Produktionsprocess för Scandium Oxide

Skandiumoxidproduktionsprocess
Den kemiska formeln för skandiumoxid är Sc2O3. Natur: vitt fast material. Den har kubisk struktur av sällsynt jordartsmetall sesquioxid. Densitet 3.864. Smältpunkt 2403 grader ± 20 grader. Olöslig i vatten, löslig i varm syra. Det framställs genom termisk nedbrytning av skandiumsalt. Det kan användas som förångningsmaterial för halvledarbeläggning. Gör halvledarlasrar med variabel våglängd, högupplösta TV-elektronpistoler, metallhalogenlampor, etc.
Scandiumoxid (Sc2O3) är en av de viktigaste produkterna i skandiumprodukter. Dess fysikaliska och kemiska egenskaper liknar egenskaperna hos oxider av sällsynta jordartsmetaller (som La2O3, Y2O3 och Lu2O3), så produktionsmetoderna som används i produktionen är mycket lika. Sc2O3 kan producera skandiummetall (Sc), produkter av olika salter (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3, etc.) och olika skandiumlegeringar (Al-Sc, Al-Zr-Sc-serien). Dessa scandiumprodukter har praktiskt tekniskt värde och goda ekonomiska resultat. På grund av vissa egenskaper hos Sc2O3 har den använts i stor utsträckning i aluminiumlegeringar, elektriska ljuskällor, lasrar, katalysatorer, aktivatorer, keramik och rymd, och dess utvecklingsmöjligheter är mycket breda.
På 1970-talet började Kina utveckla Sc2O3-produkter och kilogramprodukter kom in på marknaden. På 1980-talet nådde Kinas produktion av Sc2O3 en klimax, med produktionen som nådde mer än 100 kg, främst exporterad till Japan och USA. Sedan 1990-talet har Ryssland producerat ett stort antal Sc2O3-produkter och slängt ut dem på den internationella marknaden till ett lågt pris, vilket allvarligt har påverkat produktionen av skandiumoxid i Kina, vilket gör produktionen av Sc2O3 till en låg punkt och många produktioner linjer har gått ner, vilket gör Kinas kapacitet och produktion i ett krympande tillstånd. Men under de senaste åren har utvecklingen av Sc-Al-legeringar och elektriska ljuskällor i Kina främjat utvecklingen av Sc2O3-industriproduktion. Kina är rikt på skandiumresurser. Det rapporteras att de industriella reserverna av skandium i världen är cirka 2 miljoner ton för närvarande, och det finns cirka 600000-650000 ton i Kina, vilket står för cirka 30 procent av världens totala innehåll. Efter år av forskning och produktionspraxis inkluderar produktionstekniken och utrustningen för att extrahera Sc2O3 från skandiumhaltiga råvaror följande metoder:
① Extraktionsmetod. Det används ofta i produktionen och har egenskaperna stor produktion, god kvalitet, hög återvinningsgrad, låg kostnad och kontinuerlig drift i produktionen.
② Jonbytesmetod. Det används också ofta i produktionen. Den har egenskaperna låg avkastning, hög renhet, låg avkastning, hög kostnad och lång produktionscykel.
③ Extraktionshartskromatografi. Den har egenskaperna för kort produktionscykel, hög renhet, hög avkastning och låg kostnad.
④ Vätskemembranextraktionsmetod. Det är en ny separationsteknik som kombinerar membranseparation och vätske-vätskeextraktion. Men det finns ingen produktionspraxis för närvarande. Vissa människor har använt emulsionsvätskemembran för att berika Sc från 60mg/L till 1400mg/L efter primär extraktion. Ur perspektivet av Sc2O3-extraktion i Kina under många år är de två första processerna nästan antagna
Teknik (extraktion och jonbyte). [2]
extraktionsmetod
(1) Processen att framställa skandiumoxid från skandiumkoncentrat genom extraktionsmetod: skandiumkoncentratet löses med saltsyra för att erhålla ScCl3-lösning, och sedan renas föroreningarna som titan och järn. Renad vätska används som råvara. 50 procent TBP och fotogen användes som extraktionsmedel. Den beredda materiallösningen och extraktionsmedlet placeras i extraktionstanken för att extrahera skandium. Efter syratvättning och destillering av vatten för att extrahera scandium erhålls den rena scandiumhaltiga lösningen (ScCl3-lösning) och fälls sedan ut med oxalsyra. Efter torkning och bränning erhålls den rena Sc2O3-produkten. Huvudprocessen är: skandiumkoncentrat - syraupplösning - rening - TBP-extraktion av skandium - syratvätt - strippning av skandium - oxalsyrautfällning - torkning - bränning - förpackning - lagring (rena Sc2O3-produkter).
Huvudutrustning: syraupplösningstank, extraktionstank, sedimentationstank, brinnande ugn, förpackningsmaskin, etc.
Jonbytesmetod
Teknologisk process: volframavfallsslagg (innehållande Sc2O378g/t~377g/t) används som råmaterial. Den löses i saltsyra och filtreras och matarvätskan renas för att erhålla en ren ScCl3-lösning, som används som matarvätska för jonbyte efter blandning. Förbered adsorptionskolonnen och separationskolonnen för användning. Matarvätskan (ScCl3-vätska) strömmar in i adsorptionskolonnen från kolonnens övre ände och når Sc3 plus mättnad för användning. Efter att ha kopplat ihop adsorptionskolonnen med separationskolonnen kommer eluenten att flöda in i och genom separationskolonnen från toppen av adsorptionskolonnen. Efter att den sista separationskolonnen stabilt strömmar ut ur ScCl3-lösningen, kan ScCl3-lösningen (ren ScCl3-lösning) kontinuerligt tas emot i uppsamlingsbehållaren, och sedan justeras surheten, och sedan används oxalsyran för utfällning, filtrering, torkning och bränning för att bilda ren Sc2O3-produkt. Huvudprocessen är som följer: volframavfallsrester - syraupplösning - rening - adsorptionskolonn - urlakning - mottagande av ScCl3-lösning - justerande syra - utfällning av skandium - torkning - bränning - förpackning - lagring (ren Sc2O3-produkt).
Huvudutrustning: syraupplösningstank, adsorptionskolonn, separationskolonn, sedimentationstank, brinnugn, förpackningsmaskin, etc.
Extraktionshartskromatografi
Teknologisk process: lös upp den klorerade röken och dammet med HCl och rena det sedan för att göra ScCl3 matarvätska. Scandium extraheras i extraktionstanken med 50 procent TBP-fotogenextraktionsmedel, föroreningar betas och scandium extraheras tillbaka för att erhålla ren Sc-Cl3-lösning, sedan fälls Sc ut med H2C2O4, och ren Sc2O3 erhålls genom förbränning. Huvudprocessen är som följer: oxidationsrök - saltsyraupplösning - rening - netto ScCl3-lösning - extraktion - syratvätt - strippning - utfällning - bränning - förpackning - lagring (ren Sc2O3-produkt).
Vätskemembranextraktion
Ta titanvit avfallsvätska (innehållande Sc2O325g/m3) som råmaterial. I svavelsyramediumsystemet med P204 fotogen som extraktionsmedel, extraheras scandium från matarvätskan i extraktionstanken. Efter att föroreningarna avlägsnats genom syratvättning med H2SO4 och H2O2, extraheras skandiumet tillbaka med NaOH-lösning för att bilda Sc (OH) 3-koncentrat. Sc (OH) 3 löses i saltsyra för att bilda ScCl3-lösning. Oxalsyran fäller ut skandium (två gånger) och bränner det. Förpackningen är ren Sc2O3-produkt. Huvudprocessen är: spilllut av titandioxid - beredning - extraktion - betning - strippning - sc (OH) 3-produkt - upplösning - fällning - bränning - förpackning - lagring (ren Sc2O3-produkt).