Proses Penghasilan Skandium Oksida

Proses penghasilan skandium oksida
Formula kimia skandium oksida ialah Sc2O3. Sifat: pepejal putih. Ia mempunyai struktur padu sesquioxide nadir bumi. Ketumpatan 3.864. Takat lebur 2403 darjah ± 20 darjah . Tidak larut dalam air, larut dalam asid panas. Ia disediakan oleh penguraian haba garam skandium. Ia boleh digunakan sebagai bahan penyejatan untuk salutan semikonduktor. Buat laser keadaan pepejal panjang gelombang berubah-ubah, senapang elektron televisyen definisi tinggi, lampu halida logam, dsb.
Skandium oksida (Sc2O3) adalah salah satu produk terpenting dalam produk skandium. Sifat fizikal dan kimianya adalah serupa dengan oksida nadir bumi (seperti La2O3, Y2O3 dan Lu2O3), jadi kaedah pengeluaran yang digunakan dalam pengeluaran adalah sangat serupa. Sc2O3 boleh menghasilkan logam skandium (Sc), produk garam yang berbeza (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3, dll.) dan pelbagai aloi skandium (siri Al-Sc, Al-Zr-Sc). Produk skandium ini mempunyai nilai teknikal yang praktikal dan hasil ekonomi yang baik. Disebabkan oleh beberapa ciri Sc2O3, ia telah digunakan secara meluas dalam aloi aluminium, sumber cahaya elektrik, laser, pemangkin, pengaktif, seramik dan aeroangkasa, dan prospek pembangunannya sangat luas.
Pada tahun 1970-an, China mula membangunkan produk Sc2O3, dan produk kilogram memasuki pasaran. Pada tahun 1980-an, pengeluaran Sc2O3 China mencapai kemuncak, dengan pengeluaran mencapai lebih daripada 100 kg, terutamanya dieksport ke Jepun dan Amerika Syarikat. Sejak tahun 1990-an, Rusia telah menghasilkan sejumlah besar produk Sc2O3 dan membuangnya ke pasaran antarabangsa pada harga yang rendah, yang telah memberi kesan serius kepada pengeluaran skandium oksida di China, menjadikan pengeluaran Sc2O3 pada titik rendah, dan banyak pengeluaran. talian telah berkurangan, menjadikan kapasiti dan keluaran China dalam keadaan mengecut. Walau bagaimanapun, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pembangunan aloi Sc-Al dan bahan sumber cahaya elektrik di China telah menggalakkan pembangunan pengeluaran perindustrian Sc2O3. China kaya dengan sumber skandium. Dilaporkan bahawa rizab perindustrian skandium di dunia adalah kira-kira 2 juta tan pada masa ini, dan terdapat kira-kira 600000-650000 tan di China, mencakupi kira-kira 30 peratus daripada jumlah kandungan dunia. Selepas bertahun-tahun menjalankan penyelidikan dan amalan pengeluaran, teknologi pengeluaran dan peralatan untuk mengekstrak Sc2O3 daripada bahan mentah yang mengandungi skandium termasuk kaedah berikut:
① Kaedah pengekstrakan. Ia digunakan secara meluas dalam pengeluaran dan mempunyai ciri-ciri keluaran yang besar, kualiti yang baik, kadar pemulihan yang tinggi, kos rendah dan operasi berterusan dalam pengeluaran.
② Kaedah pertukaran ion. Ia juga sering digunakan dalam pengeluaran. Ia mempunyai ciri-ciri hasil rendah, ketulenan tinggi, hasil rendah, kos tinggi dan kitaran pengeluaran yang panjang.
③ Kromatografi resin pengekstrakan. Ia mempunyai ciri-ciri kitaran pengeluaran pendek, ketulenan tinggi, hasil tinggi dan kos rendah.
④ Kaedah pengekstrakan membran cecair. Ia adalah teknologi pengasingan baharu yang menggabungkan pengasingan membran dan pengekstrakan cecair-cecair. Tetapi tiada amalan pengeluaran pada masa ini. Sesetengah orang telah menggunakan membran cecair emulsi untuk memperkayakan Sc daripada 60mg/L kepada 1400mg/L selepas pengekstrakan primer. Dari perspektif pengekstrakan Sc2O3 di China selama bertahun-tahun, dua proses pertama hampir diterima pakai
Teknologi (pengekstrakan dan pertukaran ion). [2]
kaedah pengekstrakan
(1) Proses menghasilkan skandium oksida daripada pekat skandium dengan kaedah pengekstrakan: pekat skandium dibubarkan dengan asid hidroklorik untuk mendapatkan larutan ScCl3, dan kemudian kekotoran seperti titanium dan besi ditulenkan. Cecair tulen digunakan sebagai bahan mentah. 50 peratus TBP dan minyak tanah digunakan sebagai pengekstrak. Larutan bahan yang disediakan dan pengekstrak dimasukkan ke dalam tangki pengekstrakan untuk mengekstrak skandium. Selepas mencuci asid dan air suling untuk mengekstrak skandium, larutan yang mengandungi skandium tulen (larutan ScCl3) diperoleh dan kemudian dimendakan dengan asid oksalik. Selepas pengeringan dan pembakaran, produk Sc2O3 tulen diperolehi. Proses utama ialah: pekat skandium - pelarutan asid - penulenan - Pengekstrakan TBP skandium - pencucian asid - pelucutan skandium - pemendakan asid oksalik - pengeringan - pembakaran - pembungkusan - pergudangan (produk Sc2O3 tulen).
Peralatan utama: tangki pelarut asid, tangki pengekstrakan, tangki pemendapan, relau pembakaran, mesin pembungkusan, dll.
Kaedah pertukaran ion
Proses teknologi: sanga sisa tungsten (mengandungi Sc2O378g/t~377g/t) digunakan sebagai bahan mentah. Ia dibubarkan dalam asid hidroklorik dan ditapis, dan cecair suapan disucikan untuk mendapatkan larutan bersih ScCl3, yang digunakan sebagai cecair suapan untuk pertukaran ion selepas pencampuran. Sediakan lajur penjerapan dan lajur pemisah untuk digunakan. Cecair suapan (cecair ScCl3) mengalir ke dalam lajur penjerapan dari hujung atas lajur dan mencapai Sc3 tambah tepu untuk digunakan. Selepas menyambungkan lajur penjerapan dengan lajur pemisah, eluen akan mengalir masuk dan melalui lajur pemisah dari bahagian atas lajur penjerapan. Selepas lajur pemisahan terakhir secara stabil mengalir keluar dari larutan ScCl3, larutan ScCl3 (larutan ScCl3 tulen) boleh terus diterima ke dalam bekas pengumpul, dan kemudian keasidan diselaraskan, dan kemudian asid oksalik digunakan untuk pemendakan, penapisan, pengeringan. dan pembakaran untuk membentuk produk Sc2O3 tulen. Proses utama adalah seperti berikut: sisa sisa tungsten - pelarutan asid - penulenan - lajur penjerapan - larut lesap - menerima larutan ScCl3 - asid pelarasan - skandium mendakan - pengeringan - pembakaran - pembungkusan - pergudangan (produk Sc2O3 tulen).
Peralatan utama: tangki pelarut asid, lajur penjerapan, lajur pemisahan, tangki pemendapan, relau pembakaran, mesin pembungkusan, dll.
Kromatografi resin pengekstrakan
Proses teknologi: larutkan asap dan habuk berklorin dengan HCl, dan kemudian bersihkan untuk menjadikan cecair suapan ScCl3. Skandium diekstrak dalam tangki pengekstrakan dengan 50 peratus pengekstrak minyak tanah TBP, kekotoran dijeruk, dan skandium diekstrak semula untuk mendapatkan larutan Sc-Cl3 tulen, kemudian Sc dimendakkan dengan H2C2O4, dan Sc2O3 tulen diperoleh melalui pembakaran. Proses utama adalah seperti berikut: wasap pengoksidaan - pelarutan asid hidroklorik - penulenan - larutan ScCl3 bersih - pengekstrakan - pencucian asid - pelucutan - pemendakan - pembakaran - pembungkusan - pergudangan (produk Sc2O3 tulen).
Pengekstrakan membran cecair
Ambil cecair sisa putih titanium (mengandungi Sc2O325g/m3) sebagai bahan mentah. Dalam sistem medium asid sulfurik menggunakan minyak tanah P204 sebagai pengekstrak, skandium diekstrak daripada cecair suapan dalam tangki pengekstrakan. Selepas kekotoran disingkirkan dengan mencuci asid dengan H2SO4 dan H2O2, skandium diekstrak semula dengan larutan NaOH untuk membentuk pekat Sc (OH) 3. Sc (OH) 3 dilarutkan dalam asid hidroklorik untuk membentuk larutan ScCl3. Asid oksalik memendakan skandium (dua kali) dan membakarnya. Pakej adalah produk Sc2O3 tulen. Proses utama ialah: arak sisa titanium dioksida - penyediaan - pengekstrakan - penjerukan - pelucutan - sc (OH) 3 produk - pembubaran - pemendakan - pembakaran - pembungkusan - pergudangan (produk Sc2O3 tulen).