Skandiumoksiidi tootmisprotsess

Skandiumoksiidi tootmisprotsess
Skandiumoksiidi keemiline valem on Sc2O3. Iseloom: valge tahke aine. Sellel on haruldaste muldmetallide seskvioksiidi kuupkonstruktsioon. Tihedus 3.864. Sulamistemperatuur 2403 kraadi ± 20 kraadi. Vees lahustumatu, kuumas happes lahustuv. Seda valmistatakse skandiumsoola termilisel lagunemisel. Seda saab kasutada pooljuhtkatte aurustusmaterjalina. Valmistage muutuva lainepikkusega tahkislasereid, kõrglahutusega televisiooni elektronkahureid, metallhalogeniidlampe jne.
Skandiumioksiid (Sc2O3) on skandiumtoodetes üks olulisemaid tooteid. Selle füüsikalised ja keemilised omadused on sarnased haruldaste muldmetallide oksiidide (nagu La2O3, Y2O3 ja Lu2O3) omadega, mistõttu on tootmises kasutatavad tootmismeetodid väga sarnased. Sc2O3 abil saab toota skandiummetalli (Sc), erinevate soolade (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3 jne) tooteid ja erinevaid skandiumisulameid (Al-Sc, Al-Zr-Sc seeria). Nendel skandiumtoodetel on praktiline tehniline väärtus ja head majandustulemused. Sc2O3 mõningate omaduste tõttu on seda laialdaselt kasutatud alumiiniumisulamites, elektrilistes valgusallikates, laserites, katalüsaatorites, aktivaatorites, keraamikas ja kosmosetööstuses ning selle arenguväljavaated on väga laiad.
1970. aastatel hakati Hiinas välja töötama Sc2O3 tooteid ja turule tulid kilogrammid. 1980. aastatel saavutas Hiina Sc2O3 tootmine haripunkti, toodang ulatus üle 100 kg, mida eksporditi peamiselt Jaapanisse ja Ameerika Ühendriikidesse. Alates 1990. aastatest on Venemaa tootnud suurel hulgal Sc2O3 tooteid ja visanud need madala hinnaga rahvusvahelisele turule, mis on tõsiselt mõjutanud skandiumoksiidi tootmist Hiinas, muutes Sc2O3 tootmise madalseisus ja paljudes toodangus. liinid on maas, mistõttu Hiina võimsus ja toodang väheneb. Viimastel aastatel on Sc-Al sulami ja elektrilise valgusallika materjalide arendamine Hiinas aga soodustanud Sc2O3 tööstusliku tootmise arengut. Hiina on rikas skandiumiressursside poolest. Teadaolevalt on maailmas skandiumi tööstuslikud varud praegu umbes 2 miljonit tonni ja Hiinas on umbes 600000-650000 tonni, mis moodustab umbes 30 protsenti maailma kogusisaldusest. Pärast aastatepikkust uurimis- ja tootmispraktikat hõlmavad skandiumi sisaldavatest toorainetest Sc2O3 eraldamise tootmistehnoloogia ja seadmed järgmisi meetodeid:
① Ekstraheerimismeetod. Seda kasutatakse laialdaselt tootmises ja sellel on suur toodang, hea kvaliteet, kõrge taaskasutamise määr, madal hind ja pidev töö.
② Ioonivahetusmeetod. Seda kasutatakse sageli ka tootmises. Sellel on madala saagise, kõrge puhtusastme, madala saagise, kõrge hinna ja pika tootmistsükli omadused.
③ Ekstraheerimisvaigu kromatograafia. Sellel on lühikesed tootmistsüklid, kõrge puhtusaste, kõrge saagikus ja madal hind.
④ Vedelmembraani ekstraheerimismeetod. See on uus eraldustehnoloogia, mis ühendab membraanide eraldamise ja vedeliku-vedeliku ekstraheerimise. Tootmispraktika aga praegu puudub. Mõned inimesed on kasutanud emulsioonvedelikku membraani Sc rikastamiseks 60 mg/l kuni 1400 mg/l pärast esmast ekstraheerimist. Hiinas paljude aastate jooksul Sc2O3 ekstraheerimise vaatenurgast on kaks esimest protsessi peaaegu kasutusele võetud
Tehnoloogia (ekstraheerimine ja ioonivahetus). [2]
ekstraheerimise meetod
(1) Protsess skandiumoksiidi tootmiseks skandiumkontsentraadist ekstraheerimismeetodil: skandiumkontsentraat lahustatakse vesinikkloriidhappega, et saada ScCl3 lahus, ning seejärel puhastatakse lisandid, nagu titaan ja raud. Toorainena kasutatakse puhastatud vedelikku. Ekstraheerijana kasutati 50 protsenti TBP-d ja petrooleumi. Valmistatud materjalilahus ja ekstraktsioon asetatakse skandiumi eraldamiseks ekstraheerimispaaki. Pärast happega pesemist ja vee destilleerimist skandiumi ekstraheerimiseks saadakse puhas skandiumi sisaldav lahus (ScCl3 lahus), mis sadestatakse seejärel oblikhappega. Pärast kuivatamist ja põletamist saadakse puhas Sc2O3 produkt. Põhiprotsess on: skandiumi kontsentraat - happe lahustamine - puhastamine - skandiumi TBP ekstraheerimine - happeline pesemine - skandiumi eemaldamine - oksaalhappe sadestamine - kuivatamine - põletamine - pakendamine - ladustamine (puhtad Sc2O3 tooted).
Peamised seadmed: happe lahustamispaak, ekstraktsioonipaak, settepaak, põletusahi, pakkimismasin jne.
Ioonivahetusmeetod
Tehnoloogiline protsess: toorainena kasutatakse volframijäätmete räbu (sisaldab Sc2O378g/t ~ 377g/t). See lahustatakse vesinikkloriidhappes ja filtreeritakse ning toitevedelik puhastatakse, et saada puhas ScCl3 lahus, mida kasutatakse pärast segamist toitevedelikuna ioonivahetuseks. Valmistage adsorptsioonikolonn ja eralduskolonn kasutamiseks ette. Toitevedelik (ScCl3 vedelik) voolab kolonni ülemisest otsast adsorptsioonikolonni ja saavutab Sc3 pluss küllastuse kasutamiseks. Pärast adsorptsioonikolonni ühendamist eralduskolonniga voolab eluent eralduskolonni sisse ja läbi adsorptsioonikolonni ülaosast. Pärast seda, kui viimane eralduskolonn ScCl3 lahusest stabiilselt välja voolab, saab ScCl3 lahust (puhas ScCl3 lahus) pidevalt kogumismahutisse vastu võtta, seejärel reguleeritakse happesust ning seejärel kasutatakse oksaalhapet sadestamiseks, filtreerimiseks, kuivatamiseks. ja põletamine, et moodustada puhas Sc2O3 saadus. Põhiprotsess on järgmine: volframijäätmete jäägid - happe lahustamine - puhastamine - adsorptsioonikolonn - leostumine - ScCl3 lahuse vastuvõtmine - happe reguleerimine - skandiumi sadestamine - kuivatamine - põletamine - pakendamine - ladustamine (puhas Sc2O3 toode).
Peamised seadmed: happe lahustamispaak, adsorptsioonikolonn, eralduskolonn, settepaak, põletusahi, pakkimismasin jne.
Ekstraheerimisvaigu kromatograafia
Tehnoloogiline protsess: lahustage klooritud suits ja tolm HCl-ga ning seejärel puhastage see ScCl3 toitevedelikuks. Skandium ekstraheeritakse ekstraheerimispaagis 50-protsendilise TBP-petrooleumi ekstraktandiga, lisandid marineeritakse ja skandium ekstraheeritakse tagasi puhta Sc-Cl3 lahuse saamiseks, seejärel Sc sadestatakse H2C2O4-ga ja puhas Sc2O3 saadakse põletamisel. Põhiprotsess on järgmine: oksüdatsioonisuits - vesinikkloriidhappe lahustamine - puhastamine - ScCl3 netolahus - ekstraheerimine - happega pesemine - eemaldamine - sadestamine - põletamine - pakendamine - ladustamine (puhas Sc2O3 toode).
Vedelmembraani ekstraheerimine
Võtke tooraineks titaanvalge jäätmevedelik (sisaldab Sc2O325g/m3). Väävelhappesöötme süsteemis, kus ekstraheerijana kasutatakse petrooleumi P204, ekstraheeritakse skandium ekstraheerimispaagis olevast toitevedelikust. Pärast lisandite eemaldamist happepesuga H2SO4 ja H2O2-ga ekstraheeritakse skandium tagasi NaOH lahusega, et moodustada Sc(OH)3 kontsentraat. Sc(OH)3 lahustatakse vesinikkloriidhappes, et moodustada ScCl3 lahus. Oksaalhape sadestab skandiumi (kaks korda) ja põletab selle. Pakend on puhas Sc2O3 toode. Põhiprotsess on: titaandioksiidi jääkvedelik - valmistamine - ekstraheerimine - peitsimine - eemaldamine - sc (OH) 3 toode - lahustamine - sadestamine - põletamine - pakendamine - ladustamine (puhas Sc2O3 toode).