Scandium oksidin tuotantoprosessi

Scandium oksidin tuotantoprosessi
Skandiumoksidin kemiallinen kaava on Sc2O3. Luonne: valkoinen kiinteä aine. Sen kuutiorakenne on harvinaisten maametallien seskvioksidia. Tiheys 3.864. Sulamispiste 2403 astetta ± 20 astetta. Ei liukene veteen, liukenee kuumaan happoon. Se valmistetaan skandiumsuolan lämpöhajotuksella. Sitä voidaan käyttää haihdutusmateriaalina puolijohdepinnoituksessa. Valmista vaihtuvan aallonpituuden puolijohdelasereita, teräväpiirtotelevisioelektronitykkejä, metallihalogenidilamppuja jne.
Skandiumoksidi (Sc2O3) on yksi skandiumtuotteiden tärkeimmistä tuotteista. Sen fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet ovat samankaltaisia ​​kuin harvinaisten maametallien oksidien (kuten La2O3, Y2O3 ja Lu2O3), joten tuotannossa käytetyt valmistusmenetelmät ovat hyvin samankaltaisia. Sc2O3 voi tuottaa skandiummetallia (Sc), eri suolojen tuotteita (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3 jne.) ja erilaisia ​​skandiumseoksia (Al-Sc, Al-Zr-Sc sarja). Näillä skandiumtuotteilla on käytännöllinen tekninen arvo ja hyvät taloudelliset tulokset. Joistakin Sc2O3:n ominaisuuksista johtuen sitä on käytetty laajalti alumiiniseoksissa, sähkövalolähteissä, lasereissa, katalyyteissä, aktivaattoreissa, keramiikassa ja ilmailuteollisuudessa, ja sen kehitysnäkymät ovat hyvin laajat.
1970-luvulla Kiinassa alettiin kehittää Sc2O3-tuotteita ja kilotuotteita tuli markkinoille. 1980-luvulla Kiinan Sc2O3:n tuotanto saavutti huippunsa. Tuotanto nousi yli 100 kiloon, ja se vietiin pääasiassa Japaniin ja Yhdysvaltoihin. Venäjä on 1990-luvulta lähtien valmistanut suuren määrän Sc2O3-tuotteita ja heittänyt niitä kansainvälisille markkinoille alhaisella hinnalla, mikä on vaikuttanut vakavasti skandiumoksidin tuotantoon Kiinassa, mikä on alentanut Sc2O3:n tuotantoa ja monia tuotantoa. linjat ovat olleet alhaalla, mikä tekee Kiinan kapasiteetista ja tuotannosta kutistumassa. Viime vuosina Sc-Al-seosten ja sähköisten valonlähdemateriaalien kehitys Kiinassa on kuitenkin edistänyt Sc2O3-teollisen tuotannon kehitystä. Kiinassa on runsaasti skandiumvaroja. Maailman teollisten skandiumvarantojen kerrotaan olevan tällä hetkellä noin 2 miljoonaa tonnia, ja Kiinassa on noin 600000-650000 tonnia, mikä on noin 30 prosenttia maailman kokonaispitoisuudesta. Vuosien tutkimuksen ja tuotantokäytännön jälkeen Sc2O3:n uuttamiseen skandiumia sisältävistä raaka-aineista valmistettuihin tuotantotekniikkaan ja -laitteistoihin kuuluvat seuraavat menetelmät:
① Poistomenetelmä. Sitä käytetään laajalti tuotannossa, ja sen ominaisuudet ovat suuri, hyvä laatu, korkea hyötysuhde, alhaiset kustannukset ja jatkuva tuotanto.
② Ioninvaihtomenetelmä. Sitä käytetään usein myös tuotannossa. Sillä on alhainen saanto, korkea puhtaus, alhainen saanto, korkeat kustannukset ja pitkä tuotantosykli.
③ Uuttohartsikromatografia. Sillä on lyhyt tuotantosykli, korkea puhtaus, korkea saanto ja alhaiset kustannukset.
④ Nestekalvouuttomenetelmä. Se on uusi erotustekniikka, jossa yhdistyvät kalvoerotus ja neste-neste-uutto. Mutta tällä hetkellä ei ole tuotantokäytäntöä. Jotkut ihmiset ovat käyttäneet nestemäistä emulsiokalvoa rikastamaan Sc:tä 60 mg/l:sta 1400 mg/l:aan primääriuuton jälkeen. Sc2O3-uuton näkökulmasta Kiinassa useiden vuosien ajan, kaksi ensimmäistä prosessia on melkein otettu käyttöön
Tekniikka (uutto ja ioninvaihto). [2]
uuttomenetelmä
(1) Prosessi skandiumoksidin valmistamiseksi skandiumkonsentraatista uuttomenetelmällä: skandiumkonsentraatti liuotetaan kloorivetyhapoon ScCl3-liuoksen saamiseksi, minkä jälkeen epäpuhtaudet, kuten titaani ja rauta, puhdistetaan. Raaka-aineena käytetään puhdistettua nestettä. Uuttoaineena käytettiin 50 prosenttia TBP:tä ja kerosiinia. Valmistettu materiaaliliuos ja uuttoaine laitetaan uuttosäiliöön skandiumin uuttamiseksi. Happopesun ja veden tislaamisen jälkeen skandiumin uuttamiseksi saadaan puhdas skandiumia sisältävä liuos (ScCl3-liuos), joka saostetaan sitten oksaalihapolla. Kuivauksen ja polttamisen jälkeen saadaan puhdasta Sc2O3-tuotetta. Pääprosessi on: skandiumtiiviste - happoliuotus - puhdistus - skandiumin TBP-uutto - happopesu - skandiumin poisto - oksaalihapon saostus - kuivaus - poltto - pakkaus - varastointi (puhtaat Sc2O3-tuotteet).
Päälaitteet: hapon liuotussäiliö, uuttosäiliö, sedimentaatiosäiliö, polttouuni, pakkauskone jne.
Ioninvaihtomenetelmä
Teknologinen prosessi: raaka-aineena käytetään volframijätekuonaa (sisältää Sc2O378g/t~377g/t). Se liuotetaan kloorivetyhappoon ja suodatetaan, ja syöttöneste puhdistetaan puhtaan ScCl3-liuoksen saamiseksi, jota käytetään syöttönesteenä ioninvaihtoon sekoituksen jälkeen. Valmistele adsorptiokolonni ja erotuskolonni käyttöä varten. Syöttöneste (ScCl3-neste) virtaa adsorptiokolonniin kolonnin yläpäästä ja saavuttaa Sc3:n plus kyllästymisen käyttöä varten. Kun adsorptiokolonni on yhdistetty erotuskolonniin, eluentti virtaa erotuskolonnin sisään ja sen läpi adsorptiokolonnin yläosasta. Kun viimeinen erotuskolonni on vakaasti virtaanut ulos ScCl3-liuoksesta, ScCl3-liuosta (puhdas ScCl3-liuos) voidaan jatkuvasti vastaanottaa keräysastiaan, jonka jälkeen happamuus säädetään, ja sitten oksaalihappoa käytetään saostukseen, suodatukseen, kuivaamiseen. ja polttamalla puhtaan Sc2O3-tuotteen muodostamiseksi. Pääprosessi on seuraava: volframijätteen jäännös - happoliuotus - puhdistus - adsorptiokolonni - uutto - ScCl3-liuoksen vastaanotto - hapon säätö - skandiumin saostus - kuivaus - poltto - pakkaus - varastointi (puhdas Sc2O3-tuote).
Päälaitteet: hapon liuotussäiliö, adsorptiokolonni, erotuskolonni, sedimentaatiosäiliö, polttouuni, pakkauskone jne.
Uuttohartsikromatografia
Tekninen prosessi: Liuota kloorattu savu ja pöly HCl:lla ja puhdista se sitten ScCl3-syöttönesteeksi. Skandium uutetaan uuttosäiliössä 50-prosenttisella TBP-kerosiiniuuttoaineella, epäpuhtaudet peitataan ja skandium uutetaan takaisin puhtaan Sc-Cl3-liuoksen saamiseksi, sitten Sc saostetaan H2C2O4:lla ja puhdasta Sc2O3 saadaan polttamalla. Pääprosessi on seuraava: hapetushöyry - suolahapon liuotus - puhdistus - ScCl3-verkkoliuos - uutto - happopesu - strippaus - saostus - poltto - pakkaus - varastointi (puhdas Sc2O3-tuote).
Nestekalvouutto
Ota raaka-aineeksi titaanivalkoinen jäteneste (sisältää Sc2O325g/m3). Rikkihappoväliainejärjestelmässä, jossa uuttoaineena käytetään P204-kerosiinia, skandium uutetaan uuttosäiliössä olevasta syöttönesteestä. Sen jälkeen kun epäpuhtaudet on poistettu happopesulla H2S04:lla ja H202:lla, skandium uutetaan takaisin NaOH-liuoksella Sc(OH)3-konsentraatin muodostamiseksi. Sc(OH)3 liuotetaan kloorivetyhappoon ScCl3-liuoksen muodostamiseksi. Oksaalihappo saostaa skandiumin (kahdesti) ja polttaa sen. Pakkaus on puhdasta Sc2O3-tuotetta. Pääprosessi on: titaanidioksidin jätelipeä - valmistus - uutto - peittaus - strippaus - sc (OH) 3 -tuote - liukeneminen - saostus - poltto - pakkaus - varastointi (puhdas Sc2O3 tuote).