A mixture of reagents based on di- (2-ethylhexyl) phosphoric acid (D2EHPA), P-507 - mono- (2-ethylhexyl ester) 2-ethylhexylphosphonic acid and tri-butylphosphate (TBP) was used as the extractant, and as a diluent - decyl alcohol and kerosene at various ratios. It is established that the best extraction of scandium is achieved in the system of 0.15 mol / dm 3 D2EHPA + 0.075 mol / dm 3 TBP in kerosene. Marked increased emulsification in the extraction process without prior preparation of the initial solution.

Процесс экстракционного извлечения скандия осуществляли по принципу противоточного движения органического и водного растворов в две стадии в периодическом режиме выбранной смесью экстрагентов из раствора гидролизной серной кислоты, в который был введен деэмульгатор ГКЖ-11П. Соотношение фаз О:В на экстракции было выбрано 1:10 для повышения насыщения экстрагента скандием, время контакта фаз составляло 3 минуты.The process of extraction of scandium was carried out according to the principle of countercurrent movement of organic and aqueous solutions in two stages in a periodic mode with the selected mixture of extractants from a solution of hydrolytic sulfuric acid, into which the demulsifier GKZH-11P was introduced. The ratio of phases A: B on extraction was selected 1:10 to increase the saturation of the extractant with scandium, the contact time of the phases was 3 minutes.

Для проведения реэкстракции экстрагент однократно насыщали скандием при соотношении фаз О:В = 1:6 и промывали 3%-ным раствором H2SO4 при соотношении фаз О:В = 3:1 для удаления механически захваченного рафината экстракции.For reextraction, the extractant was once saturated with scandium at the ratio of the phases A: B = 1: 6 and washed with a 3% H 2 SO 4 solution at the ratio of the phases A: B = 3: 1 to remove the mechanically captured extraction raffinate.

Реэкстракцию с одновременным образованием осадка концентрата скандия проводили содощелочным раствором в две стадии при соотношении фаз О:В = 2:1 или 3:1, и температуре 60-80°С и механическом перемешивании в стакане. После фильтрации и промывки осадка на фильтре его сушили. По данным о содержании оксида скандия в осадках был выбран следующий состав реэкстрагирующего раствору состава: 60 г/дм3 Na2CO3 + 30 г/дм3 NaOH, который обеспечивает содержание Sc2O3 в осадке более 2%.Reextraction with the simultaneous formation of a scandium concentrate precipitate was carried out with an alkaline solution in two stages with a ratio of O: B = 2: 1 or 3: 1, and a temperature of 60-80 ° C and mechanical stirring in a glass. After filtration and washing the filter cake was dried. According to the data on the content of scandium oxide in the sediments, the following composition of the extractive solution to the composition was selected: 60 g / dm 3 Na 2 CO 3 + 30 g / dm 3 NaOH, which provides the content of Sc 2 O 3 in the sediment to more than 2%.

Концентрация скандия в экстрактах составила 0,08-0,12 г/дм3, в рафинатах - 0,001-0,003 г/дм3. Извлечение скандия из раствора по данному способу составило 83,3%.The concentration of scandium in the extracts was 0.08-0.12 g / dm 3 , in raffinates - 0.001-0.003 g / dm 3 . Extraction of scandium from the solution by this method was 83.3%.

Существенным недостатком данного способа является использование в качестве разбавителя смеси экстрагентов керосина, который является легковоспламеняющейся жидкостью (ЛВЖ). Также при использовании декантации при подготовке растворов к экстракции при больших потоках исходного раствора содержащего скандий необходимо будет использовать оборудование больших объемов.A significant disadvantage of this method is the use of a mixture of extractants of kerosene, which is a flammable liquid (HEL), as a diluent. Also, when using decantation, when preparing solutions for extraction at large flows of the initial solution containing scandium, it will be necessary to use equipment of large volumes.

Наиболее близким к заявленному изобретению является техническое решение, содержащееся в статье «Особенности извлечения скандия из гидролизных стоков титанового производства» (опубл. журнал «Труды Кольского научного центра», №1/2018; подп. к печати 07.02.2018 г.).The closest to the claimed invention is the technical solution contained in the article “Peculiarities of the extraction of scandium from hydrolytic effluents of titanium production” (published in the journal “Proceedings of the Kola Scientific Center”, №1 / 2018; sub. To print 07.02.2018).

На опытно-промышленной установке проводилась проверка и корректировка технологических режимов получения скандиевого концентрата, полученных на стадии лабораторных исследований, а также наработка опытных партий готового продукта - влажного скандиевого концентрата.The pilot plant tested and corrected the technological regimes for the production of scandium concentrate obtained at the laboratory research stage, as well as the production time of pilot batches of the finished product - wet scandium concentrate.

Исходным сырьем для установки являлась гидролизная серная кислота (далее ГСК), в которой концентрации компонентов составляли (% масс.): скандия - 0,0013-0,0015, титана - 0,19-1,60, железа - 2,88-4,50, серной кислоты - 16-25%.The initial raw material for the installation was hydrolytic sulfuric acid (hereinafter HSC), in which the component concentrations were (% wt.): Scandium - 0.0013-0.0015, titanium - 0.19-1.60, iron - 2.88- 4.50, sulfuric acid - 16-25%.

В основе технологического процесса извлечения скандия из гидролизной серной кислоты заложен процесс жидкостной экстракции, которая при низком содержании извлекаемого компонента в растворе позволяет перерабатывать большие удельные потоки. В качестве экстрагента в данной технологии использовалась смесь Д2ЭГФК и ТБФ в углеводородном разбавителе - парафине; использование в качестве разбавителя экстрагента нефтяного парафина, например фракции С1013, позволяет снизить степень взрыво- и пожароопасности производства, так как температура вспышки керосина составляет 28-35°С (относится к легковоспламеняющимся жидкостям), а парафина - более 61°С (относится к горячим жидкостям). Экстракция проводилась в экстракторах типа смеситель-отстойник с производительностью 30 л/ч по сумме фаз.The process of extracting scandium from the hydrolysis of sulfuric acid is based on the process of solvent extraction, which, with a low content of the extracted component in the solution, allows the processing of large specific flows. As an extractant in this technology, a mixture of D2EHPA and TBP was used in a hydrocarbon diluent — paraffin; Use of a petroleum wax as a diluent, such as a C 10 –C 13 fraction, reduces the explosion and fire hazard of production, since the flash point of kerosene is 28-35 ° C (applies to flammable liquids) and paraffin is more than 61 ° C (applies to hot liquids). Extraction was carried out in extractors of the mixer-settler type with a capacity of 30 l / h according to the sum of the phases.

Для предотвращения образования эмульсий на стадии экстракции и удаления возможных органических загрязнений ГСК подавалась в реактор и подвергалась предварительной обработке деэмульгирующей жидкостью. Деэмульгатор, применяющийся в процессе обработки исходной ГСК, коагулирует присутствующую в растворе кремниевую кислоту, а также за счет своих гидрофобных свойств способствует быстрому разделению водной и органической фаз на экстракции. После обработки ГСК подавалась на контрольную фильтрацию для удаления коагулируемых осадков, возможных взвесей и т.д., в ходе обработки деэмульгатором химический состав кислоты не изменялся.To prevent the formation of emulsions at the extraction stage and remove possible organic contaminants, HSC was fed into the reactor and subjected to pretreatment with a demulsifying liquid. The demulsifier used in the treatment of the initial HSC coagulates the silicic acid present in the solution, and also due to its hydrophobic properties, promotes the rapid separation of the aqueous and organic phases into extractions. After treatment, HSC was fed to the control filtration to remove coagulable precipitates, possible suspensions, etc., during the treatment with a demulsifier, the chemical composition of the acid did not change.

Далее обработанная ГСК поступала на экстракционный каскад. При смешивании ГСК и смеси указанных экстрагентов в экстракционной ячейке находящийся в водном растворе скандий распределяется между водной и органической фазами.Next, the processed HSC was fed to the extraction cascade. When mixing HSC and a mixture of these extractants in an extraction cell, scandium in an aqueous solution is distributed between the aqueous and organic phases.

После неоднократного смешивания фаз с последующим их распределением и обеспечением противотока достигается количественное извлечение скандия из раствора в органическую фазу.After repeated mixing of the phases with their subsequent distribution and provision of counterflow, quantitative extraction of scandium from the solution into the organic phase is achieved.

Для предотвращения механического уноса органической и водной фаз в схеме экстракционного каскада были организованы отстойники водной и органической фаз соответственно. После экстракции насыщенная органическая фаза также в противотоке промывалась раствором серной кислоты. Основные соэкстрагирующиеся вместе со скандием примесные элементы, такие как железо и титан, при промывке из насыщенной органической фазы не удалялись.In order to prevent mechanical entrainment of the organic and aqueous phases in the extraction cascade, the sumps of the aqueous and organic phases were organized, respectively. After extraction, the saturated organic phase was also washed in countercurrent with a solution of sulfuric acid. The main impurity elements that were co-extracted with scandium, such as iron and titanium, were not removed from the saturated organic phase during washing.

По результатам испытаний соотношение О:В на экстракции, равное 1:10 было зафиксировано в качестве оптимального и далее корректировалось незначительно в зависимости от содержания скандия в исходной ГСК.According to the test results, the ratio A: B to extraction, equal to 1:10, was recorded as optimal and was then adjusted slightly depending on the content of scandium in the original HSC.

На данном режиме экстракции проводилась основная наработка скандиевого концентрата, причем среднее извлечение скандия в органическую фазу было стабильным и составляло более 85%.In this extraction mode, the main production of scandium concentrate was carried out, with the average extraction of scandium into the organic phase was stable and was more than 85%.

После экстракции и промывки насыщенный экстрагент накапливался для проведения реэкстракции в периодическом режиме. Реэкстракция проводилась водным раствором NaOH+Na2CO3 с образованием осадка концентрата скандия, взвешенного в водной фазе. Процесс проводился при соотношении О:В = 1:0,75, температуре смеси 60°С в реакторе с механическим перемешиванием.After extraction and washing, the saturated extractant accumulated for re-extraction in a batch mode. The reextraction was carried out with an aqueous solution of NaOH + Na 2 CO 3 to form a precipitate of scandium concentrate suspended in the aqueous phase. The process was carried out at a ratio O: B = 1: 0.75, the temperature of the mixture was 60 ° C in a reactor with mechanical stirring.

При проведении исследований по реэкстракции было установлено, что при повышенной температуре происходит расслаивание экстрагента и разбавителя.When conducting research on reextraction, it was found that at elevated temperatures, delamination of the extractant and diluent occurs.

Разделение фаз после реэкстракции при работе на установке производилось в коническом отстойнике, водная фаза с осадком фильтровалась на нутч-фильтре, осадок промывался горячей водой и затаривался в пластиковые контейнеры,The separation of the phases after stripping during operation at the facility was carried out in a conical sump, the aqueous phase with the precipitate was filtered on a suction filter, the precipitate was washed with hot water and put in plastic containers,

Органическая фаза после реэкстракции обрабатывался раствором 50 г/л H2SO4 для устранения эффекта расслаивания, после чего отделялась от водного раствора и снова направлялась на экстракцию.The organic phase after stripping was treated with a solution of 50 g / l H 2 SO 4 to eliminate the effect of exfoliation, after which it was separated from the aqueous solution and again sent for extraction.

По итогам работы установки было переработано около 10 м3 ГСК. Было получено 7 партий чернового концентрата скандия общей массой - 27 кг и средней влажностью 80%.According to the results of the installation, about 10 m 3 HSC was recycled. 7 batches of rough scandium concentrate with a total weight of 27 kg and an average humidity of 80% were obtained.

Несмотря на то, что это техническое решение устраняет некоторые недостатки процесса, разработанного в лабораторных условиях и подтверждает возможность реализации предлагаемого способа в промышленных условиях, некоторые параметры отдельных стадий процесса требуют доработки и уточнения для промышленной реализации.Despite the fact that this technical solution eliminates some of the shortcomings of the process developed in the laboratory and confirms the possibility of implementing the proposed method in an industrial environment, some of the parameters of individual stages of the process require refinement and clarification for industrial implementation.

В основу предполагаемого изобретения положена задача по созданию оптимального технологического процесса первичного извлечения (либо первичного концентрирования) скандия из техногенных кислых растворов, образующихся при комплексной переработке руд различного состава.The proposed invention is based on the task of creating an optimal technological process for the primary extraction (or primary concentration) of scandium from technogenic acid solutions formed during the complex processing of ores of different composition.

Технический результат, который может быть получен при использовании заявленного изобретения, достигается за счет того, что в известный способ извлечения концентрата скандия из сернокислых растворов, образующихся при переработке скандийсодержащего сырья, включающий обработку исходного раствора деэмульгирующим составом, фильтрацию раствора после обработки, противоточную экстракцию скандия комплексным экстрагентом, который содержит ди-(2-этилгексил) фосфорную кислоту, трибутилфосфат, а в качестве разбавителя - нефтяной парафин, последующую промывку насыщенного скандием экстрагента раствором серной кислоты, твердофазную реэкстракцию скандия содощелочным раствором с получением концентрата скандия внесены изменения, а именно:The technical result, which can be obtained by using the claimed invention, is achieved due to the fact that in a known method of extracting scandium concentrate from sulphate solutions formed during the processing of scandium-containing raw materials, including processing the initial solution with a demulsifying composition, filtering the solution after processing, countercurrent scandium extraction complex an extractant that contains di- (2-ethylhexyl) phosphoric acid, tributyl phosphate, and as a diluent — petroleum paraffin, the washing washing of the extractant saturated with scandium with a solution of sulfuric acid, the solid-phase stripping of scandium with an alkaline solution to obtain a scandium concentrate has been changed, namely:

- в качестве деэмульгатора применяют водорастворимые неионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ) или их растворы,- water-soluble non-ionic surfactants (surfactants) or their solutions are used as a demulsifier,

- противоточную экстракцию, промывку и реэкстракцию проводят в непрерывном режиме;- countercurrent extraction, washing and re-extraction is carried out in a continuous mode;

- для регенерации экстрагента перед экстракцией скандия его обрабатывают раствором серной кислоты концентрацией 30-100 г/л.- for the regeneration of the extractant before the extraction of scandium it is treated with a solution of sulfuric acid with a concentration of 30-100 g / l.

Кроме того, уточнены параметры отдельных операций процесса извлечения скандия:In addition, the parameters of individual operations of the scandium extraction process are clarified:

- в качестве деэмульгирующего состава применяют водорастворимые кремнийсодержащие неионогенные ПАВ - ГКЖ-11П, ГКЖ-11Н, Alkan DE-316A, Прогалит НМ 20/40;- water-soluble silicon-containing non-ionic surfactants are used as a demulsifying composition - GKZH-11P, GKZH-11N, Alkan DE-316A, Burn through NM 20/40;

- концентрация ди-(2-этилгексил) фосфорной кислоты и трибутилфосфата в экстрагенте составляет 0,10-0,15 и 0,050-0,15 моль/л соответственно;- the concentration of di- (2-ethylhexyl) phosphoric acid and tributyl phosphate in the extractant is 0.10-0.15 and 0.050-0.15 mol / l, respectively;

- экстракцию проводят при соотношении органической и водной фазы равном О:В = 1,0:(6,0÷10,0), в зависимости от содержания извлекаемого компонента в кислом растворе.- extraction is carried out at a ratio of organic and aqueous phase equal to O: B = 1.0: (6.0 ÷ 10.0), depending on the content of the extracted component in the acidic solution.

- твердофазную реэкстракцию осуществляют содощелочным раствором, массовое соотношение гидроксида натрия и карбоната натрия в котором составляет (1,0-1,5):(2,0÷3,0), а процесс твердофазной реэкстракции проводят при соотношении О:В = (1,0÷3,0):(0,5÷1,5) и температуре 50-75°С.- solid phase reextraction is carried out with an alkaline solution, the mass ratio of sodium hydroxide and sodium carbonate is (1.0-1.5): (2.0 ÷ 3.0), and the process of solid phase reextraction is carried out at a ratio O: B = (1 , 0 ÷ 3,0) :( 0,5 ÷ 1,5) and temperature 50-75 ° С.

В прототипе в качестве деэмульгатора использован деэмульгатор ГКЖ-11П, в количестве 0,2 г/дм3, что сужает возможность применения других кремнийорганических составов, однако, как показали наши исследования в качестве деэмульгатора можно применять и другие жидкости, например ГКЖ-11Н, Alkan DE-316A, Прогалит НМ 20/40. Деэмульгатор, применяющийся в процессе обработки исходной ГСК коагулирует присутствующую в растворе кремниевую кислоту, а также за счет своих гидрофобных свойств способствует быстрому разделению водной и органической фаз на экстракции.In the prototype, the demulsifier GKZH-11P was used as a demulsifier in the amount of 0.2 g / dm 3 , which limits the possibility of using other organosilicon compounds, however, as our studies have shown, other liquids can be used as a demulsifier, for example, GKZH-11N, Alkan DE-316A, burn through NM 20/40. The demulsifier used in the processing of the initial HSC coagulates the silicic acid present in the solution, and also due to its hydrophobic properties, promotes the rapid separation of the aqueous and organic phases into extractions.

Сравнение осуществляли по времени расслаивания эмульсии ГСК и экстрагента после экстракции и реэкстракции, результаты представлены в табл. 1.The comparison was carried out on the time of separation of the emulsion HSC and extractant after extraction and reextraction, the results are presented in table. one.

Figure 00000001
Figure 00000001

Для экстракционного выделения скандия используется комплексный экстрагент, смесь ди-2-этилгексилфосфорной кислоты (Д2ЭГФК) и трибутилфосфата (ТБФ) в углеводородном разбавителе - парафине. В качестве экстрагирующего скандий вещества выступает Д2ЭГФК, ТБФ же используется в качестве модификатора для снижения растворимости Д2ЭГФК и для предотвращения расслаивания смеси с разбавителем. В таблице 2 приведены данные по экстракции скандия из ГСК при различном соотношении Д2ЭГФК и ТБФ в смеси с парафином.For the extraction of scandium used complex extractant, a mixture of di-2-ethylhexyl phosphoric acid (D2EHPA) and tributyl phosphate (TBP) in a hydrocarbon diluent - paraffin. D2EHPA acts as a scandium-extracting substance, TBP is also used as a modifier to reduce the solubility of D2EHPA and to prevent the mixture with a thinner from splitting with a diluent. Table 2 shows the data on the extraction of scandium from HSC at different ratios of D2EHPA and TBP mixed with paraffin.

Figure 00000002
Figure 00000002

Из таблицы 2 видно, что для экстракции скандия из кислых растворов можно использовать диапазон концентраций Д2ЭГФК от 0,05 до 0,25 моль/л, однако максимальную емкость и селективность по скандию показывает концентрация 0,15-0,18 моль/л, при такой концентрации РЗЭ практически не соэкстрагируются со скандием.From table 2 it can be seen that for the extraction of scandium from acidic solutions, a concentration range of D2EHPA from 0.05 to 0.25 mol / l can be used, however, the maximum capacity and selectivity for scandium shows a concentration of 0.15-0.18 mol / l, this concentration of REE practically does not co-extract with scandium.

Добавки ТБФ существенно снижают растворимость Д2ЭГФК, однако при концентрации его более 0,15 моль/л смесь экстрагентов кроме скандия начинает экстрагировать РЗЭ. Таким образом, для решения различных задач можно использовать различные концентрации смеси Д2ЭГФК и ТБФ, однако наиболее оптимальным можно считать диапазон 0,1-0,15 моль/л Д2ЭГФК и 0,07-0,1 ТБФ, при котором Д2ЭГФК имеет наименьшую растворимость, наибольшую емкость по скандию и наименьшую по прочим РЗЭ.TBP additives significantly reduce the solubility of D2EHPA, however, at a concentration of more than 0.15 mol / l, the mixture of extractants except for scandium begins to extract REE. Thus, for solving various problems, you can use different concentrations of a mixture of D2EHPA and TBP, however, the most optimal can be considered a range of 0.1-0.15 mol / l D2EHPA and 0.07-0.1 TBP, at which D2EHPK has the lowest solubility, the largest capacity in scandium and the smallest in other REE.

Так как экстракцию скандия ведут в непрерывном режиме соотношение О:В на экстракции поддерживают таким образом, чтобы иметь максимальное извлечение скандия из раствора и максимальную концентрацию скандия в получаемом осадке. В таблице 3 приведены данные по зависимости степени извлечения скандия и содержания его в черновом скандиевом концентрате (ЧСК) от соотношения О:В (соотношения органической и водной фаз) на экстракции, при концентрации Sc2O3 в исходном растворе 18 мг/л.Since the extraction of scandium is carried out in a continuous mode, the ratio A: B on the extraction is maintained in such a way as to have the maximum extraction of scandium from the solution and the maximum concentration of scandium in the resulting precipitate. Table 3 presents data on the dependence of the degree of extraction of scandium and its content in rough scandium concentrate (CSK) on the ratio O: B (ratio of organic and aqueous phases) on extraction, at a concentration of Sc 2 O 3 in the initial solution of 18 mg / l.

Figure 00000003
Figure 00000003

Из таблицы 3 видно, что при концентрации скандия в исходном растворе 18 мг/л оптимальным будет соотношение на экстракции О:В = 1:9. При выборе соотношения на экстракцию в данном случае учитывается не только содержание скандия в растворе но и степень извлечения скандия (при соотношении О:В = 1:9 она будет более 95%), а также то, что содержание скандия в концентрате должно быть максимальным, поэтому в зависимости от требований технологии все эти три параметра балансируются.From table 3 it can be seen that at a concentration of scandium in the initial solution of 18 mg / l, the ratio on extraction O: B = 1: 9 will be optimal. When choosing the ratio for extraction in this case, not only the content of scandium in the solution is taken into account, but also the degree of extraction of scandium (at a ratio of A: B = 1: 9 it will be more than 95%), and also that the content of scandium in the concentrate should be maximum therefore, depending on the requirements of the technology, all these three parameters are balanced.

Реэкстракция скандия с насыщенного экстрагента проводится содощелочным раствором с получением органической фазы содержащей смесь экстрагентов, водной фазы, так называемого щелочного реэкстракта и осадка скандиевого концентрата взвешенного в водной фазе. При проведении реэкстракции при температуре 20-25°С возникают трудности с разделением органической и водной фаз на реэкстракции, так как образующийся в процессе реэкстракции осадок взвешивается на границе раздела фаз и при его отделении происходит механический захват осадком части органической фазы, что ведет к ее потерям. При проведении реэкстракции при повышенной температуре (50-75°С) осадок оседает в водной фазе и его можно легко отделить от органической фазы.Reextraction of scandium from the saturated extractant is carried out with an alkaline solution to obtain an organic phase containing a mixture of extractants, an aqueous phase, the so-called alkaline reextract, and a sediment of scandium concentrate suspended in the aqueous phase. When conducting stripping at a temperature of 20-25 ° C, difficulties arise in separating the organic and aqueous phases into stripping, since the sediment formed during the stripping process is weighed at the phase interface and when it is separated, a mechanical capture of part of the organic phase occurs, which leads to its loss . When carrying out the Stripping at elevated temperatures (50-75 ° C), the precipitate settles in the aqueous phase and can be easily separated from the organic phase.

В таблице 4 приведены данные по использованию различных составов содощелочных растворов при реэкстракции скандия (исходная концентрация скандия в насыщенной органической фазе составляла 138 мг/л) при 65°С, О:В = 1:1.Table 4 shows the data on the use of various formulations of alkaline solutions for scandium re-extraction (the initial concentration of scandium in the saturated organic phase was 138 mg / l) at 65 ° C, O: B = 1: 1.

Figure 00000004
Figure 00000004

Из таблицы 4 видно, что при недостаточном содержании Na2CO3 в реэкстрагирующем растворе органическая фаза после реэкстракции содержит остаточный скандий, в равновесной водной фазе при этом также имеется некоторое его количество. В данном случае оптимальным соотношением NaOH:Na2CO3 будет 1:2, либо 1:3 при котором достигается полный переход скандия из органической фазы в осадок, равновесная водная фаза при этом также не содержит скандия, а пульпа концентрата имеет приемлемые скорости фильтрации.From table 4 it can be seen that with an insufficient content of Na 2 CO 3 in the reextracting solution, the organic phase after reextraction contains residual scandium, while in the equilibrium aqueous phase there is also some of it. In this case, the optimal ratio of NaOH: Na 2 CO 3 is 1: 2, or 1: 3 at which full transition of scandium from the organic phase to the precipitate is achieved, the equilibrium aqueous phase also does not contain scandium, and the concentrate slurry has acceptable filtration rates.

При твердофазной реэкстракции скандия соотношение О:В влияет на процесс формирования кристаллов осадка, на его фильтрацию и скорость осаждения при отстаивании. Данные по влиянию соотношения Т:Ж на реэкстракции на формирование осадка представлены в таблице 5, (исходная концентрация скандия в насыщенной органической фазе составляла 138 мг/л, реэкстрагирующий раствор 30 г/л NaOH + 60 г/л Na2CO3) при 65°С.During solid phase reextraction of scandium, the A: B ratio affects the process of formation of precipitate crystals, its filtration and the sedimentation rate during settling. Data on the effect of the T: W ratio on reextraction on sediment formation are presented in Table 5, (the initial concentration of scandium in the saturated organic phase was 138 mg / l, the reextracting solution of 30 g / l NaOH + 60 g / l Na 2 CO 3 ) at 65 WITH.

Figure 00000005
Figure 00000005

Из таблицы 5 видно, что в данном случае оптимальным соотношением О:В на реэкстракции является диапазон 1:0,75-3:1, в котором в органической фазе отсутствует остаточный скандий, имеются хорошие отстойные характеристики осадка и минимальная влажность концентрата после фильтрации.From table 5 it can be seen that in this case the optimal ratio A: B for reextraction is the range 1: 0.75-3: 1, in which there is no residual scandium in the organic phase, good sedimentation characteristics of the sediment and minimum moisture content after filtration.

В случае увеличения количества водной фазы на реэкстракции по отношению к органической, после реэкстракции получаются аморфные плохо фильтруемые осадки концентрата скандия с большой остаточной влажностью. В случае уменьшения количества водной фазы уже при соотношении О:В = 4:1 возникают трудности отделения экстрагента от осадка так как он оказывается взвешен в слое органической фазы. Такие осадки крайне тяжело фильтруются и после фильтрации практически вся содержащаяся в них влага представляет собой механически захваченную осадком органическую фазу.In the case of an increase in the amount of the aqueous phase on reextraction with respect to the organic one, after reextraction, amorphous poorly filterable sediments of scandium concentrate with high residual moisture are obtained. In the case of a decrease in the amount of the aqueous phase, even at a ratio A: B = 4: 1, difficulties arise in separating the extractant from the precipitate since it is suspended in the layer of the organic phase. Such sediments are extremely difficult to filter and, after filtration, almost all of the moisture contained in them is a mechanically captured organic phase.

Осуществление изобретения поясняется нижеприведенной схемой (фиг. 1), на которой показаны основные стадии процесса извлечения концентрата скандия из скандийсодержащего кислого раствора. Последовательность процесса извлечения скандия не вызывает трудностей, а технологическая схема не требует дополнительных пояснений для ее понимания.The implementation of the invention is illustrated below by the scheme (Fig. 1), which shows the main stages of the process of extracting scandium concentrate from scandium-containing acidic solution. The sequence of the process of extracting scandium does not cause difficulties, and the technological scheme does not require additional explanations for its understanding.

Ниже приводится конкретный вариант реализации заявляемого способа извлечения концентрата скандия из стоков гидролизной серной кислоты производства пигментного диоксида титана.Below is a specific embodiment of the proposed method for extracting scandium concentrate from wastewater by the hydrolysis of sulfuric acid produced in titanium dioxide pigment.

В исходную гидролизную кислоту при перемешивании вводится деэмульгирующий реагент ГКЖ-11П из расчета 0,2 г/см3 ГСК, затем выдерживается при перемешивании в течение 30 минут и направляется на контрольную фильтрацию.With stirring, the demulsifying reagent GKZH-11P is introduced at the rate of 0.2 g / cm 3 HSC, then kept under stirring for 30 minutes and sent to the control filtration.

После фильтрации осуществляется экстракция скандия и промывка экстрагента в непрерывном противоточном режиме на экстракторах типа смеситель-отстойник включающих в себя 3 ступени в экстракционной части и 2 ступени в промывной части. Экстрагент - 0,15 моль/л Д2ЭГФК + 0,075 моль/л ТБФ в нефтяном парафине С1013, промывной раствор - 75 г/л H2SO4, при этом соотношение О:В на экстракции составляет 1:10, на промывке 3:1, экстракция ведется до наступления химического равновесия в экстракционном каскаде и получения постоянного сброса по скандию в рафинате экстракции.After filtration, scandium is extracted and the extractant is rinsed in a continuous countercurrent mode on extractors of the mixer-settler type, including 3 stages in the extraction part and 2 stages in the washing part. The extractant is 0.15 mol / l D2EHPA + 0.075 mol / l TBP in petroleum paraffin C 10 -C 13 , the washing solution is 75 g / l H 2 SO 4 , while the ratio A: B on extraction is 1:10, on washing 3: 1, the extraction is carried out before the onset of chemical equilibrium in the extraction cascade and obtain a permanent discharge on the scandium in the raffinate extraction.

Далее насыщенный промытый экстрагент нагревается до 70°С и при перемешивании контактируется с также нагретым до 70°С реэкстрагирующим раствором 30 г/л NaOH + 60 г/л Na2CO3 в течение 10 минут при соотношении О:В = 1:0,75, затем перемешивание останавливается и происходит расслаивание системы. Органическая фаза отделяется от водной с осадком и обрабатывается раствором 75 г/л H2SO4 при соотношении О:В = 1:1 для устранения эффекта расслаивания и дополнительного подкисления перед возвращением на экстракционный каскад. Водная фаза с осадком подвергается фильтрации, осадок промывается на фильтре горячей водой. Степень извлечения скандия из сернокислого раствора по данному способу составляет более 85%. Составы концентратов скандия по основным элементам представлены в таблице 6 (% масс., в пересчете на сухое вещество).Next, the saturated washed extractant is heated to 70 ° C and, with stirring, is contacted with a 30 g / l NaOH + 60 g / l Na 2 CO 3 solution that is also heated to 70 ° C for 10 minutes at a ratio A: B = 1: 0, 75, then mixing is stopped and the system is stratified. The organic phase is separated from the aqueous with precipitate and treated with a solution of 75 g / l H 2 SO 4 at a ratio of A: B = 1: 1 to eliminate the effect of exfoliation and additional acidification before returning to the extraction cascade. The aqueous phase with the precipitate is filtered, the precipitate is washed on the filter with hot water. The degree of extraction of scandium from the sulfate solution in this method is more than 85%. The compositions of scandium concentrates on the main elements are presented in table 6 (% wt., In terms of dry substance).

Figure 00000006
Figure 00000006

Полученные концентраты скандия могут быть использованы для дальнейшего концентрирования и очистки с получением оксида скандия.The resulting scandium concentrates can be used for further concentration and purification to produce scandium oxide.

Из приведенного описания следует, что заявляемый способ обеспечивает достижение технического результата и позволяет осуществить процесс выделения скандия из кислых растворов методом экстракции за счет применения селективного экстрагента, а также применить данный процесс к большим производственным потокам растворов, в которых концентрация скандия невысока, с высокой эффективностью.From the above description it follows that the claimed method ensures the achievement of a technical result and allows the process of extracting scandium from acidic solutions by extraction using the selective extractant, and also applying this process to large production flows of solutions in which the concentration of scandium is low, with high efficiency.

Испытания данного способа были реализованы в рамках работы опытно-промышленной установки по выделению скандиевого концентрата из гидролизных стоков предприятия по переработке ильменитового концентрата с получением пигментного диоксида титана.Tests of this method were implemented as part of the work of a pilot plant for the isolation of scandium concentrate from hydrolytic effluents of an enterprise for the processing of ilmenite concentrate with the production of titanium dioxide pigment.

Claims (5)

1. Способ извлечения концентрата скандия из скандийсодержащих кислых растворов, в частности из растворов, образующихся при переработке скандийсодержащего сырья, включающий обработку исходного раствора деэмульгирующим составом, фильтрацию раствора после обработки, противоточную экстракцию скандия комплексным экстрагентом, который содержит ди-(2-этилгексил) фосфорную кислоту, трибутилфосфат и разбавитель, в качестве которого используют нефтяной парафин, последующую промывку насыщенного скандием экстрагента раствором серной кислоты, твердофазную реэкстракцию скандия содощелочным раствором с получением концентрата скандия, отличающийся тем, что в качестве деэмульгатора применяют водорастворимые неионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ) или их растворы,при этом противоточную экстракцию, промывку и реэкстракцию проводят в непрерывном режиме, а для регенерации экстрагента перед экстракцией скандия его обрабатывают раствором серной кислоты концентрацией 30-100 г/л.1. The method of extracting scandium concentrate from scandium-containing acidic solutions, in particular from solutions formed during the processing of scandium-containing raw materials, including processing the initial solution with a demulsifying composition, filtering the solution after treatment, countercurrent extraction of scandium with a complex extractant that contains di- (2-ethylhexyl) phosphoric acid, tributyl phosphate and diluent, which is used as petroleum paraffin, followed by washing the extractant saturated with scandium with a solution of sulfuric acid, solid phase reextraction of scandium with an alkaline solution to produce scandium concentrate, characterized in that water-soluble non-ionic surfactants or their solutions are used as a demulsifier, while countercurrent extraction, washing and reextraction are carried out in a continuous mode, and to regenerate the extractant before extraction Scandium is treated with a solution of sulfuric acid with a concentration of 30-100 g / l. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве деэмульгаторов используют водорастворимые неионогенные ПАВ-ГКЖ-11П, Alkan DE-316А, Прогалит НМ 20/40, ГКЖ-11Н.2. The method according to p. 1, characterized in that as the demulsifiers use water-soluble non-ionic surfactant-GKZH-11P, Alkan DE-316A, Progolt NM 20/40, GKZH-11N. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что концентрация ди-(2-этилгексил) фосфорной кислоты и трибутилфосфата в экстрагенте составляет 0,10-0,15 и 0,050-0,15 моль/л соответственно.3. The method according to p. 1, characterized in that the concentration of di- (2-ethylhexyl) phosphoric acid and tributyl phosphate in the extractant is 0.10-0.15 and 0.050-0.15 mol / l, respectively. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экстракцию проводят при соотношении органической и водной фазы, равном O:B=1,0:(6,0÷10,0), в зависимости от содержания извлекаемого компонента в кислом растворе.4. The method according to p. 1, characterized in that the extraction is carried out at a ratio of organic and aqueous phase equal to O: B = 1.0: (6.0 ÷ 10.0), depending on the content of the extracted component in the acidic solution. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что твердофазную реэкстракцию содощелочным раствором осуществляют при массовом соотношении гидроксида натрия и карбоната натрия равным (1,0÷4,5):(2,0÷3,0), и процесс твердофазной реэкстракции проводят при соотношении O:B=(1,0÷3,0):(0,5÷1,5) и температуре 50-75°С.5. The method according to p. 1, characterized in that the solid-phase reextraction with alkaline solution is carried out at a mass ratio of sodium hydroxide and sodium carbonate equal to (1.0 ÷ 4.5) :( 2.0 ÷ 3.0), and the process of solid-phase reextraction carried out at a ratio O: B = (1.0 ÷ 3.0) :( 0.5 ÷ 1.5) and a temperature of 50-75 ° C.
RU2018136874A 2018-10-19 2018-10-19 Method of extracting scandium concentrate from scandium-containing acidic solutions RU2685833C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018136874A RU2685833C1 (en) 2018-10-19 2018-10-19 Method of extracting scandium concentrate from scandium-containing acidic solutions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018136874A RU2685833C1 (en) 2018-10-19 2018-10-19 Method of extracting scandium concentrate from scandium-containing acidic solutions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2685833C1 true RU2685833C1 (en) 2019-04-23

Family

ID=66314889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018136874A RU2685833C1 (en) 2018-10-19 2018-10-19 Method of extracting scandium concentrate from scandium-containing acidic solutions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2685833C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022010998A1 (en) * 2020-07-09 2022-01-13 Washington University Supercritical fluid -enhanced selective extraction of rare earth elements
RU2813590C1 (en) * 2023-01-17 2024-02-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method for producing scandium concentrate from uranium leaching solutions

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2417267C1 (en) * 2009-09-17 2011-04-27 Закрытое акционерное общество "Далур" Procedure for extraction of scandium out of scandium containing solutions, solid extractant (solex) for its extraction and procedure for production of solex
CN105377419A (en) * 2013-04-26 2016-03-02 封闭式股份公司“轴子,稀有及贵金属” Method for producing sorbent for selective recovery of scandium ions
RU2014147162A (en) * 2014-11-24 2016-06-10 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Химии И Химической Технологии Сибирского Отделения Российской Академии Наук (Иххт Со Ран) The method of extraction of scandium from chloride solutions

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2417267C1 (en) * 2009-09-17 2011-04-27 Закрытое акционерное общество "Далур" Procedure for extraction of scandium out of scandium containing solutions, solid extractant (solex) for its extraction and procedure for production of solex
CN105377419A (en) * 2013-04-26 2016-03-02 封闭式股份公司“轴子,稀有及贵金属” Method for producing sorbent for selective recovery of scandium ions
RU2014147162A (en) * 2014-11-24 2016-06-10 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Химии И Химической Технологии Сибирского Отделения Российской Академии Наук (Иххт Со Ран) The method of extraction of scandium from chloride solutions

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022010998A1 (en) * 2020-07-09 2022-01-13 Washington University Supercritical fluid -enhanced selective extraction of rare earth elements
RU2813590C1 (en) * 2023-01-17 2024-02-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method for producing scandium concentrate from uranium leaching solutions
RU2814787C1 (en) * 2023-06-16 2024-03-04 Акционерное общество "Леоли Кэпитал Групп" Method of producing scandium concentrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR930002530B1 (en) Method of treating rare earth ores
Brown et al. Solvent extraction used in industrial separation of rare earths
JP5545418B2 (en) Recovery method of rare earth elements
US5015447A (en) Recovery of rare earth elements from sulphurous acid solution by solvent extraction
JPS62275020A (en) Separation of rare earth metal elements
US10494697B2 (en) Method of refining of scandium oxide from concentrates using solvent extraction
US4886648A (en) Process for the recovery of germanium from solutions that contain it
AU2015275231B2 (en) Solvent extraction of scandium from leach solutions
CN104451145B (en) Extraction is except the method for iron in a kind of mixed solution from chloride
BR112017001370B1 (en) method for recovery of rare earths by fractional extraction
JPH03170625A (en) Treatment of the ore containing rare earth elements
NO172652B (en) PROCEDURE FOR SIMILAR SEPARATION OF DISPOSABLE ELEMENTS FROM ELECTROLYTE SOLUTIONS OF VALUE METALS
Pandey et al. Recovery of Hf and Zr from slurry waste of zirconium purification plant using solvent extraction
RU2685833C1 (en) Method of extracting scandium concentrate from scandium-containing acidic solutions
CN106480322B (en) A kind of method that scandium is extracted in the rich scandium slag pre-processed from red mud
US4490336A (en) Process for stripping uranium from an alkyl pyrophosphoric acid
US4292278A (en) Purification of wet process phosphoric acid as a pretreatment step in the recovery of uranium
Singh et al. Development of a solvent extraction process for production of nuclear grade dysprosium oxide from a crude concentrate
Crouse Recovery of thorium, uranium, and rare earths from monazite sulfate liquors by the amine extraction (AMEX) process
RU2576562C1 (en) Method for columbite concentrate processing
KA et al. Monazite-uranium separation and purification applying oxalic-nitrate-TBP extraction
CN111118313B (en) Impurity removal and recovery method for rare earth extraction emulsified organic phase
RU2190677C2 (en) Method of extraction separation and concentration of zirconium and hafnium
US2937925A (en) Solvent extraction process for uranium from chloride solutions
RU2610500C1 (en) Method for zinc sulphate solutions cleaning from chloride ion

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20200911