[發(fā)明專利]一種用復(fù)合萃取劑從鈦氯化煙塵和熔鹽氯化渣中提取鈧的方法

有效

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• 申請(qǐng)日: 2013-08-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103436700A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李斌;龔凌云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 連云港市麗港稀土實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C22B7/00
• 分類號(hào): C22B7/00;C22B59/00;B01D11/04
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用復(fù)合萃取劑從鈦氯化煙塵和熔鹽氯化渣中提取鈧的方法，屬于稀土金屬技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鈧位于元素周期表中的第三副族，因其物化性質(zhì)與稀土元素相似，且常共生在一起，故科學(xué)家把它列入稀土類內(nèi)，稱為稀土元素之一。鈧具有熱穩(wěn)定性好、比重輕等優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，是重要的戰(zhàn)略物資。鈧及其化合物具有多種優(yōu)異性能，廣泛用于國(guó)防、冶金、化工、航天、超導(dǎo)、核能、激光、電子等領(lǐng)域。高純氧化鈧可用于電子發(fā)射材料、超導(dǎo)材料、太陽(yáng)能電池材料、制作高效激光器、特種陶瓷等。

鈧是典型的稀散親石元素，在地殼中的平均豐度為36ppm，已知含鈧的礦物多達(dá)800多種，但作為鈧的獨(dú)立礦物只有鈧釔礦、水磷鈧礦、鈹硅鈧礦和鈦硅酸稀金礦等少數(shù)幾種，且礦源較小，在自然界中較為罕見(jiàn)。但鈧廣泛分布于其它礦物中，例如：鈦鐵礦，鋯鐵礦，鋯英石，鋁土礦，稀土礦，鈦輝石，釩鈦磁鐵礦，鎢礦，錫礦，鈾礦和煤等礦物中。鈦礦物中含有（1.0～2.35）×1.05%的鈧。目前開(kāi)采的釩鈦磁鐵礦經(jīng)選礦得到含鈦高的鈦鐵礦精礦。熔鹽和沸騰氯化法是處理此類物料的最通用的方法。每生產(chǎn)1萬(wàn)噸海綿鈦，在氯化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生1.17萬(wàn)噸熔鹽廢渣。在沸騰氯化過(guò)程中產(chǎn)生的大量的固體廢棄物，如氯化爐渣、收塵灰等。如何處置這些固體廢物給鈦冶煉企業(yè)帶來(lái)了很大的困擾。

在鈦鐵礦進(jìn)行電弧爐熔煉高鈦渣時(shí),由于Sc₂O₃與鈮、鈾、釩等氧化物一樣生成熱高、故很穩(wěn)定,不會(huì)被還原而留在高鈦渣中。將此高鈦渣進(jìn)行高溫氯化或熔鹽氯化生產(chǎn)TiCl₄時(shí),鈧在氯化煙塵或熔鹽渣中被富集。因此鈦冶煉過(guò)程中的氯化熔鹽渣或氯化煙塵是很好的提或抗原料。

目前國(guó)內(nèi)處理這類氯化渣的工藝流程主要是：

1、氯化煙塵→稀鹽酸浸出→兩次沉淀除雜處理后高酸溶解→P204萃取→反萃→含鈧堿餅。

2、熔鹽氯化渣→水浸→除雜→氯堿工業(yè)原料。

采用稀鹽酸浸出，會(huì)造成部分鈧無(wú)法浸出并且會(huì)產(chǎn)生大量的廢酸溶液，給社會(huì)帶來(lái)較大的環(huán)保負(fù)擔(dān)。而目前采用水浸提取的方法可以避免產(chǎn)生廢酸液，還存在溶出成分中雜質(zhì)元素含量較高，難以萃取提純，導(dǎo)致最后制得的氧化鈧純度不好，采用P204萃取，存在分相困難，P204的選擇性較差，不宜工業(yè)化，采用TBP，反萃時(shí)形成膠狀物吸附鈧，造成鈧的損失，降低鈧的收率等問(wèn)題。

柯家駿等研究發(fā)現(xiàn)鈧在氯化煙塵中含量可達(dá)0.03％～0.12％，主要形式是ScC1₃；采用濕法冶金提取Sc₂O₃的流程，包括水浸、TBP煤油溶液萃取、草酸沉淀凈化及灼燒等單元操作，先后進(jìn)行了小型和擴(kuò)大試驗(yàn),得到純度99.5％的Sc₂0₃產(chǎn)品;從氯化煙塵到產(chǎn)品,鈧回收率為60％。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)目前酸浸提取法污染大、提取率低和水浸提取法純度低及鈧回收率低等技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用復(fù)合萃取劑從鈦氯化煙塵和/或熔鹽氯化渣中提取鈧的方法，其利用渣中碳含量高再對(duì)浸出渣進(jìn)行焙燒，提高鈧的總浸出率，采用一種混合萃取劑萃取鈧，鈧的選擇性性好，具有浸出率高、鈧的萃取率和反萃率高、鈧的總收率高、降低成本和減少對(duì)環(huán)境的損害等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種鈧的復(fù)合萃取劑，其用于從鈧的水溶液中提取鈧，其具體組分的重量百分比為：5%～35%的P350，15%～45%的TBP，5%～35%的仲辛醇，5%～35%的煤油。所述P350為甲基膦酸二甲庚酯，所述TBP為磷酸三丁酯。

在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方案中，所述復(fù)合萃取劑的具體組成的重量百分比優(yōu)選為：10%～25%的P350，25%～35%的TBP，15%～25%的仲辛醇，15%～30%的煤油。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種利用所述復(fù)合萃取劑從鈦氯化煙塵和/或熔鹽氯化渣中提取鈧的方法，其具體步驟如下：

（1）向鈦氯化煙塵和/或鈦熔鹽氯化渣中加入水進(jìn)行浸取8-12h，過(guò)濾，得濾液和濾渣；

（2）對(duì)步驟（1）中得到的濾渣中加入氯化鈣，進(jìn)行焙燒，然后向焙燒后的濾渣中再次加入鹽酸溶液進(jìn)行浸取8-12h，過(guò)濾，得濾液；

（3）將步驟（1）和（2）中獲得的濾液合并，采用所述復(fù)合萃取劑進(jìn)行萃取，得萃取液；

（4）采用硝酸對(duì)所述萃取液進(jìn)行反萃，向反萃液中加入堿液進(jìn)行沉淀，過(guò)濾得鈧堿餅；

（5）適量酸液完全溶解鈧堿餅，向溶液中加入N235進(jìn)行萃取，得萃余液；