Proces výroby oxidu skandia

Proces výroby oxidu skandia
Chemický vzorec oxidu skandia je Sc2O3. Povaha: biela tuhá látka. Má kubickú štruktúru seskvioxidu vzácnych zemín. Hustota 3.864. Teplota topenia 2403 °C ± 20 °C. Nerozpustný vo vode, rozpustný v horúcej kyseline. Pripravuje sa tepelným rozkladom skandiovej soli. Môže sa použiť ako odparovací materiál na poťahovanie polovodičov. Vyrábajte polovodičové lasery s premenlivou vlnovou dĺžkou, televízne elektrónové delá s vysokým rozlíšením, halogenidové výbojky atď.
Oxid skandia (Sc2O3) je jedným z najdôležitejších produktov v produktoch skandia. Jeho fyzikálne a chemické vlastnosti sú podobné vlastnostiam oxidov vzácnych zemín (ako La2O3, Y2O3 a Lu2O3), takže výrobné metódy používané pri výrobe sú veľmi podobné. Sc2O3 môže produkovať kov skandia (Sc), produkty rôznych solí (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3 atď.) a rôzne zliatiny skandia (séria Al-Sc, Al-Zr-Sc). Tieto výrobky Scandium majú praktickú technickú hodnotu a dobré ekonomické výsledky. Vďaka niektorým vlastnostiam Sc2O3 sa široko používa v hliníkových zliatinách, elektrických svetelných zdrojoch, laseroch, katalyzátoroch, aktivátoroch, keramike a leteckom priemysle a jeho vývojové vyhliadky sú veľmi široké.
V 70. rokoch začala Čína vyvíjať produkty Sc2O3 a na trh vstúpili kilogramové produkty. V 80. rokoch minulého storočia dosiahla čínska produkcia Sc2O3 vrchol, pričom produkcia dosiahla viac ako 100 kg, pričom sa vyvážalo najmä do Japonska a Spojených štátov amerických. Od 90. rokov minulého storočia Rusko vyrábalo veľké množstvo produktov Sc2O3 a uvrhlo ich na medzinárodný trh za nízku cenu, čo vážne ovplyvnilo výrobu oxidu skandia v Číne, čím sa výroba Sc2O3 na nízkej úrovni a množstvo výroby linky vypadli, čím sa čínska kapacita a produkcia zmenšujú. V posledných rokoch však vývoj zliatiny Sc-Al a materiálov elektrických zdrojov svetla v Číne podporil rozvoj priemyselnej výroby Sc2O3. Čína je bohatá na zdroje skandia. Uvádza sa, že priemyselné zásoby skandia vo svete sú v súčasnosti asi 2 milióny ton a v Číne je asi 600000-650000 ton, čo predstavuje asi 30 percent celkového svetového obsahu. Po rokoch výskumu a výrobnej praxe výrobná technológia a zariadenie na extrakciu Sc2O3 zo surovín obsahujúcich skandium zahŕňajú nasledujúce metódy:
① Metóda extrakcie. Je široko používaný vo výrobe a má vlastnosti veľkého výkonu, dobrej kvality, vysokej miery obnovy, nízkych nákladov a nepretržitej prevádzky vo výrobe.
② Metóda iónovej výmeny. Často sa používa aj vo výrobe. Má vlastnosti nízkeho výťažku, vysokej čistoty, nízkeho výťažku, vysokých nákladov a dlhého výrobného cyklu.
③ Extrakčná živicová chromatografia. Má vlastnosti krátkeho výrobného cyklu, vysokej čistoty, vysokého výťažku a nízkych nákladov.
④ Metóda extrakcie tekutou membránou. Ide o novú separačnú technológiu spájajúcu membránovú separáciu a extrakciu kvapalina-kvapalina. V súčasnosti však neexistuje žiadna výrobná prax. Niektorí ľudia použili membránu emulznej kvapaliny na obohatenie Sc zo 60 mg/l na 1400 mg/l po primárnej extrakcii. Z pohľadu ťažby Sc2O3 v Číne po mnoho rokov sú prvé dva procesy takmer prijaté
Technológia (extrakcia a iónová výmena). [2]
extrakčná metóda
(1) Proces výroby oxidu skandia z koncentrátu skandia extrakčnou metódou: koncentrát skandia sa rozpustí v kyseline chlorovodíkovej, aby sa získal roztok ScCl3, a potom sa čistia nečistoty, ako je titán a železo. Ako surovina sa používa vyčistená kvapalina. Ako extrakčné činidlo sa použilo 50 percent TBP a petrolej. Pripravený materiálový roztok a extrakčné činidlo sa vložia do extrakčnej nádrže na extrakciu skandia. Po premytí kyselinou a destilácii vody na extrakciu skandia sa získa čistý roztok obsahujúci skandium (roztok ScCl3), ktorý sa potom vyzráža kyselinou šťaveľovou. Po vysušení a spálení sa získa čistý produkt Sc203. Hlavným procesom je: koncentrát skandia - rozpustenie kyseliny - čistenie - extrakcia skandia TBP - premývanie kyselinou - stripovanie skandia - vyzrážanie kyselinou šťaveľovou - sušenie - spaľovanie - balenie - skladovanie (čisté produkty Sc2O3).
Hlavné vybavenie: nádrž na rozpúšťanie kyselín, extrakčná nádrž, sedimentačná nádrž, horiaca pec, baliaci stroj atď.
Metóda iónovej výmeny
Technologický postup: ako surovina sa používa volfrámová odpadová troska (obsahujúca Sc2O378g/t~377g/t). Rozpustí sa v kyseline chlorovodíkovej a prefiltruje a napájacia kvapalina sa prečistí, čím sa získa čistý roztok ScCl3, ktorý sa po zmiešaní použije ako napájacia kvapalina na výmenu iónov. Pripravte adsorpčnú kolónu a separačnú kolónu na použitie. Napájacia kvapalina (kvapalina ScCl3) prúdi do adsorpčnej kolóny z horného konca kolóny a dosahuje Sc3 plus nasýtenie na použitie. Po prepojení adsorpčnej kolóny so separačnou kolónou bude eluent prúdiť do a cez separačnú kolónu z hornej časti adsorpčnej kolóny. Potom, čo posledná separačná kolóna stabilne vyteká z roztoku ScCl3, je možné roztok ScCl3 (čistý roztok ScCl3) kontinuálne prijímať do zbernej nádoby a následne upraviť kyslosť a následne použiť kyselinu šťaveľovú na vyzrážanie, filtráciu, sušenie a spálením za vzniku čistého produktu Sc203. Hlavný proces je nasledovný: zvyšok volfrámového odpadu - rozpustenie kyseliny - čistenie - adsorpčná kolóna - lúhovanie - príjem roztoku ScCl3 - úprava kyseliny - zrážanie skandia - sušenie - spaľovanie - balenie - skladovanie (čistý produkt Sc2O3).
Hlavné vybavenie: nádrž na rozpúšťanie kyselín, adsorpčná kolóna, separačná kolóna, sedimentačná nádrž, spaľovacia pec, baliaci stroj atď.
Extrakčná živicová chromatografia
Technologický postup: rozpustite chlórovaný dym a prach pomocou HCl a potom ho vyčistite, aby sa privádzala kvapalina ScCl3. Skandium sa extrahuje v extrakčnej nádrži s 50 percentným TBP-petrolejovým extraktantom, nečistoty sa morejú a skandium sa extrahuje späť, aby sa získal čistý roztok Sc-Cl3, potom sa Sc vyzrážal H2C2O4 a čistý Sc2O3 sa získal spálením. Hlavný proces je nasledovný: oxidačné výpary - rozpustenie kyseliny chlorovodíkovej - čistenie - čistý roztok ScCl3 - extrakcia - kyslé premývanie - stripovanie - zrážanie - spaľovanie - balenie - skladovanie (čistý produkt Sc2O3).
Kvapalná membránová extrakcia
Vezmite titánovú bielu odpadovú kvapalinu (obsahujúcu Sc2O325g/m3) ako surovinu. V strednom systéme kyseliny sírovej s použitím kerozínu P204 ako extrakčného činidla sa skandium extrahuje z napájacej kvapaliny v extrakčnej nádrži. Po odstránení nečistôt kyslým premytím H2SO4 a H202 sa skandium extrahuje späť roztokom NaOH za vzniku koncentrátu Sc(OH)3. Sc(OH)3 sa rozpustí v kyseline chlorovodíkovej za vzniku roztoku ScCl3. Kyselina šťaveľová zráža skandium (dvakrát) a spaľuje ho. Balenie je čistý produkt Sc2O3. Hlavným procesom je: odpadový lúh oxidu titaničitého - príprava - extrakcia - morenie - stripovanie - produkt SC (OH) 3 - rozpúšťanie - zrážanie - spaľovanie - balenie - skladovanie (čistý produkt Sc2O3).