高纯氧化钪制备过程中锆的去除工艺及机制

研究了用苦杏仁酸和磷酸分别沉淀锆以实现钪与锆分离。结果表明:磷酸比苦杏仁酸沉淀锆效果更佳;在酸度6mol/L、磷酸用量为理论量1.6倍条件下,锆沉淀率为99.53%,而氧化钪损失率仅为2.90%,锆与钪分离效果较好;磷酸除锆工艺简单,高效,成本低,环境友好,可制备高纯氧化钪。     

用溶剂萃取法从废酸液中分离钪、钛

研究了用溶剂萃取法从水解废酸液中分离钪、钛。结果表明:P204+煤油组成的单元萃取体系对钪的萃取能力较差,添加TBP后萃钪能力有显著提升,但三相问题依然存在;有机相中添加3%~5%的苯乙酮,组成三元协萃体系,可有效防止第三相生成,而且水相和有机相分相速度快且界面清晰。优化的钪、钛分离工艺条件为:V_a/V_o=5/1,逆流2级萃取,萃取时间10min,萃取剂为12%P204+5%TBP+3%苯乙酮+80%煤油。优化工艺条件下,钪萃取率平均为91.7%,钛萃取率平均为0.69%,钪、钛分离效果较好。     

伯胺萃取法提取氧化钪的工艺研究

钨渣用硫酸分解浸出 ,浸出液经铁屑还原后用 0 .2 0 %伯胺N1 92 3萃取分离钍 ,再用 4.0 %伯胺N1 92 3萃取富集钪 ,接着用硫酸洗涤负载有机相分离稀土和铁、过氧化氢洗涤分离钛、盐酸反萃取钪获得氯化钪溶液。用叔胺N2 35萃取从氯化钪溶液中进一步分离铁 ,分别用氨水和草酸依次沉淀钪 ,最后灼烧草酸钪获得氧化钪 ,其纯度为 90 % ,收率为 82 %。     

富铌渣硫酸浸出液中铌的分离工艺研究

以富铌渣硫酸浸出液为原料,采用氢氟酸溶液沉淀浸出液中的钪、稀土,用TBP萃取HF-H2SO4混酸体系中的铌,使其与钛分离。实验结果表明,氢氟酸加入量为VHF∶VR=1∶4,反应沉淀时间为0.5 h,钪的沉淀率大于91%、稀土沉淀率大于99%;TBP对HF-H2SO4混酸体系中的铌具有很好的萃取性能和铌、钛分离效果,得到了大于90%的氧化铌。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定氯化烟尘中的钪铁钛

准确测定氯化烟尘中钪、铁、钛的含量,对判断钪与铁、钪与钛的分离程度,评价钪的回收率有重要意义。实验采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对氯化烟尘中钪、铁、钛的测定进行了研究。采用酸溶(盐酸-硝酸-磷酸)和碱熔(氢氧化钠)两种方法处理氯化烟尘,并对两种方法的钪、铁、钛测定结果进行对比,结果表明,采用酸溶法步骤简单易行,结果更准确可靠。通过共存元素干扰试验确定了钪、铁、钛的测定谱线分别为335.372nm、259.940nm和334.188nm。酸度试验表明,样品溶液中磷酸的体积分数在10%以下,对待测元素的干扰可忽略不计。方法中各元素校准曲线线性回归方程的相关系数均不小于0.999,钪、铁、钛的检出限分别为0.0010%、0.0028%、0.0021%,测定下限分别为0.0100%、0.0280%、0.0210%。按照实验方法测定氯化烟尘样品中的钪、铁、钛的含量与光度法的结果基本一致,相对标准偏差(RSD)在1.1%~2.7%之间,回收率在93%~107%之间。     

钪锆的萃取分离

钪常与锆伴生在一起,要得到高纯钪产品不得不考虑钪锆的分离问题。萃取法是制取高纯钪的有效方法,近年来大都采用萃取法使钪进入有机相与大量的杂质金属分离。但是对杂质锆而言,其萃取行为与钪十分相似,它们共萃入有机相,而影响钪产品的纯度。为了除去原料液中的锆,人们一般用沉淀法,例如用氨水调pH值至4.5,使锆生成碱式硫酸锆[ZrOOH]_2SO_4沉淀与钪分离,又     

钪富集物除钛试验研究

采用(硫酸+双氧水)溶解—二次萃取工艺,利用钛在硫酸—双氧水溶液中与双氧水络合而不被萃入有机相的特性,实现钪富集物中钪与有害杂质钛的充分分离。试验表明,在双氧水∶浓硫酸∶水的体积比为1∶3.5∶20、P204浓度20%、相比A/O=10/1、萃取温度为室温(25℃)、萃取时间5min的最优条件下,钪的二次萃取率达99.85%,大于99.9%的TiO_2未进入有机相,达到了去除钪富集物中杂质TiO_2的目的。     

含钪料液中杂质的去除

含钪赤泥盐酸浸出液中杂质含量很高,在提取钪之前必须去除。研究了含钪赤泥盐酸浸出液中杂质Fe、Al、Ti、Zr的去除：首先在溶液中加入3%H_2O_2—3．0mol/L H_2SO_4溶液,将钛转化为不被P507萃取的过氧钛酸,然后用P507萃取钪,用6mol/L HCl和蒸馏水洗涤有机相,除去被同时萃取的Fe和Al,再用1%HF溶液洗涤除去Zr,最终使钪与杂质元素分离。最后得到的产品中Sc_2O_3质量分数为96．25%。     

碱熔-共沉淀富集分离-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钒钛磁铁矿中痕量钪

用过氧化钠-氢氧化钠混合熔剂在750 ℃的马弗炉中将钒钛磁铁矿试样熔融,再用沸热的三乙醇胺(1+9)浸取熔块,使铁、钛、铝与三乙醇胺络合进入溶液,钒也以含氧酸盐形式进入溶液,向溶液中加入3 mL 10 g/L氯化镁溶液生成氢氧化镁沉淀,溶液中痕量钪则与氢氧化镁共沉淀从而与基体溶液中其他元素分离。过滤沉淀后,采用沸热的盐酸(1+1)溶解沉淀,以Sc 363.075{92} nm作为分析谱线,建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定钒钛磁铁矿中痕量钪的分析方法。实验表明:氢氧化镁共沉淀法可将钪与样品中干扰元素(铁、钛、钒、铬、钠、硅和铝等)分离,避免了基体的干扰。在选定的实验条件下,钪的质量浓度在0.050～2.00 μg/mL范围内与其发射光谱强度呈良好的线性关系,校准曲线线性相关系数r为0.999 9,方法检出限为1.5 μg/g,定量限为5 μg/g。方法用于钒钛磁铁矿样品中钪的测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为0.58%～2.3%,加标回收率为96%～103%,测定结果与分光光度法的测定结果一致。     

云南复杂含钪多金属矿的综合利用试验研究

云南复杂含钪多金属矿原矿含Fe 26.65%,TiO_2 8.68%,Sc2O388.60 g·t~(-1)。矿石中有价矿物主要为磁铁矿、钛铁矿、金红石,钪主要分布于钛辉石和辉石中。采用螺旋溜槽重选工艺预选抛尾得到铁-钛-钪混合粗精矿;采用弱磁选—摇床重选分选工艺进一步分离混合精矿中的铁、钛、钪。试验结表明,在一段磨矿细度为0.154 mm占98%、混合粗精矿二段磨矿细度为0.038 mm占98%、弱磁选磁场强度H=0.10 T的综合条件下,得到了Fe品位为56.21%%,铁回收率为20.10%的铁精矿;TiO_2品位为48.68%,钛回收率为3.81%的钛精矿;Sc_2O_3品位为226.20 g·t~(-1),钪回收率为87.67%的钪精矿。实现了矿石中有价金属铁、钛、钪的综合利用,且钪精矿可作为后续工艺进一步提纯钪的原料。     

N236-HSCN体系萃取分离锆铪的盐效应研究

以乙酸戊酯作为稀释剂,采用N263-HSCN体系对锆、铪进行萃取分离,分别研究了(NH4)2SO4、NH4Cl、NH4NO3、NaCl和MgCl2等盐析剂的种类和浓度对锆与铪萃取分离的影响。结果表明,N263-HSCN体系分离锆、铪时优先萃取铪,该体系中SCN-的稳定性要比MIBK-HSCN体系强。不同阳离子的盐析剂对锆和铪的萃取率影响顺序为：NaCl>MgCl2>NH4Cl,对分离系数影响不大。不同阴离子的盐析剂对锆的萃取率顺序为：NH4NO3>NH4Cl>(NH4)2SO4,铪的萃取率顺序为：(NH4)2SO4>NH4Cl>NH4NO3,而分离系数顺序为：(NH4)2SO4>NH4Cl>NH4NO3,与阴离子的水合能力强弱顺序一致。当(NH4)2SO4加入量为0.6 mol/L时,分离系数达18.56,此时对锆和铪的萃取率分别为41.72%和93%。     

合金渣中铪的MIBK萃取分离试验

采用MIBK作为萃取剂,在盐酸体系下,对含铪合金渣中的铪进行萃取分离试验,主要考察合金渣中含量较高的锆、钛、铬和铪在萃前液不同氢离子浓度、NH4SCN浓度、有机相HSCN浓度及相比下的分离性能。结果表明,铪和锆钛分离难度较大、和铬分离较易,铪的最优分离条件为:萃前液氢离子浓度0.96mol/L、萃前液NH4SCN浓度2.56mol/L、有机相HSCN浓度2.73 mol/L、相比1。在最优条件下,铪和锆的相对分离系数为6.63,铪的分配比为1.79,对于锆含量较低的合金渣,可以有效提升锆铪分离效率,钛最好于萃取分离前进行分离。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定熔盐废渣中钪和钛

钒钛磁铁矿中因含量较低而不能被有效利用的Sc,在采用熔盐氯化法提取Ti时被富集于熔盐废渣中,为配合回收熔盐废渣中宝贵的Sc、Ti资源,建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定熔盐废渣中0.001%～0.5% Sc和0.25%～5.0%Ti的方法。采用HF、H₂SO₄溶解熔盐废渣,实验优化了其配比、用量和反应条件,确保样品被快速溶解完全,并且通过SiF₄挥发逸出、CaSO₄沉淀分离等方式尽量除去SiO₂、CaO等高含量基体组分,以及采用形成TiOSO₄络合物离子的方式解决高浓度Ti⁴⁺在低酸度介质下易水解的问题,从而减少样品测试溶液的酸度及其共存组分构成,有效降低基体效应等影响;重点试验了试液中共存组分的光谱干扰、连续背景叠加、基体效应等干扰因素的影响,通过优选待测元素的分析谱线及其检测积分和背景校正区域以及光谱仪工作参数等,并且采用同步背景校正法消除共存基体组分的影响。校准曲线中Sc线性范围为0.001%～0.5%,线性相关系数为0.999 6;Ti的线性范围为0.25%～5.0%,线性相关系数为0.999 2;方法检出限为0.000 01%Sc和0.000 38%Ti;元素的含量水平为0.01%～0.1%(质量分数)时结果的相对标准偏差(RSD,n=8)小于3%,含量水平为1.0%～5.0%(质量分数)时结果的相对标准偏差(RSD,n=8)小于1%;加标回收率为92%～109%。按照实验方法测定4个氯化提钛熔盐废渣样品,分别与ICP-AES测定稀土矿石中Sc(GB/T 17417.2—2010)和硫酸铁铵滴定法测定铁矿石中Ti(GB/T 6730.23—2006)进行比对,结果相一致。     

Preparation of ultra-high pure scandium oxide with crude product from titanium white waste acid

Recovery of scandium from titanium white waste acid is an essential source of scandium. Simple and economical production of high purity scandium remains a challenge. A new extractant, N,N,N',N'-tetracyclohexyl-diglycolamide (TCHDGA), was synthesized, and the separation performance of scandium from impurity metal ions (Ti, Mn, Ba, Fe, Al and Mg) was investigated. The effects of mixing time, acid concentration and temperature on the scandium extraction were considered. The extraction mechanism was studied by infrared spectroscopy and the Equimole Series Method. Under optimized conditions, the extractant shows a strong affinity to scandium in the nitric acid medium and high extraction separation factors between scandium and these impurity metal ions. A process for the purification of scandium was established. The crude product obtained from titanium white waste acid, 95% purity scandium oxide, can be purified to 99.99% after only one step of extraction, scrubbing, and stripping. This technology is economical and straightforward and can realize the high-value recovery of scandium in the titanium white waste acid.     

DIBK溶剂萃取法分离锆铪

以二异丁基甲酮(DIBK)作萃取剂,以TBP或P204作改质剂,从不同酸性介质中萃取分离锆铪。考察酸性介质、TBP加入量、P204加入量和盐析剂(NH4)2SO4等对萃取分离锆铪效果的影响。结果表明:DIBK只有在HSCN介质中优先萃取铪,改质剂TBP或P204的加入能显著增加铪的萃取率和锆铪的分离系数。锆铪的分离系数可达到9,与MIBK萃取分离锆铪的性能相似。     

偶氮胂Ⅲ光度法测定铝合金中微量钪

在pH 1.8的HCl-KCl缓冲溶液中,钪与偶氮胂Ⅲ形成稳定的紫红色络合物,其最大吸收峰在680 nm处。研究了酸度、偶氮胂Ⅲ用量、反应时间、共存元素等因素对显色反应的影响。结果表明:酸度和偶氮胂Ⅲ用量对体系吸光度影响较大,最佳pH值和偶氮胂Ⅲ体积范围分别为1.5~2.0和1.5~2.5 mL;温度对显色反应影响不大,室温下显色5 min即可测定,且吸光度在120 min内基本保持不变;铁、钛、锆严重干扰钪的测定,采用铜铁试剂沉淀分离的方法可消除其影响。在最佳条件下,钪在0~1.0 μg/mL范围内符合比尔定律,表观摩尔吸光系数为1.8×10⁴ L·mol^-1·cm^-1。方法用于铝合金中微量钪的测定,相对标准偏差(RSD)不超过2%,测定结果与标样认定值或对比方法(电感耦合等离子体原子发射光谱法)测定结果基本一致。     

Separation and recovery of scandium and titanium from red mud leaching liquor through a neutralization precipitation-acid leaching approach

Selective recovery of scandium and titanium from red mud leaching solution was achieved through neutralization precipitation followed by acid leaching approach.In the neutralization precipitation section,the effects of pH,temperature and reaction time on metal precipitation efficiency were investigated.Under the optimal co ndition,the precipitation efficiencies of scandium and titanium were 93.74% and 99.47%,respectively.In the acid leaching section,the effects of acidity,temperature,reaction time,and raffinate to acid solution ratio on leaching efficiency were investigated.Under the optimal condition,the leaching efficiencies of scandium and titanium were 99.97% and 5.44%,respectively.The loss of scandium and titanium were 6.3% and 5.9%,respectively.Compared with the traditional extraction procedure of scandium in red mud,this method could separate titanium from scandium effectively,which is beneficial for the purification of the products and improvement of value of the metal.     

DIBK-P350和DIBK-TOPO负载有机相中铪和锆的反萃

分别以盐酸、硫酸、碳酸氢铵、碳酸铵和碳酸钾的水溶液为反萃剂,对比研究了其对DIBK-P350体系和DIBK-TOPO体系负载有机相中铪和锆的反萃性能。结果表明,盐酸、硫酸、碳酸氢铵和碳酸钾对这两个体系负载有机相中铪和锆的反萃率或分离系数较低,不适合作为该体系的反萃剂,而碳酸铵((NH_4)_2CO_3)较适合作为反萃剂。在室温、油水相比O/A=1/2、(NH_4)_2CO_3浓度1.5~2.0mol/L的优化条件下,DIBK-P350体系负载有机相中(NH_4)_2CO_3对铪的单级反萃率和锆铪的分离系数分别达到91.61%和6.94。对DIBK-TOPO体系负载有机相反萃的优化条件为:室温、油水相比O/A=1/2、(NH_4)_2CO_3浓度2.0 mol/L,(NH_4)_2CO_3对铪的单级反萃率和锆铪的分离系数分别达94.33%和15.30。     

硫酸铵—水杨基荧光酮—乙醇体系萃取分离钨

研究了硫酸铵-水杨基荧光酮-乙醇体系萃取钨（Ⅵ）的行为及乙醇水溶液的分相条件。作为萃取溶剂的乙醇,既能萃取电中性的螯合物,又能萃取带电荷的螯合物,当溶液pH=1～2,能使 W（Ⅵ）与Fe（Ⅲ）、Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni（Ⅱ）、Mn(Ⅱ）分离。