Proces proizvodnje skandijevog oksida

Proces proizvodnje skandijevog oksida
Hemijska formula skandijevog oksida je Sc2O3. Priroda: bela čvrsta materija. Ima kubičnu strukturu seskvioksida retkih zemalja. Gustina 3.864. Tačka topljenja 2403 stepeni ± 20 stepeni. Nerastvorljiv u vodi, rastvorljiv u vrućoj kiselini. Priprema se termičkom razgradnjom skandijeve soli. Može se koristiti kao materijal za isparavanje za premazivanje poluvodiča. Napravite čvrste lasere s promjenjivom valnom dužinom, televizijske elektronske topove visoke definicije, metal-halogene lampe itd.
Skandijev oksid (Sc2O3) je jedan od najvažnijih proizvoda u skandijevim proizvodima. Njegova fizička i hemijska svojstva su slična onima oksida rijetkih zemalja (kao što su La2O3, Y2O3 i Lu2O3), tako da su metode proizvodnje koje se koriste u proizvodnji vrlo slične. Sc2O3 može proizvesti metalni skandij (Sc), proizvode različitih soli (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3, itd.) i razne legure skandijuma (Al-Sc, Al-Zr-Sc serije). Ovi proizvodi od skandija imaju praktičnu tehničku vrijednost i dobre ekonomske rezultate. Zbog nekih karakteristika Sc2O3, široko se koristi u aluminijumskim legurama, električnim izvorima svetlosti, laserima, katalizatorima, aktivatorima, keramici i vazduhoplovstvu, a perspektive njegovog razvoja su veoma široke.
Sedamdesetih godina Kina je počela razvijati Sc2O3 proizvode, a kilogrami su ušli na tržište. U 1980-im, kineska proizvodnja Sc2O3 dostigla je vrhunac, sa proizvodnjom koja je dostigla više od 100 kg, uglavnom se izvozi u Japan i Sjedinjene Države. Od 1990-ih, Rusija je proizvela veliki broj Sc2O3 proizvoda i bacila ih na međunarodno tržište po niskoj cijeni, što je ozbiljno uticalo na proizvodnju skandijevog oksida u Kini, čineći proizvodnju Sc2O3 na niskom nivou, a mnoge proizvode linije su smanjene, zbog čega se kapacitet i proizvodnja Kine smanjuju. Međutim, posljednjih godina, razvoj Sc-Al legure i materijala za izvor električnog svjetla u Kini promovirao je razvoj industrijske proizvodnje Sc2O3. Kina je bogata resursima skandijuma. Izvještava se da su industrijske rezerve skandijuma u svijetu trenutno oko 2 miliona tona, au Kini ih ima oko 600000-650000 tona, što čini oko 30 posto ukupnog svjetskog sadržaja. Nakon godina istraživanja i proizvodne prakse, proizvodna tehnologija i oprema za ekstrakciju Sc2O3 iz sirovina koje sadrže skandij uključuju sljedeće metode:
① Metoda ekstrakcije. Široko se koristi u proizvodnji i ima karakteristike velike proizvodnje, dobrog kvaliteta, visoke stope oporavka, niske cijene i kontinuiranog rada u proizvodnji.
② Metoda jonske izmjene. Takođe se često koristi u proizvodnji. Ima karakteristike niskog prinosa, visoke čistoće, niskog prinosa, visoke cijene i dugog proizvodnog ciklusa.
③ Hromatografija na smoli za ekstrakciju. Ima karakteristike kratkog proizvodnog ciklusa, visoke čistoće, visokog prinosa i niske cijene.
④ Metoda ekstrakcije tečnom membranom. To je nova tehnologija separacije koja kombinuje membransko odvajanje i ekstrakciju tečnost-tečnost. Ali trenutno ne postoji proizvodna praksa. Neki ljudi su koristili emulzionu tečnu membranu za obogaćivanje Sc sa 60mg/L na 1400mg/L nakon primarne ekstrakcije. Iz perspektive ekstrakcije Sc2O3 u Kini dugi niz godina, prva dva procesa su skoro usvojena
Tehnologija (ekstrakcija i jonska izmjena). [2]
metoda ekstrakcije
(1) Proces proizvodnje skandijevog oksida iz koncentrata skandijuma metodom ekstrakcije: koncentrat skandijuma se otapa hlorovodoničnom kiselinom da se dobije rastvor ScCl3, a zatim se nečistoće kao što su titan i gvožđe pročišćavaju. Prečišćena tečnost se koristi kao sirovina. 50 posto TBP-a i kerozina korišteno je kao ekstraktant. Pripremljeni rastvor materijala i ekstraktant se stavljaju u rezervoar za ekstrakciju da se ekstrahuje skandij. Nakon ispiranja kiselinom i destilacije vode za ekstrakciju skandijuma, dobiva se čista otopina koja sadrži skandij (rastvor ScCl3), a zatim se istaloži oksalnom kiselinom. Nakon sušenja i spaljivanja dobija se čisti proizvod Sc2O3. Glavni proces je: koncentrat skandijuma - otapanje u kiselini - prečišćavanje - TBP ekstrakcija skandijuma - kiselo pranje - uklanjanje skandijuma - taloženje oksalne kiseline - sušenje - spaljivanje - pakovanje - skladištenje (čisti proizvodi Sc2O3).
Glavna oprema: rezervoar za otapanje kiseline, rezervoar za ekstrakciju, rezervoar za sedimentaciju, peć za sagorevanje, mašina za pakovanje, itd.
Metoda jonske izmjene
Tehnološki proces: kao sirovina se koristi otpadna šljaka volframa (sadrži Sc2O378g/t~377g/t). Rastvara se u hlorovodoničkoj kiselini i filtrira, a napojna tečnost se prečišćava da bi se dobio čist rastvor ScCl3, koji se koristi kao napojna tečnost za jonsku izmjenu nakon miješanja. Pripremite adsorpcionu kolonu i kolonu za odvajanje za upotrebu. Tečnost za napajanje (ScCl3 tečnost) teče u adsorpcionu kolonu sa gornjeg kraja kolone i dostiže Sc3 plus zasićenje za upotrebu. Nakon povezivanja adsorpcione kolone sa kolonom za odvajanje, eluent će teći u i kroz kolonu za odvajanje sa vrha adsorpcione kolone. Nakon što posljednja kolona za separaciju stabilno istječe iz otopine ScCl3, otopina ScCl3 (čista otopina ScCl3) može se kontinuirano primati u sabirni spremnik, a zatim se podešava kiselost, a zatim se oksalna kiselina koristi za taloženje, filtraciju, sušenje i sagorevanjem da se formira čisti Sc2O3 proizvod. Glavni proces je sljedeći: ostatak volframovog otpada - otapanje kiseline - prečišćavanje - adsorpciona kolona - ispiranje - primanje otopine ScCl3 - podešavanje kiseline - taloženje skandijuma - sušenje - spaljivanje - pakovanje - skladištenje (čisti proizvod Sc2O3).
Glavna oprema: rezervoar za otapanje kiseline, adsorpciona kolona, ​​kolona za odvajanje, taložni rezervoar, peć za sagorevanje, mašina za pakovanje, itd.
Ekstrakciona hromatografija smole
Tehnološki postupak: rastvoriti hlorisani dim i prašinu sa HCl, a zatim ih prečistiti da bi se dobio tečnost za napajanje ScCl3. Skandij se ekstrahuje u rezervoaru za ekstrakciju sa 50% ekstraktanta TBP-kerozina, nečistoće se kiseli, a skandij se ekstrahuje nazad da bi se dobio čist rastvor Sc-Cl3, zatim se Sc taloži sa H2C2O4, a čisti Sc2O3 se dobija sagorevanjem. Glavni proces je sljedeći: oksidacijski dim - rastvaranje hlorovodonične kiseline - prečišćavanje - neto otopina ScCl3 - ekstrakcija - ispiranje kiselinom - uklanjanje - taloženje - spaljivanje - pakovanje - skladištenje (čisti proizvod Sc2O3).
Ekstrakcija tečnom membranom
Uzmite otpadnu tečnost bele titanijuma (koja sadrži Sc2O325g/m3) kao sirovinu. U sistemu sumporne kiseline koji koristi kerozin P204 kao ekstraktor, skandij se ekstrahuje iz napojne tečnosti u rezervoaru za ekstrakciju. Nakon što su nečistoće uklonjene kiselim ispiranjem sa H2SO4 i H2O2, skandij se ponovo ekstrahuje rastvorom NaOH da bi se formirao Sc (OH) 3 koncentrat. Sc (OH) 3 se rastvara u hlorovodoničkoj kiselini da bi se formirao rastvor ScCl3. Oksalna kiselina precipitira skandij (dvaput) i sagoreva ga. Pakovanje je čisti Sc2O3 proizvod. Glavni proces je: otpadna tečnost titanijum dioksida - priprema - ekstrakcija - kiseljenje - depilacija - sc (OH) 3 proizvod - otapanje - taloženje - spaljivanje - pakovanje - skladištenje (čisti proizvod Sc2O3).