前苏联以0.4M P204自钛白母液中提取钪,O/A=1/100时钪差不多能完全同钛、铁、钙等杂质分离,用固体NaF反萃钪,再用3%H2SO4溶解,扩大试验钪的收率为85~90% 。杨健等[6]在用P204-TBP从钛白母液中提钪时,先加入抑制剂,抑制P204对铁、钛的萃取,而后用混酸及硫酸洗涤萃取有机相,使有机相中TiO2含量降至0.1mg/l,Fe含量降至0.5mg/l 。冯彦琳等人[9]以P507-N7301-煤油混合萃取剂提钪,萃取率达95%以上,二次草酸沉淀Sc2O3产品纯度达99%以上 。聂利等人[10]采用两段提钪,第一段采用P507-癸醇-煤油萃取,第二段用P5709-TBP-煤油萃取,钪浓缩50倍多 。刘慧中[11]先用N1923选择性萃钪,而后再加TBP萃钪进一步除杂,两段钪总共浓缩了50多倍,草酸精制后Sc2O3纯度为99%,回收率为84% 。此外离子交换法[12]、乳状液膜法[13]也已用于钛白废液提钪 。
(2)从氯化烟尘中提取钪
在钛铁矿进行电弧炉熔炼高钛渣时,由于Sc2O3与铌、铀、钒等氧化物一样生成热高、故很稳定,不会被还原而留在高钛渣中 。将此高钛渣进行高温氯化生产TiCl4时,钪在氯化烟尘中被富集 。抚顺铝厂五一分厂建成的生产线年生产氧化钪20~30kg 。柯家骏等[14]查明钪在氯化烟尘中含量可达0.03~0.12%,主要形式是ScCl3;并研究了湿法冶金提取Sc2O3的流程,包括水浸、TBP煤油溶液萃取、草酸沉淀净化及灼烧等单元操作,先后进行了小型和扩大试验,得到纯度99.5%的Sc2O3产品;从氯化烟尘到产品,钪回收率为60% 。谢丽娜[15,16]采用低浓度的烷基膦(磷)酸(P507,P204)在小相比下,直接从存在大量Fe3+ 的浸出液中萃取钪 。采用乙醇为助反萃剂,可在室温下反萃钪;并使用0.4%HF洗锆使钪锆分离系数达βSc/Zr=1893 。杨智发等人[17]采用P5709-N235-煤油萃取钪,5MHCl 60℃反萃,可使Sc3+与Fe3+、Fe2+、Ti3+、Al3+、Mn2+、Ca2+等完全分离,较好解决了Sc3+/Fe3+分离及分相慢等问题 。何锦林等人[18,19]从氯化烟尘中提钪时,采用P204萃取分离铁锰,NaOH反萃,钪富集83倍;化学精制采用盐酸溶解,TBP-浓盐酸萃取钪分离RE和Dowex50W-X8交换树脂吸附钪,得到Sc纯度99.5%,实收率56% 。孙本良等人[20,21]以一种有机多元弱酸沉淀剂沉淀氯化烟尘盐酸浸出液中的钪,经两次沉淀、两次酸解后,浸出液中的铁锰去除率达99.8%以上,钪的沉淀率可达100%;继而采用P204+改质剂+磺化煤油为萃取剂,O/A=1/20,室温下萃取钪,DSc达139,钪与铁、锰的分离系数分别达到9270和10700;5%NaOH反萃钪,反萃率达99.6% 。林维明等[22]采用苄基化氧萃取钪,钪的收率为98.3% 。
(3)从选钛尾矿中提取钪
攀枝花已建成设计规模1350万t/a的选矿厂,年产铁精矿588.3万吨,年产的尾矿达745.53万吨,亟待综合利用 。张宗华[23]在“八五”攻关“攀枝花钒钛磁铁矿综合提钪试验研究”时检测当时铁选厂原矿含钪27.00g/t 。按设计规模计算,每年从处理矿石中回收钪364.25t,其价值为244.25亿元 。他们以含钪 63g/t选钛尾矿为原料,采用预处理磁选或加剂处理电选的工艺,可分选出尾矿中的钛辉石、长石,含钪分别为114g/t、121g/t;采用加助溶剂盐酸浸出钪,浸出率可达93.64%;采用碱熔合水解盐酸浸出钪,浸出率可达97.90%;用TBP萃取钪,萃取率可达98.90%;用水反萃,反萃取率为98.00%;再用草酸精制可得到品位为99.95%的Sc2O3产品,其市价为3.6万元/kg 。由于价格较贵,市场容量小,至今未建厂生产 。
小结:
综上所述,钛白母液中的钪呈离子态,提取工艺简单,故早期氧化钪的生产多以此为原料;但其中钪的含量低(10~25ppm),且受钛白粉生产的制约(年产1000t钛白粉可回收几十公斤氧化钪) 。氯化烟尘中的钪以ScCl3形式存在,回收难度也不大,问题是氯化烟尘的资源是否充足;假设其中的氧化钪含量平均为500ppm,若要得到50kg氧化钪产品,至少要处理100t氯化烟尘,处理量是相当大的 。钛尾矿中钪主要赋存在(Ca、Mg、Al、Ti)Si2O6硅酸盐结构的辉石中,尾矿的分解是难点,往往要经过酸化或碱化高温(~1000℃)熔融;但尾矿产出量很大,伴随采出的钪的绝对量相当可观,为钪的生产提供了充足的原料;不过,处理尾矿还必须兼顾其它资源的综合利用 。
参考资料:
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