Skandiyum Oksit Üretim Süreci

Skandiyum oksit üretim süreci
Skandiyum oksidin kimyasal formülü Sc2O3'tür. Doğa: beyaz katı. Nadir toprak seskioksitin kübik yapısına sahiptir. Yoğunluk 3.864. Erime noktası 2403 derece ± 20 derece. Suda çözünmez, sıcak asitte çözünür. Skandiyum tuzunun termal ayrışmasıyla hazırlanır. Yarı iletken kaplama için buharlaştırma malzemesi olarak kullanılabilir. Değişken dalga boyunda katı hal lazerleri, yüksek tanımlı televizyon elektron tabancaları, metal halojenür lambalar vb. yapın.
Skandiyum oksit (Sc2O3), skandiyum ürünlerindeki en önemli ürünlerden biridir. Fiziksel ve kimyasal özellikleri nadir toprak oksitlere (La2O3, Y2O3 ve Lu2O3 gibi) benzer, bu nedenle üretimde kullanılan üretim yöntemleri çok benzer. Sc2O3, skandiyum metali (Sc), farklı tuz ürünleri (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3, vb.) ve çeşitli skandiyum alaşımları (Al-Sc, Al-Zr-Sc serisi) üretebilir. Bu skandiyum ürünleri pratik teknik değere ve iyi ekonomik sonuçlara sahiptir. Sc2O3'ün bazı özelliklerinden dolayı alüminyum alaşımları, elektrikli ışık kaynakları, lazerler, katalizörler, aktivatörler, seramikler ve havacılıkta yaygın olarak kullanılmaktadır ve gelişme beklentileri çok geniştir.
1970'li yıllarda Çin Sc2O3 ürünlerini geliştirmeye başladı ve kilogram ürünleri pazara girdi. 1980'lerde Çin'in Sc2O3 üretimi, 100 kg'ı aşan üretimle doruğa ulaştı ve esas olarak Japonya ve Amerika Birleşik Devletleri'ne ihraç edildi. 1990'lardan bu yana Rusya'nın çok sayıda Sc2O3 ürünü üretmesi ve bunları uluslararası pazara düşük bir fiyata sunması, Çin'deki skandiyum oksit üretimini ciddi şekilde etkilemiş, Sc2O3 üretimini düşük bir noktada ve birçok üretimi gerçekleştirmiştir. hatlar kesintiye uğradı ve Çin'in kapasitesini ve üretimini küçülen bir duruma getirdi. Bununla birlikte, son yıllarda Çin'de Sc-Al alaşımı ve elektrikli ışık kaynağı malzemelerinin geliştirilmesi, Sc2O3 endüstriyel üretiminin gelişimini desteklemiştir. Çin, skandiyum kaynakları bakımından zengindir. Dünyadaki endüstriyel skandiyum rezervlerinin şu anda yaklaşık 2 milyon ton olduğu ve Çin'de yaklaşık 600000-650000 ton olduğu ve dünyanın toplam içeriğinin yaklaşık yüzde 30'unu oluşturduğu bildiriliyor. Yıllarca süren araştırma ve üretim uygulamalarından sonra, skandiyum içeren ham maddelerden Sc2O3'ü çıkarmak için kullanılan üretim teknolojisi ve ekipmanı aşağıdaki yöntemleri içerir:
① Çıkarma yöntemi. Üretimde yaygın olarak kullanılır ve üretimde büyük çıktı, iyi kalite, yüksek geri kazanım oranı, düşük maliyet ve sürekli çalışma özelliklerine sahiptir.
② İyon değiştirme yöntemi. Üretimde de sıklıkla kullanılır. Düşük verim, yüksek saflık, düşük verim, yüksek maliyet ve uzun üretim döngüsü özelliklerine sahiptir.
③ Ekstraksiyon reçine kromatografisi. Kısa üretim döngüsü, yüksek saflık, yüksek verim ve düşük maliyet özelliklerine sahiptir.
④ Sıvı membran ekstraksiyon yöntemi. Membran ayırma ve sıvı-sıvı ekstraksiyonunu birleştiren yeni bir ayırma teknolojisidir. Ama şu anda üretim pratiği yok. Bazı kişiler, birincil ekstraksiyondan sonra Sc'yi 60mg/L'den 1400mg/L'ye zenginleştirmek için emülsiyon sıvı membran kullanmışlardır. Uzun yıllardır Çin'de Sc2O3 çıkarma perspektifinden bakıldığında, ilk iki süreç neredeyse benimsenmiştir.
Teknoloji (ekstraksiyon ve iyon değişimi). [2]
ekstraksiyon yöntemi
(1) Ekstraksiyon yöntemiyle skandiyum konsantresinden skandiyum oksit üretme işlemi: skandiyum konsantresi, ScCl3 çözeltisi elde etmek için hidroklorik asit ile çözülür ve ardından titanyum ve demir gibi safsızlıklar saflaştırılır. Saflaştırılmış sıvı hammadde olarak kullanılır. Ekstraktant olarak yüzde 50 TBP ve kerosen kullanıldı. Hazırlanan malzeme solüsyonu ve özütleyici, skandiyumu çıkarmak için özütleme tankına konur. Asitle yıkama ve skandiyumu çıkarmak için suyun damıtılmasından sonra, saf skandiyum içeren solüsyon (ScCl3 solüsyonu) elde edilir ve daha sonra oksalik asit ile çökeltilir. Kurutulup yakıldıktan sonra saf Sc2O3 ürünü elde edilir. Ana süreç: skandiyum konsantresi - asit çözünmesi - saflaştırma - skandiyumun TBP ekstraksiyonu - asitle yıkama - skandiyumun sıyrılması - oksalik asit çökeltmesi - kurutma - yakma - paketleme - depolama (saf Sc2O3 ürünleri).
Ana ekipman: asit eritme tankı, ekstraksiyon tankı, sedimantasyon tankı, yakma fırını, paketleme makinesi vb.
iyon değiştirme yöntemi
Teknolojik süreç: Hammadde olarak tungsten atık cürufu (Sc2O378g/t~377g/t içeren) kullanılır. Hidroklorik asit içinde çözülür ve süzülür ve besleme sıvısı saflaştırılarak karıştırıldıktan sonra iyon değişimi için besleme sıvısı olarak kullanılan ScCl3 temiz solüsyonu elde edilir. Adsorpsiyon kolonunu ve ayırma kolonunu kullanım için hazırlayın. Besleme sıvısı (ScCl3 sıvısı) kolonun üst ucundan adsorpsiyon kolonuna akar ve kullanım için Sc3 artı doygunluğa ulaşır. Adsorpsiyon kolonunu ayırma kolonuna bağladıktan sonra, eluent adsorpsiyon kolonunun tepesinden ayırma kolonunun içine ve içinden akacaktır. Son ayırma kolonu ScCl3 çözeltisinden kararlı bir şekilde aktıktan sonra, ScCl3 çözeltisi (saf ScCl3 çözeltisi) sürekli olarak toplama kabına alınabilir ve ardından asitlik ayarlanır ve ardından çökeltme, filtrasyon, kurutma için oksalik asit kullanılır. ve saf Sc2O3 ürünü oluşturmak için yakma. Ana süreç şu şekildedir: tungsten atık kalıntısı - asit çözünmesi - saflaştırma - adsorpsiyon kolonu - süzme - ScCl3 çözeltisi alma - asit ayarlama - skandiyum çökeltme - kurutma - yakma - paketleme - depolama (saf Sc2O3 ürünü).
Ana ekipman: asit çözme tankı, adsorpsiyon kolonu, ayırma kolonu, sedimantasyon tankı, yakma fırını, paketleme makinesi vb.
Ekstraksiyon reçine kromatografisi
Teknolojik süreç: klorlu dumanı ve tozu HCl ile çözün ve ardından ScCl3 besleme sıvısı yapmak için saflaştırın. Skandiyum, yüzde 50 TBP-kerosen özütleyici ile ekstraksiyon tankında ekstrakte edilir, safsızlıklar temizlenir ve saf Sc-Cl3 çözeltisi elde etmek için skandiyum geri çıkarılır, ardından Sc, H2C2O4 ile çökeltilir ve yakılarak saf Sc2O3 elde edilir. Ana süreç şu şekildedir: oksidasyon dumanı - hidroklorik asit çözünmesi - saflaştırma - net ScCl3 çözeltisi - ekstraksiyon - asitle yıkama - sıyırma - çökeltme - yakma - paketleme - depolama (saf Sc2O3 ürünü).
Sıvı membran ekstraksiyonu
Hammadde olarak titanyum beyazı atık sıvısını (Sc2O325g/m3 içeren) alın. Ekstraksiyon maddesi olarak P204 kerosen kullanan sülfürik asit ortamı sisteminde, skandiyum, ekstraksiyon tankındaki besleme sıvısından çıkarılır. Safsızlıklar, H2SO4 ve H202 ile asitle yıkanarak giderildikten sonra, skandiyum, Sc (OH)3 konsantresi oluşturmak üzere NaOH çözeltisi ile geri çıkarılır. Sc (OH) 3, ScCl3 çözeltisi oluşturmak için hidroklorik asit içinde çözülür. Oksalik asit, skandiyumu (iki kez) çökeltir ve yakar. Paket saf Sc2O3 ürünüdür. Ana süreç: titanyum dioksit atık likörü - hazırlama - ekstraksiyon - dekapaj - sıyırma - sc (OH) 3 ürünü - çözünme - çökeltme - yakma - paketleme - depolama (saf Sc2O3 ürünü).