Processo di produzione dell'ossido di scandio

Processo di produzione dell'ossido di scandio
La formula chimica dell'ossido di scandio è Sc2O3. Natura: solido bianco. Ha una struttura cubica di sesquiossido di terre rare. Densità 3.864. Punto di fusione 2403 gradi ± 20 gradi. Insolubile in acqua, solubile in acido caldo. Viene preparato mediante decomposizione termica del sale di scandio. Può essere utilizzato come materiale di evaporazione per il rivestimento di semiconduttori. Realizza laser a stato solido a lunghezza d'onda variabile, pistole elettroniche televisive ad alta definizione, lampade ad alogenuri metallici, ecc.
L'ossido di scandio (Sc2O3) è uno dei prodotti più importanti nei prodotti di scandio. Le sue proprietà fisiche e chimiche sono simili a quelle degli ossidi di terre rare (come La2O3, Y2O3 e Lu2O3), quindi i metodi di produzione utilizzati nella produzione sono molto simili. Sc2O3 può produrre scandio metallico (Sc), prodotti di diversi sali (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3, ecc.) e varie leghe di scandio (serie Al-Sc, Al-Zr-Sc). Questi prodotti allo scandio hanno un valore tecnico pratico e buoni risultati economici. A causa di alcune caratteristiche di Sc2O3, è stato ampiamente utilizzato in leghe di alluminio, sorgenti di luce elettrica, laser, catalizzatori, attivatori, ceramica e aerospaziale e le sue prospettive di sviluppo sono molto ampie.
Negli anni '70, la Cina iniziò a sviluppare prodotti Sc2O3 e sul mercato entrarono prodotti in chilogrammi. Negli anni '80, la produzione cinese di Sc2O3 ha raggiunto il culmine, con una produzione che ha superato i 100 kg, esportati principalmente in Giappone e negli Stati Uniti. Dagli anni '90, la Russia ha prodotto un gran numero di prodotti Sc2O3 e li ha immessi nel mercato internazionale a basso prezzo, il che ha avuto un grave impatto sulla produzione di ossido di scandio in Cina, riducendo la produzione di Sc2O3 e molti produttori le linee sono diminuite, rendendo la capacità e la produzione della Cina in uno stato di contrazione. Tuttavia, negli ultimi anni, lo sviluppo della lega Sc-Al e dei materiali per sorgenti luminose elettriche in Cina ha promosso lo sviluppo della produzione industriale Sc2O3. La Cina è ricca di risorse di scandio. È stato riferito che le riserve industriali di scandio nel mondo sono attualmente di circa 2 milioni di tonnellate e ce ne sono circa 600000-650000 tonnellate in Cina, che rappresentano circa il 30 percento del contenuto totale mondiale. Dopo anni di ricerca e pratica di produzione, la tecnologia di produzione e le attrezzature per l'estrazione di Sc2O3 da materie prime contenenti scandio includono i seguenti metodi:
① Metodo di estrazione. È ampiamente utilizzato nella produzione e presenta le caratteristiche di grande produzione, buona qualità, alto tasso di recupero, basso costo e funzionamento continuo nella produzione.
② Metodo di scambio ionico. È anche spesso usato nella produzione. Ha le caratteristiche di bassa resa, elevata purezza, bassa resa, alto costo e lungo ciclo di produzione.
③ Cromatografia su resina di estrazione. Ha le caratteristiche di ciclo di produzione breve, elevata purezza, alto rendimento e basso costo.
④ Metodo di estrazione della membrana liquida. Si tratta di una nuova tecnologia di separazione che combina la separazione a membrana e l'estrazione liquido-liquido. Ma al momento non esiste una pratica di produzione. Alcune persone hanno utilizzato la membrana liquida in emulsione per arricchire Sc da 60 mg/L a 1400 mg/L dopo l'estrazione primaria. Dal punto di vista dell'estrazione di Sc2O3 in Cina da molti anni, i primi due processi sono quasi adottati
Tecnologia (estrazione e scambio ionico). [2]
metodo di estrazione
(1) Il processo di produzione dell'ossido di scandio dal concentrato di scandio mediante metodo di estrazione: il concentrato di scandio viene sciolto con acido cloridrico per ottenere la soluzione ScCl3, quindi le impurità come il titanio e il ferro vengono purificate. Il liquido purificato viene utilizzato come materia prima. Il 50% di TBP e cherosene sono stati usati come estraenti. La soluzione materiale preparata e l'estrattore vengono messi nel serbatoio di estrazione per estrarre lo scandio. Dopo il lavaggio con acido e la distillazione dell'acqua per estrarre lo scandio, si ottiene la soluzione pura contenente scandio (soluzione ScCl3) che viene poi precipitata con acido ossalico. Dopo l'essiccazione e la cottura si ottiene il prodotto Sc2O3 puro. Il processo principale è: concentrato di scandio - dissoluzione acida - purificazione - estrazione TBP dello scandio - lavaggio acido - strippaggio dello scandio - precipitazione dell'acido ossalico - essiccazione - combustione - confezionamento - stoccaggio (prodotti Sc2O3 puri).
Attrezzatura principale: serbatoio di dissoluzione dell'acido, serbatoio di estrazione, serbatoio di sedimentazione, forno ardente, macchina per l'imballaggio, ecc.
Metodo di scambio ionico
Processo tecnologico: le scorie di rifiuti di tungsteno (contenenti Sc2O378g/t~377g/t) vengono utilizzate come materia prima. Viene sciolto in acido cloridrico e filtrato e il liquido di alimentazione viene purificato per ottenere una soluzione pulita ScCl3, che viene utilizzata come liquido di alimentazione per lo scambio ionico dopo la miscelazione. Preparare la colonna di adsorbimento e la colonna di separazione per l'uso. Il liquido di alimentazione (liquido ScCl3) scorre nella colonna di adsorbimento dall'estremità superiore della colonna e raggiunge Sc3 più saturazione per l'uso. Dopo aver collegato la colonna di adsorbimento con la colonna di separazione, l'eluente fluirà dentro e attraverso la colonna di separazione dall'alto della colonna di adsorbimento. Dopo che l'ultima colonna di separazione fuoriesce stabilmente dalla soluzione ScCl3, la soluzione ScCl3 (soluzione ScCl3 pura) può essere ricevuta continuamente nel contenitore di raccolta, quindi l'acidità viene regolata e quindi l'acido ossalico viene utilizzato per precipitazione, filtrazione, essiccazione e bruciando per formare un prodotto Sc2O3 puro. Il processo principale è il seguente: residui di rifiuti di tungsteno - dissoluzione acida - purificazione - colonna di adsorbimento - lisciviazione - ricezione della soluzione ScCl3 - regolazione dell'acido - precipitazione dello scandio - essiccazione - combustione - imballaggio - stoccaggio (prodotto Sc2O3 puro).
Attrezzatura principale: serbatoio di dissoluzione dell'acido, colonna di adsorbimento, colonna di separazione, serbatoio di sedimentazione, forno ardente, macchina per l'imballaggio, ecc.
Cromatografia su resina di estrazione
Processo tecnologico: sciogliere il fumo e la polvere clorurati con HCl, quindi purificarlo per rendere liquido di alimentazione ScCl3. Lo scandio viene estratto nel serbatoio di estrazione con il 50% di estrattore di cherosene TBP, le impurità vengono messe in salamoia e lo scandio viene nuovamente estratto per ottenere una soluzione Sc-Cl3 pura, quindi Sc viene precipitato con H2C2O4 e si ottiene Sc2O3 puro mediante combustione. Il processo principale è il seguente: fumi di ossidazione - dissoluzione acido cloridrico - purificazione - soluzione ScCl3 netta - estrazione - lavaggio acido - strippaggio - precipitazione - combustione - confezionamento - stoccaggio (prodotto Sc2O3 puro).
Estrazione da membrana liquida
Prendi il liquido di scarto bianco di titanio (contenente Sc2O325g/m3) come materia prima. Nel sistema a mezzo di acido solforico che utilizza il cherosene P204 come estraente, lo scandio viene estratto dal liquido di alimentazione nel serbatoio di estrazione. Dopo che le impurità sono state rimosse mediante lavaggio acido con H2SO4 e H2O2, lo scandio viene nuovamente estratto con una soluzione di NaOH per formare il concentrato di Sc(OH)3. Lo Sc (OH) 3 viene sciolto in acido cloridrico per formare la soluzione ScCl3. L'acido ossalico precipita lo scandio (due volte) e lo brucia. Il pacchetto è puro prodotto Sc2O3. Il processo principale è: liquore di scarto di biossido di titanio - preparazione - estrazione - decapaggio - strippaggio - prodotto sc (OH) 3 - dissoluzione - precipitazione - combustione - confezionamento - stoccaggio (prodotto Sc2O3 puro).