[發明專利]一種基于三烷基氧化膦固體吸附劑從硫酸溶液中回收鈧的方法

有效

• 申請號: 201710833421.6
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107675002B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 寧順艷;于晴;王欣鵬;韋悅周
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C22B59/00
• 分類號: C22B59/00;C22B3/24
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 官建紅

本發明涉及一種基于三烷基氧化膦固體吸附劑從硫酸溶液中回收鈧的方法。所采用的吸附劑通過含浸的方法將三烷基氧化膦(TRPO)負載到支撐載體的微孔道內或表面上制備而成，再將上述合成的TRPO固體吸附劑填充到交換分離柱中，實現從含鈧及其他雜質元素(如Al、Fe、Ti、RE等)的硫酸溶液中鈧與其他雜質元素的高效分離，后續經解吸、沉淀、煅燒，制備得到三氧化二鈧(Sc₂O₃)。經上述一個流程，Sc₂O₃的純度可達到99.5％，回收率在95％以上。本發明具有分離操作簡單易行，藥劑用量小，鈧回收率高，產品純度高，幾乎不使用有機溶劑，酸液廢水可循環利用，環境污染小的特點。

技術領域

本發明屬于鈧的濕法冶金技術領域，是一種稀土分離回收純化方法，具體涉及一種基于三烷基氧化膦固體吸附劑從硫酸溶液中分離回收純化鈧的方法。

背景技術

鈧是一種重要的過渡稀土元素，由于其良好的物理化學性能而廣泛應用于照明行業、合金工業、陶瓷材料、催化化學、核能工業和燃料電池等。隨著高新技術的發展，對氧化鈧的需求量日益增多。

鈧在自然界中極其分散，主要以伴生礦物的形式較稀散地分布于其他礦物中，其分離和提取難度較高、工藝較復雜，回收成本高，價格昂貴，產量有限，限制了其廣泛應用。

在礦物浸出過程中，硫酸因其強酸性和較好的穩定性，是一種常用的酸。開發低成本、高效率、綠色環保的從硫酸溶液中回收鈧的方法和流程具有一定的現實意義。

目前，我國鈧多數是從鈦白硫酸廢酸中提取的。每生產1t鈦白粉會產生5-6t硫酸廢酸，其中平均含鈧量為10-20mg/L，每萬噸鈦白粉可產生含500kg-1200kg Sc的廢酸，具有可觀的回收價值。由于其中雜質元素含量遠高于鈧，提取難度較大。目前工業上常用的方法是萃取法，具有設備簡單，分離效率高，萃取劑可以重復利用，成本低等優點。目前，萃取法提鈧應用最廣泛的方法是P204-TBP-煤油體系萃取，已建成多條生產線。但生產過程中存在萃取過程乳化嚴重、有機相再生困難、雙氧水除鈦成本高、反萃分相困難等問題。

發明內容

本發明主要針對常規液液萃取中乳化嚴重、有機相再生困難、反萃分相困難等問題，提供了一種基于三烷基氧化膦固體吸附劑從硫酸溶液中分離回收純化鈧的方法解決上述問題。

本發明提供了一種基于三烷基氧化膦固體吸附劑從硫酸溶液中分離回收純化鈧的方法。具體說，本發明的方法包括下述步驟:

(1)TRPO固體吸附劑制備：室溫-100℃下，使用抽真空含浸處理法將三烷基氧化膦(TRPO)負載到支撐載體的微孔道內或表面上，制得TRPO固體吸附劑；

(2)柱分離：在交換柱中填充步驟(1)所制得的TRPO固體吸附劑，用上述填充交換柱對含鈧硫酸溶液進行吸附分離，直至流出液中鈧離子濃度大于0.1mg/L；

(3)淋洗：吸附結束后，用2-10個柱床體積的與上述待分離溶液相同體系不含金屬離子的溶液對步驟(2)吸附后的柱子進行淋洗，淋洗溫度為15-60℃，流速為0.005-0.5柱床體積/分鐘；所述相同體系不含金屬離子的溶液即相同酸度、相同雙氧水含量的不含金屬離子的硫酸溶液；

(4)解吸：淋洗結束后用2-50柱床體積的解吸液對鈧進行解吸，溫度為15-60℃，流速為0.005-0.5柱床體積/分鐘；

(5)沉淀：用草酸對上述鈧的解吸液進行沉淀，草酸添加量與待分離鈧的摩爾比為2.5-3.2：1；

(6)煅燒：將固體沉淀物在700-900℃下煅燒1-3h，制得三氧化二鈧。

優選的，上述方法還包括將解吸后的交換柱返回步驟(2)中再次進行吸附，重復分離過程。

優選的，步驟(1)中，所述支撐載體為多孔性二氧化硅類載體或XAD系列載體中的任一種。