Proces výroby oxidu skandia

Proces výroby oxidu skandia
Chemický vzorec oxidu skandia je Sc2O3. Povaha: bílá pevná látka. Má krychlovou strukturu seskvioxidu vzácných zemin. Hustota 3.864. Teplota tání 2403 stupňů ± 20 stupňů. Nerozpustný ve vodě, rozpustný v horké kyselině. Připravuje se tepelným rozkladem skandiové soli. Může být použit jako odpařovací materiál pro povlakování polovodičů. Vyrábějte pevnolátkové lasery s proměnnou vlnovou délkou, televizní elektronová děla s vysokým rozlišením, halogenidové výbojky atd.
Oxid skandia (Sc2O3) je jedním z nejdůležitějších produktů v produktech skandia. Jeho fyzikální a chemické vlastnosti jsou podobné vlastnostem oxidů vzácných zemin (jako je La2O3, Y2O3 a Lu2O3), takže výrobní metody používané při výrobě jsou velmi podobné. Sc2O3 může produkovat kov skandia (Sc), produkty různých solí (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3 atd.) a různé slitiny skandia (řada Al-Sc, Al-Zr-Sc). Tyto výrobky Scandium mají praktickou technickou hodnotu a dobré ekonomické výsledky. Vzhledem k některým vlastnostem Sc2O3 byl široce používán v hliníkových slitinách, elektrických světelných zdrojích, laserech, katalyzátorech, aktivátorech, keramice a letectví a jeho vývojové vyhlídky jsou velmi široké.
V 70. letech začala Čína vyvíjet produkty Sc2O3 a na trh vstoupily kilogramové produkty. V 80. letech minulého století dosáhla čínská výroba Sc2O3 vrcholu, přičemž výstup dosáhl více než 100 kg, exportován především do Japonska a Spojených států. Od roku 1990 Rusko vyrobilo velké množství produktů Sc2O3 a vrhlo je na mezinárodní trh za nízkou cenu, což vážně ovlivnilo výrobu oxidu skandia v Číně, takže výroba Sc2O3 na nízké úrovni a mnoho produkce linky byly mimo provoz, což způsobilo, že se kapacita a produkce Číny zmenšily. V posledních letech však vývoj slitiny Sc-Al a materiálů pro elektrické zdroje světla v Číně podpořil rozvoj průmyslové výroby Sc2O3. Čína je bohatá na skandiové zdroje. Uvádí se, že průmyslové zásoby skandia ve světě jsou v současnosti asi 2 miliony tun a v Číně je asi 600000-650000 tun, což představuje asi 30 procent celkového světového obsahu. Po letech výzkumu a výrobní praxe výrobní technologie a zařízení pro extrakci Sc2O3 ze surovin obsahujících skandium zahrnují následující metody:
① Metoda extrakce. Je široce používán ve výrobě a má vlastnosti velkého výkonu, dobré kvality, vysoké míry obnovy, nízkých nákladů a nepřetržitého provozu ve výrobě.
② Metoda iontové výměny. Často se také používá ve výrobě. Má vlastnosti nízkého výtěžku, vysoké čistoty, nízkého výtěžku, vysokých nákladů a dlouhého výrobního cyklu.
③ Extrakční pryskyřicová chromatografie. Má vlastnosti krátkého výrobního cyklu, vysoké čistoty, vysokého výtěžku a nízké ceny.
④ Metoda extrakce kapalinou membránou. Jde o novou separační technologii kombinující membránovou separaci a extrakci kapalina-kapalina. V současnosti ale neexistuje žádná výrobní praxe. Někteří lidé používali emulzní tekutou membránu k obohacení Sc z 60 mg/l na 1400 mg/l po primární extrakci. Z pohledu těžby Sc2O3 v Číně po mnoho let jsou první dva procesy téměř přijaty
Technologie (extrakce a iontová výměna). [2]
extrakční metoda
(1) Proces výroby oxidu skandia z koncentrátu skandia extrakční metodou: koncentrát skandia se rozpustí v kyselině chlorovodíkové, aby se získal roztok ScCl3, a poté se čistí nečistoty, jako je titan a železo. Jako surovina se používá vyčištěná kapalina. Jako extrakční činidlo bylo použito 50 procent TBP a petrolej. Připravený materiálový roztok a extrakční činidlo se vloží do extrakční nádrže k extrakci skandia. Po promytí kyselinou a destilací vody pro extrakci skandia se získá čistý roztok obsahující skandium (roztok ScCl3), který se potom vysráží kyselinou šťavelovou. Po vysušení a spálení se získá čistý produkt Sc2O3. Hlavním procesem je: koncentrát skandia - rozpouštění kyseliny - čištění - extrakce skandia TBP - kyselé promývání - stripování skandia - vysrážení kyseliny šťavelové - sušení - pálení - balení - skladování (čisté produkty Sc2O3).
Hlavní vybavení: nádrž na rozpouštění kyseliny, extrakční nádrž, sedimentační nádrž, vypalovací pec, balicí stroj atd.
Metoda iontové výměny
Technologický postup: jako surovina se používá wolframová odpadní struska (obsahující Sc2O378g/t~377g/t). Rozpustí se v kyselině chlorovodíkové a zfiltruje se a nástřiková kapalina se čistí, aby se získal čistý roztok ScCl3, který se po smíchání používá jako nástřiková kapalina pro výměnu iontů. Připravte adsorpční kolonu a separační kolonu k použití. Vstupní kapalina (kapalina ScCl3) proudí do adsorpční kolony z horního konce kolony a dosahuje Sc3 plus nasycení pro použití. Po připojení adsorpční kolony k separační koloně bude eluent proudit do a skrz separační kolonu z horní části adsorpční kolony. Poté, co poslední separační kolona stabilně vyteče z roztoku ScCl3, lze roztok ScCl3 (čistý roztok ScCl3) kontinuálně přijímat do sběrné nádoby a následně upravit kyselost a následně použít kyselinu šťavelovou ke srážení, filtraci, sušení a spalování za vzniku čistého produktu Sc2O3. Hlavní proces je následující: zbytky wolframového odpadu - rozpouštění kyseliny - čištění - adsorpční kolona - loužení - příjem roztoku ScCl3 - úprava kyseliny - vysrážení skandia - sušení - vypalování - balení - skladování (čistý produkt Sc2O3).
Hlavní vybavení: nádrž na rozpouštění kyseliny, adsorpční kolona, ​​separační kolona, ​​sedimentační nádrž, spalovací pec, balicí stroj atd.
Extrakční pryskyřicová chromatografie
Technologický postup: rozpusťte chlorovaný kouř a prach pomocí HCl a poté jej vyčistěte, abyste vytvořili vstupní kapalinu ScCl3. Scandium je extrahováno v extrakční nádrži 50% TBP-petrolejovým extraktantem, nečistoty jsou mořeny a skandium je extrahováno zpět, aby se získal čistý roztok Sc-Cl3, poté se Sc vysráží H2C2O4 a čistý Sc2O3 se získá pálením. Hlavní proces je následující: oxidační dým - rozpouštění kyseliny chlorovodíkové - čištění - čistý roztok ScCl3 - extrakce - kyselé promývání - stripování - srážení - pálení - balení - skladování (čistý produkt Sc2O3).
Extrakce kapalinovou membránou
Jako surovinu vezměte titanovou bílou odpadní kapalinu (obsahující Sc2O325g/m3). V systému s kyselinou sírovou, který jako extrakční činidlo používá petrolej P204, je skandium extrahováno ze vstupní kapaliny v extrakční nádrži. Po odstranění nečistot kyselým promytím H2SO4 a H202 se skandium extrahuje zpět roztokem NaOH za vzniku koncentrátu Sc (OH)3. Sc(OH)3 se rozpustí v kyselině chlorovodíkové za vzniku roztoku ScCl3. Kyselina šťavelová vysráží skandium (dvakrát) a spálí ho. Balení je čistý produkt Sc2O3. Hlavním procesem je: odpadní louh oxidu titaničitého - příprava - extrakce - moření - stripování - produkt sc (OH) 3 - rozpouštění - srážení - pálení - balení - skladování (čistý produkt Sc2O3).