從工業(yè)廢液中直接提取氧化鈧的工藝研究

水處理網(wǎng)訊:由于從含鈧礦物中直接提取鈧制品較困難，因而目前主要從處理含鈧礦物的副產(chǎn)物如廢渣、廢水、煙塵、赤泥中回收和提取氧化鈧，再以高純氧化鈧制備金屬鈧、鈧鋁中間合金、鈧鹽等鈧產(chǎn)品。據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2019-2023年中國(guó)鈧產(chǎn)品行業(yè)市場(chǎng)供需現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告 》，目前從工業(yè)廢液中直接提取鈧的工藝主要有三種：溶劑萃取法、化學(xué)沉淀法、離子交換法。

溶劑萃取法

溶劑萃取法中，首先將有機(jī)相和水相相互混合，待水相中要分離出來(lái)的物質(zhì)進(jìn)入有機(jī)相后，再通過(guò)兩相質(zhì)量密度的不同而將兩相分開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)液體混合物的分離或提純。該法是富積和提取鈧最為重要的方法，具有選擇性好、處理量大、操作簡(jiǎn)單、適用介質(zhì)條件及應(yīng)用范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)。由于萃取液性質(zhì)和機(jī)制的不同，萃取劑包含酸性含磷萃取劑、羧酸萃取劑、中性含磷萃取劑、螯合萃取劑等4類。在鈧的提取利用中，應(yīng)用最廣的萃取劑為有機(jī)磷酸類，常用的萃取劑有2-乙基己基磷酸、磷酸三丁酯、十二氨基磷酸等。

化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是富集和提取鈧的一種比較成熟而常用的方法，且其工藝較為簡(jiǎn)單。采用化學(xué)沉淀法提取鈧時(shí)，需要選擇最佳的沉淀劑。根據(jù)不同礦物體系的特點(diǎn)，可供選擇的沉淀劑通常有氫氧化物、氨水、草酸鹽、碳酸鹽、氟化物及二元酒石酸鹽等。

例如從含鈧氯化煙塵的鹽酸浸出液中采用沉淀法進(jìn)行鈧與鐵、錳的分離時(shí)，先用濃度為0.1mol•L-1的NaOH溶液調(diào)整溶液pH值，使沉淀劑只與Sc3+反應(yīng)生成沉淀，鐵以Fe2+的形式存在。因?yàn)槌恋韯┰谒嵝匀芤褐谐恋?，但在堿性溶液中溶解，而Sc3+正好相反。根據(jù)這一原理，用稀鹽酸溶解沉淀物，就能將Sc3+以ScCl3的形式從沉淀劑中分離出來(lái)，在提取鈧的同時(shí)又能分離鐵、凈化鈧，整個(gè)處理過(guò)程鈧的沉淀率達(dá)100%。

離子交換法

離子交換法是實(shí)現(xiàn)鈧與某些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性質(zhì)相似的較難分離元素之間的有效分離方法之一，其分離效果好，適用于生產(chǎn)高純度的氧化鈧，現(xiàn)已得到了廣泛的應(yīng)用。目前，鈧離子交換工藝中使用的樹(shù)脂主要有Dowex-50，BioRad AG50W，X8，Diaiom SK1等陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，以及Dowexl，Ab-17等陰離子交換樹(shù)脂。由于鈧具有較強(qiáng)的化學(xué)活性，在低酸度介質(zhì)（HCl或H2SO4）中，可用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換分離樹(shù)脂上的Sc與Fe、Al、Ti、Ur等元素，然后用一定濃度的硫酸作洗脫劑就可使鈧和雜質(zhì)元素得到有效分離；同時(shí)，鈧能形成硫酸鹽絡(luò)陰離子，利用這一性質(zhì)，可用堿性陰離子交換并分離樹(shù)脂中不能形成硫酸鹽絡(luò)陰離子的Al、Ca、Cd、Co、Cu、Zn、Mg、Ni等元素。

新思界行業(yè)研究員表示，目前我國(guó)在鈧提取和回收上存在的問(wèn)題主要是成本較高、回收率和產(chǎn)品純度不高。因此，萃取和離子交換技術(shù)是提取鈧的高效處理方法，但處理過(guò)程的工藝較為復(fù)雜，為此將沉淀、萃取和離子交換等新、老處理技術(shù)優(yōu)化組合，不失為可行的方案和路線。此外，尋找高效的萃取劑，完善和改進(jìn)生產(chǎn)工藝設(shè)備，借此提高鈧產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的回收率和純度也值得探究。

原標(biāo)題:從工業(yè)廢液中直接提取氧化鈧的工藝研究