способ извлечения скандия из гидратных осадков

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СКАНДИЯ ИЗ ГИДРАТНЫХ ОСАДКОВ, полученных из сернокислых растворов, включающий их растворение и выделение скандия из растворов, отличающийся тем, что растворение гидратных осадков ведут в растворе азотной кислоты при исходном Т:Ж равном 1:8-1:12, при концентрации избыточной азотной кислоты 80-100 г/л с последующей нейтрализацией образовавшейся суспензии аммиаком при рН 0,8-1,0 и выделением скандия из растворов экстракцией.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии извлечения скандия из скандийсодержащих руд и минералов. В частности, к технологии растворения гидратных осадков, выделенных из гидролизной кислоты, продукта переработки ильменита на пигментную двуокись титана.

Известны способы переработки гидратных осадков скандия, образующихся при его экстракции из сернокислых растворов с последующей реэкстракцией, путем растворения их в химических реагентах.

Наиболее близким по технической сущности является способ извлечения скандия из гидратных осадков, полученных из сернокислых растворов минеральных кислот, включающий их растворение, например, в щелочном растворе и выделение скандия из растворов.

Недостаток известного способа заключается в невысоком извлечении скандия из гидратных осадков (исследование авторами прототипа дало результат 61,3% при высоком отношении жидкой и твердой фаз, а именно больше 8:1) и нестабильности процесса последующей экстракции скандия из растворов из-за образования устойчивой эмульсии, приводящей к его прекращению.

Предлагаемый способ направлен на стабильную реализацию процесса и его упрощение, повышение извлечения скандия в раствор после растворения гидратных осадков. Указанный результат достигается тем, что растворение гидратных осадков ведут в растворе азотной кислоты при исходном Т:Ж, равном (1: 8)-(1: 12), при концентрации избыточной азотной кислоты 80-100 г/л, а образовавшуюся суспензию нейтрализуют аммиаком при рН 0,8-1,0 с последующим выделением скандия из растворов экстракцией.

Заявляемый способ позволяет повысить извлечение скандия в раствор перед экстракцией до 98,2% Основное достоинство предлагаемого способа в том, что он позволяет реализовать процесс, так как ввиду отсутствия титана в растворах (при рН 0,8-1,0) последующий экстракционный передел не связан с какими-либо затруднениями. При уменьшении рН нейтрализации ниже 0,8 в растворах появляется титан, что приводит к образованию устойчивой эмульсии в системе и прекращению процесса, при повышении рН более 1,0 имеет место соосаждение скандия с титановыми осадками.

При уменьшении концентрации избыточной азотной кислоты ниже 80 г/л снижается извлечение скандия в раствор, при повышении концентрации избыточной азотной кислоты выше 100 г/л образуются коллоидные соединения, которые затрудняют экстракционный передел.

Образующийся после нейтрализации суспензии при рН 0,8-1,0 и отмытый от маточного раствора водой осадок, содержащий 55-60% TiO₂, направляют на переработку в технологию получения пигментной двуокиси титана.

Примеры осуществления предлагаемого способа.

Исходный гидратный осадок скандия, содержащий Sc₂O₃ 2,2; TiO₂ 56,2; Fe₂O₃ 10,2; влажность 70% в количестве 170 г влажного (50 г сухого) распульповали в воде и вводили в него при 20-25^оС 60%-ную азотную кислоту при исходном соотношении Т:Ж, равном 1:10, до концентрации избыточной азотной кислоты 80-100 г/л. Далее в реакционную массу вводили 10% аммиачную воду и процесс осаждения титана вели при температуре 80-85^оС в течение 2 ч и рН, равном 0,6-1,4. По окончании эксперимента суспензию направляли на фильтрацию, осадок отмывали от маточного раствора водой (150 мл), высушивали и анализировали на содержание Sc₂O₃, а фильтрат и промводы объединяли и направляли на экстракционное извлечение скандия смесью 15% ФОР и 8% спиртов С₇-С₉ известными методами. Было проведено 25 циклов: экстракция промывка реэкстракция подкисление экстракция и т.д. с возвратом органической фазы в процесс. Велись наблюдения за гидродинамикой процесса. В табл. 1 и 2 представлены результаты испытаний.

Как следует из данных табл. 1, 2, оптимальный режим процесса достигается при растворении гидратных осадков скандия в режиме: концентрация избыточной азотной кислоты 80-100 г/л и последующая нейтрализация при рН равном 0,8-1,0.