TWI594950B - 回收鈧之製程、方法及工廠 - Google Patents

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Description

回收鈧之製程、方法及工廠
本發明有關使用離子交換樹脂從進料流回收鈧及含鈧離子之製程、方法及工廠。進料流可為(但絕非限制於)瀝濾液體或瀝濾礦漿。
鈧雖然相當大量，但相對未充分利用於工業中，因為沒有方便的(高級別)金屬來源。重要低水平的鈧來源包含鈾尾礦及鈦、鋯與紅泥之廢棄汙泥。來自如此工廠的汙泥係由具有變化鈧含量(典型範圍10至100ppm)之混合鐵、錳、鈦、鎢與其他含水氧化物大量構成。
企圖從此等材料回收鈧之製程面臨廢棄流極度複雜及非化學均質之問題。約有二十幾種元素大量或少量存在。再者，存在低含量的鈧，命令加工大量汙泥。從鐵及其他金屬分離鈧之取得專利程序具有不合適於大規模製造鈧之缺點。例如，以萃取為主的程序(US專利5,019,362)涉及調整酸性溶液pH至終極數值3.0至3.5。過濾溶液。將酸性溶液與呈氫形式之螯合樹脂混合於離子交換樹脂中，並再次調整pH至終極數值1.9至2.1。樹脂以礦酸潤洗，使縮二羥乙酸通過管柱，從樹脂移除鈧。然而，pH調整期間，金屬氧化物沉澱(尤其若溶液中存在鈦)，造成鈧亦沉澱。此步驟期間可損失高達40至50%鈧。
以N-(2-側氧丙基)-N’-(2-側氧-3-吡啶鎓-丙基)-N”-亞甲基鏻聚伸乙基聚胺協助，從氫氯酸溶液吸附鈧，隨後沖洗及去吸附，進行另外方法(見RU專利2,062,810)。沖洗用水舉行，使用碳酸酯或氟化物溶液進行去吸附。雖然此方法達到從鐵及其他金屬分離鈧，但於鈦存在下兩性樹脂對鈧之選擇性不高，造成非常拙劣的鈧純度。
從製造鋁、鈦、鋯、錫、鎢、鈾中加工帶鈧廢料之另外方法(見RU專利1,572036、2,196184)包含：吸附來自陰離子交換樹脂上(用 硫酸溶液欲處理)的硫酸溶液；藉由含磷樹脂吸附鈧；去吸附鈧並加工析出液。用具濃度150至500g/L的硫酸溶液處理之弱鹼陰離子交換樹脂上進行吸附。弱鹼陰離子樹脂具有聚胺官能度。雖然此方法從鈦增加鈧純度程度，去吸附後富孕(pregnant)溶液之鈧濃度係低，因為全部鈧每體積的富孕樹脂需要4至5床體積的去吸附溶液。
欲了解此說明書中提及的先前技藝刊物絕非於澳大利亞或任何其他國家構成刊物形成技藝部分普通一般知識之許可。
本發明有關使用離子交換樹脂從進料流回收鈧之製程，該製程包含：a)使進料流與離子交換樹脂接觸，在酸性條件下令鈧或含鈧離子吸附於離子交換樹脂上，形成負載樹脂；b)用令負載樹脂去質子化之中和溶液處理負載樹脂，其中負載樹脂去質子化後中和溶液缺乏鈧或含鈧離子；及c)用汽提溶液處理負載樹脂，去吸附來自樹脂的鈧或含鈧離子，形成富含鈧或含鈧離子之產物流及無效樹脂。本說明書從頭至尾，術語「鈧」含括鈧離子、含有鈧的錯合離子、及甚至含鈧化合物。本說明書從頭至尾，片語「去質子化負載樹脂」或其變異含括從樹脂汽提鈧之前用中和溶液處理負載樹脂，且可導致(但絕非限制於)i)中和溶液與樹脂中夾帶的任何剩餘酸反應；ii)藉由移除過量質子，中和溶液與離子(包含吸附樹脂上之錯合離子)反應；iii)中和溶液與樹脂反應，例如在步驟a)期間尚未吸附標靶材料如此鈧之離子交換處。
在不受理論限制下，根據步驟b)處理負載樹脂可能改變樹脂對鈧之親和力，例如減少樹脂對鈧之親和力而未造成鈧從樹脂變得去吸附。根據步驟b)處理負載樹脂亦可能不具有任何影響於樹脂對鈧之親和力。
在本發明範疇內，步驟b)及c)可進行於至少部分中和溶液形成部分產物流之單一階段或容器。然而理想地，根據步驟c)用汽提溶液從負載樹脂汽提鈧之前，接觸樹脂之中和溶液與樹脂至少部分分離。
例如，根據步驟c)用汽提溶液處理負載樹脂之前，從負載樹脂排出中和溶液。例如由於中和溶液集存於樹脂或中和溶液濕潤樹脂的結果，將理解若干中和溶液可最終被含於產物流。
理想地，相較於負載樹脂汽提鈧之步驟c)，步驟b)期間鈧保持吸附於樹脂上。
步驟b)可包含用中和溶液處理負載樹脂，以致與負載樹脂接觸之中和溶液具有終極pH 6至10，適合範圍7至9、甚至更適合7.5至8.5。負載樹脂可被潤洗、沖洗、浸漬或淹沒於中和溶液池中，藉以中和溶液之終極pH係呈如上提及的範圍。
步驟b)可包含用中和溶液處理負載樹脂，該中和溶液包含以下一種或組合：i)沖洗水、或ii)試劑。
試劑可包含可令負載樹脂去質子化之任何適合試劑，例如(但絕非限制於)碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鈣或其組合。
根據步驟a)吸附鈧或含鈧化合物之離子交換樹脂可為兩性樹脂，適合為具有胺基官能基之樹脂，甚至更適合為胺基-磷樹脂。
胺基-磷樹脂可包括(但不限於)胺基膦酸基、胺基次膦酸基、胺基磷酸官能基及/或其組合。
本發明一項優勢在於產物流具有更高濃度的鈧，且最終鈧產率可更高於未包含根據本發明汽提樹脂前用中和溶液去質子化負載樹脂之先前製程所獲得者。
本發明另一項優勢在於鈧回收可能來自包含酸性溶液或礦漿之任何進料流，例如鈾尾礦、紅泥、及含有鈦、鋯、或含鋯或鈦的化合物之廢棄汙泥。由於上游製程的結果，此類型進料流通常為酸性，然而若情況並非如此，則製程可包含酸化進料流以促進根據步驟a)吸附鈧或含鈧化合物。
在進料流包含鈦或含鈦化合物的情況中，製程可適合地在回收鈧之前包含從進料流回收鈦或含鈦化合物之初步步驟。此初步步驟可包含使用包括加熱進料流以沉澱鈦之任何適合方式而回收鈦。初步步驟亦可包含使用另外離子交換樹脂(不同於根據步驟a)吸附鈧的離子交換樹脂)而回收鈦或含鈦化合物。適合者，其他離子交換樹脂係包含弱鹼陰離子樹脂之陰離子樹脂且可包含聚胺官能基。
藉由200至250g/L氫氯酸溶液，可從弱陰離子樹脂去吸附鈦。
進料流可為瀝濾流例如瀝濾液體或瀝濾礦漿，且可在周溫、升溫及/或升壓條件下藉由原位瀝濾、甕缸瀝濾、堆攤瀝濾及/或攪動瀝濾產生。
方法可包含由包括礦石、濃縮物等之酸瀝濾材料形成進料流。可使用可呈例如硫酸、硝酸、氫氯酸、及/或其組合形式之任何酸進行酸瀝濾。
進料流可含有液相及固相，液相包含吸附離子交換樹脂上之鈧或含鈧化合物。
根據步驟a)與離子交換樹脂接觸之進料流pH可為小於7.0之任何數值，適合具有數值範圍0.0至5.0。
使進料流與離子交換樹脂接觸之步驟可進行高達40或30小時期間，適合者3至30小時。換言之，鈧或含鈧化合物吸附離子交換樹脂上之滯留期間可為3至30小時。
使進料流與離子交換樹脂接觸之步驟可進行於離子交換樹脂床中。進料流可向上或向下流過床。在床移動的情況中，進料流可流動與樹脂移動方向之目前流動相反。
進料流可流過高達10個樹脂床。
根據步驟a)接觸離子交換樹脂之前，可預先過濾進料流。
步驟c)中汽提溶液可為任何適合試劑，包含以下任一種或組合：水、碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、硫酸、硝酸鹽、硝酸、氟化物鹽、氫氟酸、或此等組合。
用作步驟c)中汽提劑之碳酸鹽可為由氫氧化納與二氧化碳接觸產生之碳酸鈉。適合者，汽提溶液含有100至250g/L碳酸鈉。
製程可包含添加沉澱劑至產物流，與鈧錯合以減少其溶解度。
沉澱劑可包含氫氧化物鹽(例如氫氧化鈉)，其添加至產物流以沉澱氫氧化鈧產物。
製程亦可包含酸瀝濾氫氧化鈧產物以形成其濃縮溶液。製程亦可包含添加包含草酸銨、草酸及/或氫氧化鈉之第二沉澱劑，其添加至產物流以沉澱草酸鈧產物。
製程亦可包含煅燒鈧沉澱物。
步驟c)形成之無效樹脂可用水沖洗。
步驟c)形成之無效樹脂可用陰離子再生。例如，藉由無效樹脂與硫酸、硫酸鹽、氫氯酸、氯化鈉、硝酸或此等組合之溶液接觸，樹脂可再生成硫酸酯、氯化物、硝酸酯。
本發明亦有關使用離子交換樹脂從進料流回收鈧之方法，該方法包含：a)在酸性條件下令來自進料流之鈧或含鈧離子吸附於離子交換樹脂上，形成負載樹脂；b)藉由負載樹脂與中和溶液接觸而去質子化負載樹脂，其中負載樹脂去質子化後中和溶液缺乏鈧；及c)在中性或鹼性條件下去吸附來自離子交換樹脂的鈧或含鈧離子，形成富含鈧或含鈧離子之產物流。
本發明亦有關使用離子交換樹脂從進料流回收鈧之工廠，該工廠包含：接觸階段，其中進料流與離子交換樹脂接觸，在酸性條件下令來自進料流之鈧或含鈧離子吸附於離子交換樹脂上，形成負載樹脂；第一處理階段，其中用令負載樹脂去質子化之中和溶液處理負載樹脂，其中負載樹脂去質子化後中和溶液缺乏鈧或含鈧離子；及 第二處理階段，其中用汽提溶液處理負載樹脂，去吸附來自樹脂的鈧或含鈧離子，形成富含鈧或含鈧離子之產物流及無效樹脂。
本發明方法及工廠亦可包含任一項或組合本文敘述的其他特色，例如製程特色。
發明亦提供大體如本文敘述之製程、樹脂及工廠。
發明亦提供大體如本文敘述參考圖示之製程、樹脂及工廠。
發明亦提供使用本發明製程、方法及工廠回收之鈧產物。
現在將更詳細敘述從進料流回收鈧之製程及工廠的各種具體化。進料流可為例如酸性瀝濾溶液或礦漿之任何流。使用離子交換樹脂以從進料流及從富含鈧的產物流回收鈧。製程及工廠之優勢在於相較於其他方法，可製造更富含鈧的析出液產物流。
本發明提供許多優勢，其中一項係安全好處優於替代的製程技術，例如可具有更高固有火災風險及最初安裝期間更高資金成本之溶劑萃取。
鈧回收
用於吸附鈧之樹脂較好為胺基-磷樹脂。適合樹脂包含具有包括胺基磷基團之官能基者。此等實例包含(但不限於)胺基膦酸基、胺基次膦酸基、胺基磷酸官能基及/或其組合。如同胺基-磷樹脂，可使用其他兩性樹脂、陽離子樹脂或陰離子樹脂。
富孕進料流可源自任何酸瀝濾製程，例如原位瀝濾、堆攤瀝濾或攪動瀝濾製程，但不限於此等。
在具體化中，進料流包含任一種或組合的硫酸、氫氯酸、或硝酸之瀝濾液。理想地，進料流具有pH範圍0.0至5.0。
雖然性能可變化，但典型設計鈧萃取系統回收大於95%可溶的鈧。
進料流可接觸一系列容器，各含有大量樹脂。容器可全體地稱為接觸階段。許多容器將取決於各應用之製程條件，但最可能介於3至10個容器於各系列。可用機械力(葉輪或泵)或用壓縮空氣攪動各容器之漿液及樹脂。使用各容器間之樹脂運輸機構(例如氣升器或機械泵)， 可連續移動樹脂於階段間；或固定樹脂體積可於各容器中呈迴轉式操作。
藉由靜態篩選、震動篩選、旋轉淹沒泵吸篩選(但不限於此等)，可在容器間進行階間篩選進料流，例如瀝濾溶液或瀝濾礦漿。運輸礦漿可藉由工廠呈串接排列之機械泵吸、葉輪泵吸或重力。各容器中樹脂體積將取決於各應用之製程條件，但最可能每接觸器介於1至50%v/v。
進料流可於接觸階段容器中流上或流下或與樹脂目前流動相反。
接觸階段可包含例如(但不限於)連續、迴轉式或批次樹脂礦漿(Resin-In-Pulp，RIP)或樹脂瀝濾(Resin-In-Leach，RIL)系統之設備。此階段中，樹脂吸附鈧或含鈧離子，形成鈧負載樹脂。接觸階段亦可包含預先篩選進料流，在進入樹脂接觸設備之前移除包含礦漿或漿液之固體。
在連續及礦漿系統中，將鈧負載樹脂(負載樹脂)運輸至專屬管柱，藉以可經歷汽提程序。可用氣升器或機械泵或引入器運輸樹脂。針對礦漿系統，典型地在汽提前篩選負載樹脂，從樹脂移除夾帶的固體，且可包括一套包含靜態篩選、震動篩選或轉筒篩選之篩選。
典型地汽提階段之第一步驟需要用水沖洗鈧負載樹脂，淘析樹脂上剩餘之任何精細微粒。此典型地於淘析或流體化沖洗管柱中完成，藉以樹脂床以充足表面速度擴張經過管柱底部的注水，以分離樹脂及固體顆粒。在固定或迴轉式管柱中，使用高速逆洗的樹脂床。此沖洗步驟之需求取決於進料溶液中固體水平及針對萃取與汽提選擇的技術。
吾人已發現藉由使用中和/去質子化溶液，使鈧負載樹脂去質子化，改良產物流中鈧之產率及濃度，該中和/去質子化溶液包含一種(或組合)沖洗水及/或鹼性溶液，例如碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鈣、或任何此等組合。中和溶液接觸鈧負載樹脂，且中和溶液適合地具有終極pH 7.5至8.5。因為雜質可沉澱於溶液中，此去質子化或中和步驟可進行於第一處理階段，例如攪動接觸器。然而，第一處理階段之中和溶液(如廢中和溶液)較好缺乏鈧。廢中和溶液可被傳遞至製程之瀝濾或其 他區域且較好缺乏鈧。用於去質子化之中和溶液可產生於下游製程步驟，例如氧化鈧沉澱。
去質子化的鈧負載樹脂然後可與汽提溶液接觸，將樹脂上負載之任何鈧汽提成第二處理階段之溶液。汽提劑可包含碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽及/或硝酸鹽。此等試劑可從樹脂汽提鈧，呈碳酸鈧、硫酸鈧或硝酸鈧錯合物。富含鈧的產物溶液傳遞至沉澱。理想地，用中和溶液處理負載樹脂後，藉由汽提溶液汽提負載樹脂，而無中和步驟與汽提步驟間之任何中間步驟。
第二處理階段可呈(但不限於)批次或固定床、迴轉式、移動包裝床(亦即Higgins Loop®、Clean-iX® cLX)、流體化床(如NIMCIX)式樣接觸設備及其他者形式。設備可包含萃取前若干澄清或過濾形式。
在接觸階段與第二處理階段為連續系統(如移動包裝床及流體化管柱)的情況中，藉由氣升器、機械泵、或引入器(但不限於此等)可運輸樹脂。
接觸階段與第二處理階段之樹脂體積及滯留時間將取決於各應用之製程條件。在具體化中，滯留時間係介於3至30小時。然而，滯留時間將取決於樹脂體積。
令已汽提鈧之無效樹脂再生
將汽提鈧之無效樹脂傳遞至樹脂沖洗階段，其中用水沖洗以回收任何夾帶的汽提溶液。含有小量汽提溶液之沖洗水可返回至汽提溶液補足階段。
在返回接觸階段之前，可再生經沖洗、無效樹脂。可使用再生溶液例如稀硫酸，使樹脂轉化回其硫酸酯形式。硫酸可與來自再生沖洗階段之返回水混合，以製造稀(例如範圍5至10%w/w)硫酸再生溶液。廢再生溶液可被傳遞至瀝濾以回收溶液之任何過量酸。再生後，可沖洗樹脂以移除過量再生溶液，令所得的弱再生溶液再循環至再生溶液補足。
經沖洗、再生鈧樹脂然後可返回至吸附鈧或含鈧離子之接觸階段。取決於系統設計，可需要負載及無效樹脂之緩衝管柱。樹脂運輸至萃取可使用氣升器、機械泵、引入器、壓縮空氣或其他方法。
視情況的初步步驟例如雜質回收
理想地，饋入接觸階段之進料流相對缺乏鈦或含鈦離子。取決於上游製程條件，進料流可在與鈧樹脂接觸前包含需要減少或移除之鈦或含鈦離子水平。
在一項實例中，製程可包含萃取雜質，例如鈦、釩、鈾、鐵或含鈦、釩、鈾或鐵離子，且使用離子交換樹脂於初步萃取步驟中。樹脂具有雜質親和力，適合為弱鹼性陰離子樹脂，且可例如具有聚胺官能基。
弱鹼陰離子樹脂(雜質樹脂)在鈧回收之前可與進料流接觸，當呈酸性富孕瀝濾溶液或瀝濾礦漿的形式時，可首先澄清進料流。雜質萃取階段僅被需要當雜質(例如鈦)呈高濃度存在且需要在鈧萃取前回收或移除時。
雖然性能可變化，但典型設計雜質萃取系統回收大於60%可溶的雜質，例如鈦。
富孕進料流可與鈦樹脂的固定床接觸，呈上流或下流排列或與樹脂目前流動相反，呈連續系統。
鈦樹脂與含雜質溶液或礦漿及汽提溶液接觸之萃取設備包含(但不限於)批次或固定床、迴轉式、移動包裝床(亦即Higgins Loop®、Clean-iX® cLX)、流體化床(如NIMCIX)式樣接觸設備及其他者。設備可包含萃取前若干澄清或過濾形式。
雜質樹脂與含雜質漿液或礦漿接觸之萃取設備可為(但不限於)連續、迴轉式或批次樹脂礦漿(RIP)或樹脂瀝濾(RIL)系統。系統可在進入樹脂接觸設備之前包含預先篩選礦漿或漿液。
一旦鈦樹脂已與富孕進料流接觸以萃取所欲鈦量(若需要)，則其被汽提及再生於雜質汽提階段。
針對批次及迴轉式系統，使管柱與一系列不同試劑及沖洗水接觸，經過一系列閥及泵導向呈規定順序之特定管柱。
在連續及礦漿系統中，將雜質負載樹脂(負載樹脂)運輸至可經歷汽提步驟之專屬管柱。運輸雜質樹脂可用氣升器或機械泵或引入器。針 對礦漿系統，典型地在汽提前篩選負載樹脂，從樹脂移除夾帶的固體，且可包括一套包含靜態篩選、震動篩選或轉筒篩選之篩選。
典型地汽提階段之第一步驟需要用水沖洗樹脂，淘析雜質樹脂上剩餘之任何精細微粒。此典型地於淘析或流體化沖洗管柱中完成，藉以樹脂床以充足表面速度擴張經過管柱底部的注水，以分離樹脂及固體顆粒。在固定或迴轉式管柱中，使用高速逆洗的樹脂床。此沖洗步驟之需求取決於進料溶液中固體水平及針對萃取與汽提選擇的技術。
當進料流含有雜質時，在汽提鈦樹脂之前，首先用酸洗滌溶液洗滌負載樹脂，亦可能選擇地去吸附若干雜質。
多樣化雜質已共負載於樹脂上，且可影響最終產物純度。此等可藉由負載樹脂與弱酸溶液接觸而洗滌，例如在移除鐵的情況中係弱硫酸或亞硫酸。洗滌步驟視情況取決於雜質存在量。廢洗滌溶液正常地被傳遞至瀝濾，因為其可含有酸及小量金屬。廢洗滌溶液亦可被傳遞至雜質樹脂再生步驟。
經沖洗、洗滌的雜質負載樹脂可與汽提溶液接觸，將樹脂上負載之任何雜質汽提成溶液。在一項實例中，汽提劑可包含氫氯酸，其可從雜質樹脂汽提鈦呈氯化鈦。將富含鈦的產物溶液傳遞至下游回收。將汽提鈦的(無效)樹脂傳遞至樹脂沖洗。無效樹脂然後可用水沖洗以回收任何夾帶的汽提溶液。含有小量酸之沖洗水可返回至汽提溶液補足階段。
在返回萃取之前，可再生經沖洗、無效樹脂。可使用再生溶液例如稀硫酸，使樹脂轉化回其硫酸酯形式。硫酸可與來自再生沖洗階段之返回水混合，以製造稀(例如範圍5至10%w/w)硫酸再生溶液。廢再生溶液可被傳遞至瀝濾以回收溶液之任何過量酸。再生後，可沖洗樹脂以移除過量再生溶液，令所得的弱再生溶液再循環，形成部分再生溶液補足流。
經沖洗、再生雜質樹脂然後可返回至萃取階段。取決於系統設計，可需要負載及無效樹脂之緩衝管柱。樹脂運輸至萃取可使用氣升器、機械泵、引入器、壓縮空氣或其他方法。
針對批次及迴轉式系統，使管柱與一系列不同試劑及沖洗水接觸，經過一系列閥及泵導向呈規定順序之特定管柱。
就防止鈧樹脂及/或雜質樹脂堵塞的觀點而言，在鈧樹脂與進料流接觸之前，製程亦可包含視情況預先過濾步驟，以減少進料流之固體濃度。使用預先過濾步驟可取決於進料流中懸浮固體及/或黏泥之用量。以此方式，可使用預先過濾步驟，確保低懸浮固體，以便不影響製程性能。進行預先過濾可使用沙濾、澄清、增稠，但不限於此等。
精煉鈧產物
富含鈧的產物流可授予沉澱步驟以沉澱氫氧化鈧產物。在氧化鈧沉澱之前，可藉由加熱溶液至70度以形成氫氧化鈦而沉澱鈦(若存在)。所得上清液然後可授予氫氧化鈧沉澱。當使用碳酸鈉或碳酸氫鈉作為汽提劑時，含有碳酸鈧之產物流可用氫氧化鈉沉澱。
所得氫氧化鈧沉澱物可過濾並用飲用水沖洗。可碳酸化氫氧化鈧濾液，產生碳酸鈉用於離子交換地區之樹脂中和(亦即去質子化)或鈧汽提。二氧化碳可與氫氧化鈉濾液接觸，將所有過量氫氧化鈉轉化成碳酸鈉。接觸設備可透過洗滌器或桶槽。氫氧化鈧沉澱物可再漿化於水，並溶於酸溶液例如硫酸、硝酸或氫氯酸。溶解的鈧可用草酸銨或草酸沉澱以形成草酸鈧產物。使用氫氧化鈉以維持pH於最佳沉澱條件。最後草酸鈧產物可被增稠、沖洗及煅燒以製造最後氧化鈧產物。
可控制條件以確保無效溶液含有小於5ppm鈧。在使用澄清溶液的情況中，無效溶液可被再循環返回瀝濾、粉碎或現存製程。在使用瀝濾礦漿的情況中，無效礦漿可被中和及傳遞至尾礦。此處可再循環部分溶液返回製程。
100‧‧‧製程
101‧‧‧進料流
102‧‧‧鈦萃取
103‧‧‧樹脂沖洗
104‧‧‧雜質洗滌
105‧‧‧樹脂沖洗
106‧‧‧鈦汽提
107‧‧‧樹脂沖洗
108‧‧‧樹脂再生
109‧‧‧樹脂沖洗
110‧‧‧鈧萃取
111‧‧‧鈧萃取
112‧‧‧樹脂沖洗
112a‧‧‧廢鹼性溶液
113‧‧‧鈧汽提
114‧‧‧樹脂沖洗
115‧‧‧樹脂再生
116‧‧‧樹脂沖洗
117‧‧‧鈦沉澱
118‧‧‧固體/液體分離
119‧‧‧氫氧化鈧沉澱
120‧‧‧固體/液體分離
121‧‧‧再碳酸化
122‧‧‧pH校準
123‧‧‧草酸鈧沉澱
124‧‧‧固體/液體分離
125‧‧‧煅燒
圖1顯示從進料流萃取及回收鈧之製程。
圖2係在不同鈧濃度下對樹脂負載容量提供細節之吸附等溫曲線。
圖3顯示在鈧吸附之前部分移除鈦導致鈧對胺基磷樹脂之雙倍負載容量。
圖4顯示去吸附溶液體積/樹脂固定體積之比率與鈧回收濃度之關係。
圖5顯示汽提溶液體積/負載樹脂體積之比率與鈧回收濃度之關係。
現在將參考圖1敘述本發明較好具體化。
圖1顯示之製程100提供使用胺基-磷樹脂從進料流101(例如酸性溶液礦漿)萃取及回收鈧，使用鹼性試劑(例如碳酸鈉、氫氧化鈉或青氧化鈣)在汽提前使負載樹脂去質子化，及使用試劑例如碳酸鹽、碳酸氫鹽或硝酸鹽在分離步驟中汽提負載樹脂。
製程亦可包含從溶液萃取鈦之初步步驟。步驟102包含令進料流101與具有聚胺官能度之弱鹼樹脂接觸以從溶液選擇性萃取鈦。進料流101典型具有呈硫酸形式之瀝濾液。製程100中，控制條件以確保在傳遞至鈧萃取(步驟110)前，無效溶液含有小於1g/L鈦。
在汽提及洗滌之前，於步驟103沖洗負載有鈦之樹脂，以移除來自萃取階段樹脂上之任何固體微粒。
如圖1顯示，製程100亦包含洗滌雜質之步驟104。在顯示的具體化中使用弱酸。洗滌步驟擔任洗滌次要雜質例如鐵，其亦可共負載於樹脂上，且可藉由負載樹脂與弱硫酸溶液或還原酸(例如在移除鐵的情況中係亞硫酸)接觸而洗滌。稀硫酸將從樹脂移除最小的鈦。如上指明，洗滌步驟視情況取決於雜質之存在量。將廢洗滌溶液正常地傳遞至樹脂再生，在鈦萃取之前使用酸而令樹脂轉化成其適當形式。
在步驟105中，沖洗樹脂以移除雜質。沖洗水可被用於洗滌溶液補足。
在步驟106中，使用氫氯酸從樹脂汽提鈦以製造氯化鈦產物。
在步驟107中，沖洗無效樹脂以從樹脂移除來自步驟106之任何過量酸。此水可被用於汽提溶液補足。
在步驟108中，藉由接觸稀硫酸而使樹脂適合地再生成硫酸鹽形式。此具體化中，使用來自步驟104之廢溶液。來自此步驟之廢溶液可被傳遞至瀝濾或製程的不同部分以回收酸。
在步驟109中，沖洗再生樹脂以從樹脂移除來自步驟108之任何過量酸。此水可被用於雜質洗滌溶液補足。
在步驟110中，將適合呈酸性富孕瀝濾溶液形式且缺乏鈦之進料流與胺基-磷樹脂接觸，從溶液選擇地萃取鈦。在製程100中，控制條件以確保在傳遞至廢料、經中和或返回製程之前，無效樹脂含有小於1ppm鈧。
在去質子化鈧負載樹脂及汽提之前，於步驟111沖洗樹脂，以移除來自萃取階段樹脂上之任何固體微粒。
在步驟112中，使用鹼性溶液去質子化樹脂，其中鹼性溶液具有終極pH 7.5至8.5。此具體化中，用於去質子化之鹼性溶液係來自步驟120之再循環溶液，其被再碳酸化(re-carbonation)而產生碳酸鈉。再碳酸化步驟係視情況，氫氧化鈉溶液可直接用於步驟112。從樹脂分離用於去質子化鈧負載樹脂之廢鹼性溶液112a，並返回至進料、再循環至工廠或傳遞至廢料。
在步驟113中，用汽提溶液(例如含碳酸鈉的溶液)從樹脂汽提鈧，從樹脂呈碳酸鈧而移除鈧。
在步驟114中，沖洗無效樹脂以從樹脂移除來自步驟113之任何過量酸。此水可被用於汽提溶液補足。
在步驟115中，藉由接觸稀硫酸而使樹脂再生成硫酸鹽形式。來自此步驟之廢溶液可被傳遞至瀝濾或製程的不同部分以回收酸。
在步驟116中，沖洗再生樹脂以從樹脂移除來自步驟108之任何過量酸。此水可被用於雜質洗滌溶液補足。
在步驟117中，將來自步驟113之富含鈧的析出液加熱至70度，呈氫氧化鈦沉澱鈦(若存在)。
在典型由增稠器或濾器組成之固體/液體分離步驟118中，從液相分離氫氧化鈦固體。
在步驟119中，透過添加氫氧化鈉達終極pH 12.5，呈氫氧化鈧沉澱鈧。
在典型由增稠器或濾器組成之固體/液體分離步驟120中，從液相分離此氫氧化鈧固體。使液相在循環至步驟112之樹脂中和。藉由與二氧化碳接觸可再碳酸化此溶液，將剩餘氫氧化鈉轉化成碳酸鈉。
在步驟122中，使固體氧化鈧再漿化，並用酸(例如氫氯酸、硫酸或硝酸)經歷pH校準達終極pH 3至4。鈦及其他雜質保持為固體且可被分離出來。雖然圖1未說明，但製程於移除未溶雜質時可包含額外固體/液體分離步驟。
在步驟123中，藉由添加草酸銨或草酸，呈草酸鈧沉澱鈧。
在步驟124中，於典型由增稠器或濾器組成之固體/液體分離步驟，從來自步驟123之液相分離草酸鈧。
在步驟125中，於700度煅燒固體草酸鈧以產生高純度草酸鈧最終產物。
試驗
進行試驗以證明可由以下間獲得之改良：i)在去吸附標靶物種(亦即鈧)之前，負載樹脂未中和之製程，及ii)從樹脂去吸附標靶物種之前，負載樹脂中和至少達若干程度之本發明具體化。
第一試驗
第一試驗使用具有如以下表1陳述組成之廢棄流。使廢棄流與胺基磷樹脂接觸以吸附鈧及含鈧離子。
執行具有不同廢棄流(瀝濾液)與樹脂比率之系列測試。各測試中，使瀝濾液與樹脂接觸24小時，維持溫度常數。接觸步驟後，將負載樹 脂分離、用水洗滌，使用150g/L碳酸鈉去吸附溶液從樹脂去吸附標靶物種(鈧)。第一試驗特徵在於不具有去吸附鈧前中和負載樹脂之中間步驟。第一試驗結果可因此擔任可比較本發明之對照組。
針對瀝濾液與樹脂的各比率獲得富含鈧之產物流並分析。圖2係在不同鈧濃度下對樹脂負載容量提供細節之吸附等溫曲線。第一試驗顯示製程具有非常好的等溫線，其可從瀝濾液回收100%鈧。亦即，吸附後進料流之鈧濃度從15mg/L減少至0mg/L。
針對所有鈧濃度範圍，胺基磷樹脂對鈧之負載容量為100至125mg/L。
第二試驗
第二試驗包含在吸附來自進料流的鈧前，從表1所示廢棄流(瀝濾液)移除鈦之初步步驟。
使廢棄流於混合器中與弱鹼陰離子交換樹脂接觸24小時。因離子交換樹脂可為任何適合吸附鈦之樹脂。與陰離子樹脂接觸後進料流之鈦濃度為0.94g/L TiO2，鈧濃度為12mg/L。雖然若干鈦殘留於溶液，但然後使用預處理流作為下述第三及第四試驗之進料流。
將缺乏鈦且具有鈧濃度12mg/L之進料流然後授予根據第一試驗程序中回收鈧之進一步測試。
分析各測試之產物流，結果闡明於圖3。圖3顯示在鈧吸附之前部分移除鈦導致鈧對胺基磷樹脂之雙倍負載容量。
第三試驗
然後進行第三試驗決定去吸附鈧需要的去吸附溶液體積，從而製造從第一試驗獲得之產物流。
進行此試驗係使用填充有負載樹脂之50mL玻璃實驗室滴定管。鈧之負載容量為100mg/L(見圖2)。
用水沖洗負載樹脂，使用含有150g/L碳酸鈉之去吸附溶液以從樹脂汽提鈧。
將去吸附溶液加入滴定管頂部，以速率50mL/小時(亦即1.0VS/VR/小時)從底部收集。
將去吸附溶液加入滴定管直到去吸附溶液之鈧濃度小於5mg/L。收集四個25mL析出液產物流的樣品，其後收集進一步50mL樣品。分析樣品組成，結果顯示於以下表2。
表2中，VS/VR比率表示去吸附溶液的體積與滴定管所含樹脂的固定體積。
試驗建立當VS/VR比率範圍為3至3.5時則有效完全回收鈧。如圖4顯示，富孕產物流之鈧濃度為25至39mg/L。
以上表2詳列的富孕產物流組成沒有Fe、Cr及Mn，且僅10mg/L Al。產物流之釩濃度為0.3g/L，且在額外純化期間一般未報告有鈧。產物流之鈦濃度為5g/L。據信在從產物流沉澱或純化鈧之前，需要沉澱鈦。
第四試驗
第四試驗之目的建立本發明具體化事實上的確提供改良。
特別是，第四試驗包含使胺基磷樹脂與缺乏鈦之進料流接觸。將理解取決於進料來源，進料流可缺乏鈦而未進行初步鈦回收步驟，例如上述有關第二試驗。本實例中，在標題第二試驗下，如上述預處理進料流。
然而，用汽提溶液處理負載樹脂前，將負載樹脂首先用水沖洗，然後用含有150g/L Na2CO3中和溶液處理。進行處理直到與負載樹脂接觸之中和溶液具有終極pH 7.5。
分析與負載樹脂接觸之中和溶液，並確認具有鈧含量0mg/L。
接著中和步驟，第四試驗然後涉及用含有150g/L碳酸鈉溶液之汽提流汽提負載中和樹脂。
將汽提溶液加入含有負載中和樹脂之管柱頂部，以速率150mL/小時(亦即0.5VS/VR/小時)從底部收集富含鈧之產物流。
使汽提溶液運送穿過管柱之樹脂床，直到汽提溶液之鈧濃度小於5mg/L。
最終產物流之組成分析如下。
圖5中第四試驗結果顯示從負載富孕樹脂去吸附鈧較第一與第三試驗兩者更好。詳言之，用汽提溶液處理負載樹脂之前，中和負載樹脂能夠使產物流具有製造更高的鈧含量。詳言之，相較於具有鈧含量30至40mg/L之第三試驗中產物流，第四試驗中產物流具有鈧含量40至64mg/L。再者，第四試驗建立汽提溶液體積與負載樹脂體積之比率範圍為1.5至2.0與1.0。因此，除了具有更高鈧濃度之產物流外，第四試驗之汽提溶液體積較少，其使用較小設備項目而對減少設備資金成本效果具有流暢性。
上下文另予需要除外，術語「包括」及術語變異(例如「comprising」、「comprises」及「comprised」)並非意欲排除進一步添加劑、組份、整體或步驟。
100‧‧‧製程
101‧‧‧進料流
102‧‧‧鈦萃取
103‧‧‧樹脂沖洗
104‧‧‧雜質洗滌
105‧‧‧樹脂沖洗
106‧‧‧鈦汽提
107‧‧‧樹脂沖洗
108‧‧‧樹脂再生
109‧‧‧樹脂沖洗
110‧‧‧鈧萃取
111‧‧‧鈧萃取
112‧‧‧樹脂沖洗
112a‧‧‧廢鹼性溶液
113‧‧‧鈧汽提
114‧‧‧樹脂沖洗
115‧‧‧樹脂再生
116‧‧‧樹脂沖洗
117‧‧‧鈦沉澱
118‧‧‧固體/液體分離
119‧‧‧氫氧化鈧沉澱
120‧‧‧固體/液體分離
121‧‧‧再碳酸化
122‧‧‧pH校準
123‧‧‧草酸鈧沉澱
124‧‧‧固體/液體分離
125‧‧‧煅燒

Claims (21)

  1. 一種使用離子交換樹脂從進料流回收鈧之製程，該製程包含：a)在酸性條件下使進料流與離子交換樹脂接觸，令來自進料流之鈧或含鈧離子吸附於離子交換樹脂上，形成負載樹脂，其中該離子交換樹脂為胺基-磷樹脂；b)用令負載樹脂去質子化之中和溶液處理負載樹脂，其中負載樹脂去質子化後的中和溶液缺乏鈧或含鈧離子；及c)用汽提溶液處理負載樹脂，去吸附來自樹脂的鈧或含鈧離子，以形成富含鈧或含鈧離子之產物流、及無效樹脂。
  2. 根據申請專利範圍第1項之製程，其中進料流係下列任一種或組合：酸性溶液、鈾尾礦的礦漿、紅泥、或廢棄汙泥。
  3. 根據申請專利範圍第1項之製程，其中根據步驟a)與離子交換樹脂接觸之進料流pH具有小於7.0之數值。
  4. 根據申請專利範圍第1項之製程，其中根據步驟a)與離子交換樹脂接觸之進料流的pH為0.0至5.0。
  5. 根據申請專利範圍第1項之製程，其中根據步驟c)用汽提溶液從負載樹脂汽提鈧之前，接觸樹脂之中和溶液與樹脂至少部分、理想地完全或接近完全分離。
  6. 根據申請專利範圍第1項之製程，其中步驟b)包含用中和溶液處理負載樹脂，以致與負載樹脂接觸之中和溶液具有終極pH 6至10。
  7. 根據申請專利範圍第1項之製程，其中步驟b)包含用中和溶液處理負載樹脂，以致與負載樹脂接觸之中和溶液於步驟b)結束時具有終極pH 7.5至8.5。
  8. 根據申請專利範圍第1項之製程，其中中和溶液包含使負載有鈧的樹脂去質子化之鹼性溶液。
  9. 根據申請專利範圍第1項之製程，其中汽提溶液不同於中和溶液。
  10. 根據申請專利範圍第1項之製程，其中汽提溶液包含以下任一種或組合之試劑：碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、硫酸、硝酸鹽、硝酸、氟化物鹽、或氫氟酸。
  11. 根據申請專利範圍第1項之製程，其中汽提溶液包含碳酸鈉作為活性劑。
  12. 根據申請專利範圍第1項之製程，其中進料流具有鈦含量小於1g/L。
  13. 根據申請專利範圍第1項之製程，其中當進料流包含鈦或含鈦化合物時，製程在根據步驟a)至c)回收鈧之前包含從進料流回收鈦或含鈦化合物之初步步驟。
  14. 根據申請專利範圍第13項之製程，其中回收鈦或含鈦化合物包含使進料流與弱鹼陰離子交換樹脂接觸，使用氫氯酸溶液從樹脂去吸附鈦。
  15. 根據申請專利範圍第14項之製程，其中弱鹼陰離子交換樹脂具有聚胺官能基。
  16. 根據申請專利範圍第1項之製程，其中製程包含添加沉澱劑至產物流，與鈧錯合以減少其溶解度。
  17. 根據申請專利範圍第16項之製程，其中沉澱劑包含鹽氫氧化物，製程包含酸瀝濾氫氧化鈧產物以形成其濃縮溶液。
  18. 根據申請專利範圍第1項之製程，其中步驟c)包含用水沖洗無效樹脂，用陰離子再生樹脂，再利用步驟a)的再生樹脂。
  19. 一種使用離子交換樹脂從進料流回收鈧之方法，該方法包含：a)在酸性條件下令來自進料流之鈧或含鈧離子吸附於離子交換樹脂上，形成負載樹脂，其中該離子交換樹脂為胺基-磷樹脂；b)藉由負載樹脂與中和溶液接觸而使負載樹脂去質子化，其中負載樹脂去質子化後之中和溶液缺乏鈧；及c)在中性或鹼性條件下去吸附來自離子交換樹脂的鈧或含鈧離子，形成富含鈧或含鈧離子之產物流。
  20. 一種使用離子交換樹脂從進料流回收鈧之工廠，該工廠包含：接觸階段，其中進料流與離子交換樹脂接觸，在酸性條件下令來自進料流之鈧或含鈧離子吸附於離子交換樹脂上，形成負載樹脂，其中該離子交換樹脂為胺基-磷樹脂；第一處理階段，其中用令負載樹脂去質子化之中和溶液處理負載樹脂，其中負載樹脂去質子化後中和溶液缺乏鈧或含鈧離子；及第二處理階段，其中用汽提溶液處理負載樹脂，去吸附來自樹脂的鈧或含鈧離子，形成富含鈧或含鈧離子之產物流及無效樹脂。
  21. 一種回收之鈧產物，其係藉由根據申請專利範圍第1至18項中任一項之製程所回收。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6379736B2 (ja) * 2014-06-27 2018-08-29 アイシン精機株式会社 希土類元素の炭酸塩と炭酸ナトリウムからなる複塩、及び当該複塩を利用した希土類元素の分離回収方法
JP6256491B2 (ja) * 2016-01-25 2018-01-10 住友金属鉱山株式会社 スカンジウムの回収方法
CN106048257B (zh) * 2016-07-08 2018-04-20 贵州鑫亚矿业有限公司 一种从含钪钛酸浸出液中萃取回收钪钛的方法
RU2647398C2 (ru) * 2016-08-04 2018-03-15 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Получение скандийсодержащего концентрата и последующее извлечение из него оксида скандия повышенной чистоты
WO2018236240A1 (ru) * 2017-06-21 2018-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Способ извлечения скандия из красного шлама глиноземного производства
CN107675002B (zh) * 2017-09-15 2019-06-28 广西大学 一种基于三烷基氧化膦固体吸附剂从硫酸溶液中回收钪的方法
US10988828B2 (en) * 2017-11-21 2021-04-27 Scandium Intrenational Mining Corporation Extraction of scandium values from copper leach solutions
JP6583445B2 (ja) * 2018-01-25 2019-10-02 住友金属鉱山株式会社 高純度酸化スカンジウムの製造方法
CN108364704B (zh) * 2018-02-26 2019-11-01 核工业二三0研究所 八氧化三铀检测废液的环保处理方法和装置
JP7358393B2 (ja) * 2018-05-07 2023-10-10 リオ・ティント・アイアン・アンド・チタニウム・カナダ・インコーポレーテッド スカンジウムを含む酸性溶液から金属汚染物質を取り除く方法
US10532351B1 (en) * 2018-08-29 2020-01-14 Thomas O. Miller Method for restoring kinetic properties of resin
JP7311349B2 (ja) * 2019-08-06 2023-07-19 Ｊｘ金属株式会社 スカンジウムの回収方法
US11673812B2 (en) 2019-08-15 2023-06-13 Scandium International Mining Corporation Countercurrent process for recovering high purity copper sulfate values from low grade ores
US20220411893A1 (en) * 2019-10-28 2022-12-29 Rio Tinto Iron And Titanium Canada Inc. Purification of scandium concentrate
US11821057B2 (en) 2020-03-06 2023-11-21 Scandium Internatlonal Mlning Corporatlon Recovery of critical metals from SX-EW copper raffinate and other solutions derived from leaching ores with sulfuric acid

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09194211A (ja) * 1996-01-18 1997-07-29 Taiheiyo Kinzoku Kk 酸化鉱石からの高純度レアーアースメタル酸化物の製造方法
CN101824555A (zh) * 2010-06-09 2010-09-08 攀枝花学院 提取钪的方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4965053A (en) * 1989-02-10 1990-10-23 Iowa State University Research Foundation, Inc. Ion exchange purification of scandium
US5019362A (en) 1989-10-18 1991-05-28 Gte Laboratories Incorporated Ion exchange method for the purification of scandium
US4968504A (en) * 1989-10-19 1990-11-06 Gte Laboratories Incorporated Recovery of scandium and uranium
RU2062810C1 (ru) * 1993-08-16 1996-06-27 АОО "АВИСМА титано-магниевый комбинат" Способ избирательного извлечения скандия из солянокислых растворов
RU2196184C2 (ru) 2001-02-13 2003-01-10 ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" Способ переработки скандийсодержащих растворов
WO2012109705A1 (en) * 2011-02-15 2012-08-23 Clean Teq Limited Method and system for extraction of uranium using an ion-exchange resin
CN102899485B (zh) * 2012-10-31 2016-08-17 吉林吉恩镍业股份有限公司 树脂矿浆法从含钪物料中提取钪的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09194211A (ja) * 1996-01-18 1997-07-29 Taiheiyo Kinzoku Kk 酸化鉱石からの高純度レアーアースメタル酸化物の製造方法
CN101824555A (zh) * 2010-06-09 2010-09-08 攀枝花学院 提取钪的方法

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