Postopek proizvodnje skandijevega oksida

Postopek proizvodnje skandijevega oksida
Kemična formula skandijevega oksida je Sc2O3. Narava: bela trdna snov. Ima kubično strukturo seskvioksida redkih zemelj. Gostota 3.864. Tališče 2403 stopinj ± 20 stopinj. Netopen v vodi, topen v vroči kislini. Pripravljen je s termično razgradnjo skandijeve soli. Lahko se uporablja kot material za izhlapevanje za polprevodniško prevleko. Izdelajte polprevodniške laserje s spremenljivo valovno dolžino, televizijske elektronske puške visoke ločljivosti, metalhalogenidne žarnice itd.
Skandijev oksid (Sc2O3) je eden najpomembnejših produktov v skandijevih izdelkih. Njegove fizikalne in kemijske lastnosti so podobne lastnostim oksidov redkih zemelj (kot so La2O3, Y2O3 in Lu2O3), zato so proizvodne metode, uporabljene pri proizvodnji, zelo podobne. Sc2O3 lahko proizvaja kovinski skandij (Sc), izdelke različnih soli (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3 itd.) in različne zlitine skandija (serije Al-Sc, Al-Zr-Sc). Ti skandijevi izdelki imajo praktično tehnično vrednost in dobre ekonomske rezultate. Zaradi nekaterih značilnosti Sc2O3 se pogosto uporablja v aluminijevih zlitinah, električnih svetlobnih virih, laserjih, katalizatorjih, aktivatorjih, keramiki in vesolju, njegove razvojne možnosti pa so zelo široke.
V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja je Kitajska začela razvijati izdelke Sc2O3 in na trg so vstopili kilogramski izdelki. V 1980-ih je kitajska proizvodnja Sc2O3 dosegla vrhunec, proizvodnja je dosegla več kot 100 kg, večinoma izvoženo na Japonsko in v Združene države. Od devetdesetih let prejšnjega stoletja je Rusija proizvedla veliko število izdelkov Sc2O3 in jih dala na mednarodni trg po nizki ceni, kar je resno vplivalo na proizvodnjo skandijevega oksida na Kitajskem, zaradi česar je proizvodnja Sc2O3 na nizki točki in veliko proizvodnje proge so bile prekinjene, zaradi česar se zmogljivost in proizvodnja Kitajske zmanjšujeta. Vendar pa je v zadnjih letih razvoj zlitin Sc-Al in materialov za vir električne svetlobe na Kitajskem spodbudil razvoj industrijske proizvodnje Sc2O3. Kitajska je bogata z viri skandija. Poroča se, da industrijske zaloge skandija na svetu trenutno znašajo približno 2 milijona ton, na Kitajskem pa jih je približno 600000-650000 ton, kar predstavlja približno 30 odstotkov celotne svetovne vsebnosti. Po letih raziskav in proizvodne prakse proizvodna tehnologija in oprema za ekstrakcijo Sc2O3 iz surovin, ki vsebujejo skandij, vključujejo naslednje metode:
① Metoda ekstrakcije. Široko se uporablja v proizvodnji in ima značilnosti velike proizvodnje, dobre kakovosti, visoke stopnje predelave, nizkih stroškov in neprekinjenega delovanja v proizvodnji.
② Metoda ionske izmenjave. Pogosto se uporablja tudi v proizvodnji. Ima značilnosti nizkega izkoristka, visoke čistosti, nizkega izkoristka, visokih stroškov in dolgega proizvodnega cikla.
③ Kromatografija z ekstrakcijsko smolo. Ima značilnosti kratkega proizvodnega cikla, visoke čistosti, visokega donosa in nizkih stroškov.
④ Metoda ekstrakcije s tekočo membrano. Gre za novo tehnologijo ločevanja, ki združuje membransko ločevanje in ekstrakcijo tekočina-tekočina. Vendar proizvodne prakse trenutno ni. Nekateri ljudje so uporabili emulzijsko tekočo membrano za obogatitev Sc s 60 mg/L na 1400 mg/L po primarni ekstrakciji. Z vidika ekstrakcije Sc2O3 na Kitajskem že vrsto let sta prva dva postopka skoraj sprejeta
Tehnologija (ekstrakcija in ionska izmenjava). [2]
metoda ekstrakcije
(1) Postopek proizvodnje skandijevega oksida iz skandijevega koncentrata z ekstrakcijsko metodo: skandijev koncentrat raztopimo s klorovodikovo kislino, da dobimo raztopino ScCl3, nato pa očistimo nečistoče, kot sta titan in železo. Kot surovina se uporablja prečiščena tekočina. Kot ekstrakcijo smo uporabili 50 odstotkov TBP in kerozin. Pripravljeno raztopino materiala in ekstrakcijo damo v ekstrakcijsko posodo za ekstrakcijo skandija. Po pranju s kislino in destilaciji vode za ekstrakcijo skandija dobimo čisto raztopino, ki vsebuje skandij (raztopina ScCl3), in jo nato oborimo z oksalno kislino. Po sušenju in žganju dobimo čisti produkt Sc2O3. Glavni proces je: skandijev koncentrat - raztapljanje kisline - čiščenje - ekstrakcija skandija TBP - kislinsko pranje - odstranjevanje skandija - obarjanje z oksalno kislino - sušenje - žganje - pakiranje - skladiščenje (čisti izdelki Sc2O3).
Glavna oprema: rezervoar za raztapljanje kisline, rezervoar za ekstrakcijo, rezervoar za usedanje, peč za gorenje, pakirni stroj itd.
Metoda ionske izmenjave
Tehnološki proces: kot surovina se uporablja volframova odpadna žlindra (ki vsebuje Sc2O378g/t~377g/t). Raztopimo ga v klorovodikovi kislini in filtriramo, napajalno tekočino pa očistimo, da dobimo čisto raztopino ScCl3, ki se po mešanju uporabi kot napajalna tekočina za ionsko izmenjavo. Pripravite adsorpcijsko in ločevalno kolono za uporabo. Napajalna tekočina (tekočina ScCl3) teče v adsorpcijsko kolono z zgornjega dela kolone in doseže nasičenost Sc3 plus za uporabo. Po povezavi adsorpcijske kolone z ločevalno kolono bo eluent stekel v in skozi ločevalno kolono z vrha adsorpcijske kolone. Ko zadnja ločevalna kolona stabilno izteče iz raztopine ScCl3, se lahko raztopina ScCl3 (čista raztopina ScCl3) neprekinjeno sprejema v zbirno posodo, nato se kislost prilagodi, nato pa se oksalna kislina uporabi za obarjanje, filtracijo, sušenje in gorenje, da nastane čisti produkt Sc2O3. Glavni proces je naslednji: ostanek volframovega odpada - raztapljanje kisline - čiščenje - adsorpcijska kolona - izpiranje - sprejem raztopine ScCl3 - uravnavanje kisline - obarjanje skandija - sušenje - sežiganje - pakiranje - skladiščenje (čisti produkt Sc2O3).
Glavna oprema: rezervoar za raztapljanje kisline, adsorpcijska kolona, ​​ločevalna kolona, ​​sedimentacijska posoda, peč, pakirni stroj itd.
Ekstrakcijska smolna kromatografija
Tehnološki postopek: klorirani dim in prah raztopimo s HCl in nato prečistimo, da postane ScCl3 napajalna tekočina. Skandij se ekstrahira v ekstrakcijski posodi s 50-odstotnim TBP-kerozinskim ekstraktom, nečistoče se lužijo in skandij ekstrahira nazaj, da se pridobi čista raztopina Sc-Cl3, nato se Sc obori s H2C2O4 in s sežigom dobimo čisti Sc2O3. Glavni postopek je naslednji: oksidacijski dim - raztapljanje klorovodikove kisline - čiščenje - neto raztopina ScCl3 - ekstrakcija - kislinsko pranje - odstranjevanje - padavine - sežig - pakiranje - skladiščenje (čisti produkt Sc2O3).
Ekstrakcija tekoče membrane
Kot surovino vzemite belo titanovo odpadno tekočino (ki vsebuje Sc2O325g/m3). V sistemu z medijem žveplove kisline, ki uporablja kerozin P204 kot ekstragent, se skandij ekstrahira iz napajalne tekočine v ekstrakcijski posodi. Ko odstranimo nečistoče s kislinskim izpiranjem s H2SO4 in H2O2, skandij ponovno ekstrahiramo z raztopino NaOH, da nastane koncentrat Sc (OH) 3 . Sc (OH) 3 se raztopi v klorovodikovi kislini, da nastane raztopina ScCl3. Oksalna kislina obori skandij (dvakrat) in ga zažge. Paket je čisti izdelek Sc2O3. Glavni proces je: odpadna lužnica titanovega dioksida - priprava - ekstrakcija - luženje - odstranjevanje - produkt sc (OH) 3 - raztapljanje - obarjanje - sežig - pakiranje - skladiščenje (čisti produkt Sc2O3).