專利名稱：從人造金紅石中提取氧化鈧的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用硫酸浸出、有機(jī)溶劑萃取、草酸沉淀從含鈧和鈦、鋯等的混合物中回收鈧的方法，特別是從人造金紅石中分離回收鈧的方法。
目前，從鈦鐵礦及其制品中回收鈧的途徑有從生產(chǎn)鈦白粉的水解母液中回收和從生產(chǎn)Ticl4的氯化煙塵中回收，而從人造金紅石中回收Sc2O3在國內(nèi)尚未見報(bào)導(dǎo)?，F(xiàn)有從鈦白母液中提取鈧的工藝，其含鈧料液酸度較低(6N)，含TiO2也較低(約在4克/升)，而人造金紅石中含鈧約250克/噸，用硫酸浸出后，酸浸液中含TiO2高達(dá)50-80克/升，酸度在18N以上，因此，想用現(xiàn)有從鈦白母液中提取鈧的方法難以實(shí)現(xiàn)從金紅石中提取氧化鈧，而必須探索一種適于從所述人造金紅石中提取鈧的方法。
本發(fā)明的目的就在于提供一種從人造金紅石中提取氧化鈧的方法。在不破壞原有金紅石產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量的情況下，用硫酸浸出金紅石產(chǎn)品中的鈧，并從這種高酸高鈦的酸浸液中有效地分離回收鈧。
本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)成是，原料不經(jīng)再磨，直接將人造金紅石用濃度為60%的硫酸溶液按固液比為1∶1，在120℃下恒溫浸出1小時(shí)，這樣，非金紅石型的TiO2以及大部分的鐵和約有50%的Sc2O3被浸出來，而浸出渣經(jīng)洗滌后其結(jié)構(gòu)沒有被破壞，仍以金紅石型存在，并且由于除掉了其中的雜質(zhì)，其含TiO2的品位可以提高一級(jí)。
將浸出濾液靜置，結(jié)晶析出硫酸氧鈦，過濾除掉硫酸氧鈦結(jié)晶，余下的母液用洗渣水稀釋至13N酸度，用作萃取鈧的料液①;由于濾出的硫酸氧鈦結(jié)晶吸附有部分溶出的鈧，為了回收被吸附的鈧，將其用洗渣水溶解，濾清后用作萃取鈧的料液②。將料液①和料液②用15-30%的二-(2-乙基己基)磷酸+0-5%的磷酸三丁酯+煤油溶劑，以有機(jī)相/水相＝1∶3-15，萃取級(jí)數(shù)為1-5級(jí)進(jìn)行萃取作業(yè)，負(fù)載有機(jī)相用0.8-2.5N的NaoH溶液，以有機(jī)相/水相＝1∶0.8-2.0進(jìn)行反萃。將反萃所得的氫氧化物過濾，濾渣用4N-6N硫酸溶解，在酸度為0.1N-2N H2SO4溶液的條件下進(jìn)行水解，得到偏鈦酸和富鈧液。過濾除去偏鈦酸，偏鈦酸含有0.15-0.5%的Sc2O3，經(jīng)酸溶后再進(jìn)行萃取。
水解除鈦后的溶液含Sc2O3300-1300毫克/升，TiO20.1-4克/升，F(xiàn)e0.2-2克/升，將所述溶液再用所述有機(jī)相按所述條件進(jìn)行二次萃取，對(duì)負(fù)載有機(jī)相用5%Nacl和1NH2O2的H2SO4溶液進(jìn)行洗鐵洗鈦，再用所述NaoH溶液反萃即得鈧富集物。
為了提純，將鈧富集物用1∶1工業(yè)鹽酸溶解，進(jìn)一步水解除鈦、鋯。由于鈧富集物不可避免地存在有硫酸根，故將其用鹽酸溶解后，加熱溶液至80℃以上，再用水稀釋并中和至pH＝1-2，這時(shí)鈦則以偏鈦酸(H2TiO3)沉淀，鋯則以堿式硫酸鹽(ZrO2∶SO3≈1∶0.3)沉淀析出。可將此偏鈦酸和鋯的堿式硫酸鹽過濾除去，濾渣集中處理。
濾液以工業(yè)草酸飽和溶液沉淀，用水洗滌沉淀物、過濾、烘干、灼燒便得到粗鈧，將此粗鈧再用1∶1分析純的鹽酸溶液溶解、用分析純的草酸沉淀，即可獲得含Sc2O3大于99.9%的產(chǎn)品。
按本發(fā)明提供的方法從金紅石中提取鈧，原金紅石產(chǎn)品的粒度、結(jié)構(gòu)沒有被破壞，仍是以金紅石型存在，而且提高了原金紅石產(chǎn)品的質(zhì)量，其品位由原來含TiO288.26%提高到92.65%，并且不混入其他雜質(zhì);按所述方法從人造金紅石中提取鈧，能有效地從高酸(18N)高鈦(50-80克/升)的料液中較高程度地回收鈧，提取過程簡單，富集提純過程只需要兩次萃取與反萃，兩次草酸沉淀即可獲得大于99.9%的Sc2O3產(chǎn)品;反萃作業(yè)基本上解決了普遍存在的乳化問題，使有機(jī)相與水相分離快，不粘壁。
下面將以實(shí)施例進(jìn)一步說明本⒚韉牟僮韃街琛 按照

圖1所示的順序說明進(jìn)行該實(shí)施例的操作步驟。
將1.8噸人造金紅石用1800升60%H2SO4溶液浸取，即通過第①、②步獲得的供萃取的料液①1542升，其中含Sc2O356毫克/升，TiO255.83克/升、Fe 21.25克/升、H+12.8N;料液②1009升，含Sc2O384毫克/升，TiO238.61克/升、Fe31.50克/升。H+9.45N。
料液①在(3a)用20%的二-(2-乙基己基)磷酸(P204)+4%磷酸三丁酯(TBP)+煤油溶劑，按有機(jī)相/水相為1∶9的體積比進(jìn)行單級(jí)萃取，萃余液含Sc2O35.6毫克/升，TiO252.8克/升，F(xiàn)e19.63克/升，H+12.4N，返回第①步配酸。料液②經(jīng)(3b)步采用同樣的萃取劑按有機(jī)相/水相＝1∶8的體積比單級(jí)萃取后，萃余液含Sc2O32.9毫克/升，TiO236.82克/升，F(xiàn)e含量不變，H+8.8N，將此萃余液用石灰中和后排放。在這一步中料液①的Sc2O3萃取率為90%，料液②的Sc2O3萃取率為96.37%，兩種料液中Sc2O3平均實(shí)際萃取率為93.24%。
負(fù)載有機(jī)相在第④步用2NNaoH溶液按有機(jī)相/水相＝1∶1進(jìn)行反萃，在第⑤步過濾，第⑥步用4-6N硫酸溶液溶解濾餅，得到含鈧的溶解液，在第⑦步進(jìn)行加熱水解除鈦，在第⑧步過濾渣-偏鈦酸固體物在第⑨步用H2SO4溶解后，重復(fù)第③-⑧步的操作。兩次共得到193升含Sc2O3為800毫克/升的富鈧?cè)芤汉?.85公斤含Sc2O30.4%的偏鈦酸渣(留待下次處理)。
將所述富鈧液在第(15)步用同于第③步的萃取劑按有機(jī)相/水相＝1∶5進(jìn)行萃取，萃余液含Sc2O31.25毫克/升，廢棄.此步，Sc2O3的萃取率為99.84%。負(fù)載有機(jī)相在第(11)步用6N H2SO4+6.2%Nacl按有機(jī)相/水相＝2∶1洗滌3次，再用4N H2SO4+1N H2O2按有機(jī)相/水相＝2∶1洗滌4次，洗滌廢液返回第⑥步使用。洗滌過的負(fù)載有機(jī)相在(12)步用工業(yè)純的2.5N NaoH溶液按有機(jī)相/水相＝1∶1進(jìn)行反萃，得氫氧化鈧，將其過濾((13)步)，烘干后在700℃下灼燒((14)步)0.5小時(shí)，得鈧富集物320克，含Sc2O347.5%。
將所述鈧富集物用1∶1的工業(yè)鹽酸溶液溶解((15)步)，然后加水稀釋并中和至pH＝1-2((16)步)，加熱水解除鈦(如其中含鋯也可在這步同時(shí)除去)。濾出水解渣((17)步)，集中以后處理，將濾液在第(18)步于80℃下加入工業(yè)草酸沉淀出草酸鈧，在第(19)步進(jìn)行過濾，洗滌，然后烘干，在第(20)步于850℃下灼燒0.5小時(shí)，得粗氧化鈧152.1克，含Sc2O3為96%。將所述粗鈧用分析純的鹽酸和草酸，重復(fù)(15)-(20)步的操作，得氧化鈧產(chǎn)品142.5克，含Sc2O3＞99.9%，其中Zr＜0.001%。兩次草酸沉淀的Sc2O3回收率為93.75%。從浸出的含鈧?cè)芤旱将@得＞99.9%的Sc2O3產(chǎn)品，Sc2O3的總回收率為83.28%。
權(quán)利要求
1.一種從人造金紅石中提取氧化鈧的方法，包括用無機(jī)酸浸出、有機(jī)溶劑萃取、草酸沉淀等主要過程，其特征在于用濃度為60%的硫酸浸出金紅石中的鈧，酸浸液經(jīng)靜置析出硫酸氧鈦，過濾除掉硫酸氧鈦，母液用洗渣水稀釋至13N酸度后作為提取鈧的料液①，濾出的硫酸氧鈦固體物也用洗渣水溶解，濾出不溶雜質(zhì)后的濾液用作提取鈧的料液②，將料液①和料液②用15-30%的二-(2-乙基己基)磷酸+0-5%的磷酸三丁酯+煤油溶劑，以有機(jī)相/水相=1∶3-15，萃取級(jí)數(shù)為1-5級(jí)進(jìn)行萃取，負(fù)載有機(jī)相用0.8-2.5N的NaOH溶液反萃，反萃得的氫氧化物再用4-6N硫酸溶解，水解除鈦，除鈦后的富鈧液用所述有機(jī)溶劑按所述條件進(jìn)行二次萃取，負(fù)載有機(jī)相用含有NaCl和H2O2的硫酸溶液進(jìn)行洗滌，再用所述NaOH溶液反萃，反萃得的氫氧化鈧沉淀物經(jīng)過濾、灼燒后用鹽酸溶解，草酸沉淀出草酸鈧，再灼燒轉(zhuǎn)化成氧化鈧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于用鹽酸溶解氧化鈧時(shí)，將溶解液加水稀釋并中和至pH1-2進(jìn)行水解，進(jìn)一步除鈦，原料中含有鋯也被同時(shí)除去。
全文摘要
本發(fā)明提出一種從人造金紅石中提取氧化鈧的方法。在不破壞原有金紅石產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、質(zhì)量的情況下，通過用硫酸浸出、有機(jī)溶劑萃取、草酸沉淀從高酸高鈦的酸浸液中有效在分離回收鈧。浸出、萃取、提純過程簡單，只需二次萃取與反萃，二次沉淀，即可獲得含Sc
文檔編號(hào)C01F17/00GK1034524SQ8710813
公開日1989年8月9日 申請日期1987年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月12日
發(fā)明者伍耀明, 高立軒, 黃永結(jié), 王順媛, 黃志全, 覃少雄, 陳仕超, 儂建桃 申請人:廣西冶金研究所