Processo de produção de óxido de escândio

Processo de produção de óxido de escândio
A fórmula química do óxido de escândio é Sc2O3. Natureza: sólido branco. Tem estrutura cúbica de sesquióxido de terras raras. Densidade 3.864. Ponto de fusão 2403 graus ± 20 graus. Insolúvel em água, solúvel em ácido quente. É preparado pela decomposição térmica do sal de escândio. Pode ser usado como material de evaporação para revestimento de semicondutores. Faça lasers de estado sólido de comprimento de onda variável, canhões de elétrons de televisão de alta definição, lâmpadas de iodetos metálicos, etc.
O óxido de escândio (Sc2O3) é um dos produtos mais importantes nos produtos de escândio. Suas propriedades físicas e químicas são semelhantes às dos óxidos de terras raras (como La2O3, Y2O3 e Lu2O3), portanto, os métodos de produção usados ​​na produção são muito semelhantes. Sc2O3 pode produzir escândio metálico (Sc), produtos de diferentes sais (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3, etc.) e várias ligas de escândio (série Al-Sc, Al-Zr-Sc). Esses produtos de escândio têm valor técnico prático e bons resultados econômicos. Devido a algumas características do Sc2O3, ele tem sido amplamente utilizado em ligas de alumínio, fontes de luz elétrica, lasers, catalisadores, ativadores, cerâmicas e aeroespacial, e suas perspectivas de desenvolvimento são muito amplas.
Na década de 1970, a China começou a desenvolver produtos Sc2O3 e produtos em quilogramas entraram no mercado. Na década de 1980, a produção de Sc2O3 na China atingiu um clímax, com a produção atingindo mais de 100 kg, exportada principalmente para o Japão e os Estados Unidos. Desde a década de 1990, a Rússia produziu um grande número de produtos Sc2O3 e os lançou no mercado internacional a um preço baixo, o que afetou seriamente a produção de óxido de escândio na China, tornando a produção de Sc2O3 em um ponto baixo e muitos as linhas caíram, tornando a capacidade e a produção da China em um estado de encolhimento. No entanto, nos últimos anos, o desenvolvimento da liga Sc-Al e materiais de fonte de luz elétrica na China promoveu o desenvolvimento da produção industrial de Sc2O3. A China é rica em recursos de escândio. É relatado que as reservas industriais de escândio no mundo são de cerca de 2 milhões de toneladas no momento, e há cerca de 600000-650000 toneladas na China, respondendo por cerca de 30 por cento do conteúdo total do mundo. Após anos de pesquisa e prática de produção, a tecnologia de produção e equipamentos para extração de Sc2O3 de matérias-primas contendo escândio incluem os seguintes métodos:
① Método de extração. É amplamente utilizado na produção e possui características de grande produção, boa qualidade, alta taxa de recuperação, baixo custo e operação contínua na produção.
② Método de troca iônica. Também é frequentemente usado na produção. Tem as características de baixo rendimento, alta pureza, baixo rendimento, alto custo e longo ciclo de produção.
③ Cromatografia de resina de extração. Tem as características de ciclo de produção curto, alta pureza, alto rendimento e baixo custo.
④ Método de extração por membrana líquida. É uma nova tecnologia de separação que combina separação por membrana e extração líquido-líquido. Mas não há prática de produção no momento. Algumas pessoas usaram membrana líquida de emulsão para enriquecer Sc de 60mg/L para 1400mg/L após a extração primária. Da perspectiva da extração de Sc2O3 na China por muitos anos, os dois primeiros processos são quase adotados
Tecnologia (extração e troca iônica). [2]
método de extração
(1) O processo de produção de óxido de escândio a partir do concentrado de escândio pelo método de extração: o concentrado de escândio é dissolvido com ácido clorídrico para obter a solução ScCl3 e, em seguida, as impurezas, como titânio e ferro, são purificadas. O líquido purificado é usado como matéria-prima. 50% de TBP e querosene foram usados ​​como extrator. A solução do material preparado e o extrator são colocados no tanque de extração para extrair o escândio. Após lavagem ácida e água destilada para extrair o escândio, a solução contendo escândio puro (solução ScCl3) é obtida e então precipitada com ácido oxálico. Após secagem e queima, obtém-se o produto Sc2O3 puro. O processo principal é: concentrado de escândio - dissolução ácida - purificação - extração TBP de escândio - lavagem ácida - remoção de escândio - precipitação de ácido oxálico - secagem - queima - embalagem - armazenamento (produtos Sc2O3 puros).
Equipamento principal: tanque de dissolução de ácido, tanque de extração, tanque de sedimentação, forno de queima, máquina de embalagem, etc.
Método de troca iônica
Processo tecnológico: escória residual de tungstênio (contendo Sc2O378g/t~377g/t) é utilizada como matéria-prima. É dissolvido em ácido clorídrico e filtrado, e o líquido de alimentação é purificado para obter a solução limpa ScCl3, que é usada como líquido de alimentação para troca iônica após a mistura. Prepare a coluna de adsorção e a coluna de separação para uso. O líquido de alimentação (líquido ScCl3) flui para a coluna de adsorção a partir da extremidade superior da coluna e atinge Sc3 mais saturação para uso. Depois de conectar a coluna de adsorção com a coluna de separação, o eluente fluirá para dentro e através da coluna de separação a partir do topo da coluna de adsorção. Depois que a última coluna de separação flui de forma estável para fora da solução ScCl3, a solução ScCl3 (solução ScCl3 pura) pode ser continuamente recebida no recipiente coletor e, em seguida, a acidez é ajustada e, em seguida, o ácido oxálico é usado para precipitação, filtração, secagem e queima para formar o produto Sc2O3 puro. O processo principal é o seguinte: resíduo de tungstênio - dissolução ácida - purificação - coluna de adsorção - lixiviação - recebimento da solução ScCl3 - ajuste do ácido - precipitação do escândio - secagem - queima - embalagem - armazenamento (produto Sc2O3 puro).
Equipamento principal: tanque de dissolução de ácido, coluna de adsorção, coluna de separação, tanque de sedimentação, forno de queima, máquina de embalagem, etc.
Cromatografia de resina de extração
Processo tecnológico: dissolver a fumaça clorada e a poeira com HCl e, em seguida, purificá-la para tornar o líquido de alimentação ScCl3. O escândio é extraído no tanque de extração com extrator TBP-querosene a 50 por cento, as impurezas são decapadas e o escândio é extraído de volta para obter a solução Sc-Cl3 pura, então o Sc é precipitado com H2C2O4 e o Sc2O3 puro é obtido por queima. O processo principal é o seguinte: fumaça de oxidação - dissolução de ácido clorídrico - purificação - solução líquida de ScCl3 - extração - lavagem ácida - decapagem - precipitação - queima - embalagem - armazenamento (produto Sc2O3 puro).
Extração de membrana líquida
Tome o líquido residual branco de titânio (contendo Sc2O325g/m3) como matéria-prima. No sistema de meio ácido sulfúrico usando querosene P204 como extrator, o escândio é extraído do líquido de alimentação no tanque de extração. Depois que as impurezas são removidas por lavagem ácida com H2SO4 e H2O2, o escândio é extraído de volta com solução de NaOH para formar o concentrado Sc (OH) 3 . O Sc (OH) 3 é dissolvido em ácido clorídrico para formar a solução ScCl3. O ácido oxálico precipita o escândio (duas vezes) e o queima. A embalagem é um produto Sc2O3 puro. O processo principal é: licor residual de dióxido de titânio - preparação - extração - decapagem - decapagem - produto sc (OH) 3 - dissolução - precipitação - queima - embalagem - armazenamento (produto Sc2O3 puro).