Л.Н. Комиссарова - Неорганическая и аналитическая химия Скандия (1110079), страница 7
Текст из файла (страница 7)
По другому, упрошенному варианту выделение оксида скандия такой же чистоты и высоким выходом (80%) достигается фракционированным осаждением гидроксидов и щелочной обработкой, которые также приводят к выделению железотитанового и алюминиевого концентратов. В осадке гидроксидов концентрируется скандий ( 1,0% ЗсзОз). Его очистка от сопутствующей гаммы элементов завершается сорбцией на фосфорилированной целлюлозе (десорбент — 10%-ный раствор (ХНх)зСОз и осаждением оксалата скандия [608, 6 !3, 697]. Сорбцию скандия можно осуществлять и непосредственно из сернокислых растворов ( 2,4 н) после вскрытия белитового шлама.
В этом случае используют фосфорсодержаший кат ионообменник (КРФ-5), десорбцию проводят в две стадии, для извлечения скандия используется 2 н раствор !х!азСОз. После этого следуе~ осаждение оксалата. В результате получают 90,7 %-ный ЗсзОз [365, 366, 961]. Следует отме~ить, что методы сорбции нашли широкое применение в технологических схемах переработки красного шлама, продуктов производства глинозема и алюминия для получения чистого оксида скандия [1076]. Достаточно полное вскрытие шлаков, полученных после электро- плавки красных шламов и содержаших 0,03-0,04% ЗсзОз, достигается 24 Глава 1.
История, геохимия и технология История, геохимия и технология обработкой 40%-ным раствором Н2804 при 87-90 С в одну операцию. В раствор переходит до 87% скандия. Черновой концентрат (10 мас% Зс) получают экстракционным методом с применением полиалкилфосфорнонитрильной кислоты [487]. Известно несколько вариантов извлечения скандия непосредственно из красного шлама, образующегося в больших количествах при переработке бокситов. Комплексная переработка красного шлама состоит из нескольких стадий, из них непосредственно к процессу получения скандиевого концентрата относятся магнитная сепарация, сернокислотное вскрытие активного магнитного концентрата, фракционное осаждение. Для получения чистого ЗсзОз используе~ся мембранная экстракция аминами и сорбция с использованием фосфорнокислых катионообменников [1064]. При выполнении сорбции также из сернокислого раствора на АЕ-21, АР-22 и др.
извлечение скандия не превышает 50% [2524). Берилловые концентраты (0,04% ЗсзОз) разлагают спеканием (900— 1000' С) или сплавлением (1500-1600' С) с известняком. После сульфатизации опека или сплава и водного выщелачивания из рве~вора вначале осаждают алюмоаммониевые квасцы, загем сульфат бериллия и гидроксиды избы~ком 40%-ного 1чаОН пля о~деления оставшегося бериллия и полного осаждения скандия совместно с железом. Содержание скандия в этом осадке составляет 1,9% ЗсзОз. Осажпение оксалата скандия в присутствии качьция из солянокислого раствора, затем осаждение гидроксида аммиаком и повторное выделение оксалата скандия приводит к получению 98%-ного ЗсзОз с выходом 79 % [! 184, 1190, !! 92].
Извлечение скавдия из пироксевитов, железных руд, золы углей и другого сырья Пироксениты среди интрузивных пород характеризуются максимальным содержанием скандия (до 0,03% ЗсзОз), их состав определяешься содержанием 8!Ом ЕезОм М80 и СаО, помимо этого, присутствуют А1, Сг, кг, Со, Х1, Мп, Т1, Оа, 1п, Ое. Использовался щелочной метод вскрытия с НаОН (500-600'С) и растворение в 18%-ной НС1. Методом карбонатной обработки 20%-ныч раствором ХазСОз получены концентраты скандия с сопержанием 4 — 7% Зс202 [239!]. При плавке полиметаллических железистых руд скандий остается полностью в доменном шлаке (до 0,06 % ЗсзОз), ко~орый легко вскрывается сернокислотныч методом.
При повышенном содержании алюминия вначале осаждают гидроксиды из раствора, содержащего 5 — !0% !ЧаОН, а затем в результате карбонатной обработки 20%-ным раствором ХатСОз получают 10 — 30%-ные концентраты скандия. Для отделения остальных примесей используе~ся тиоцианатная экстракция и осаждение оксалата, при этом в конечном продукте содержишься 99,9% основного вешества; выход — 75 — 85% [554, 612].
Для извлечения скандия из ферритовых отходов (4,2 — 8,6% ЗсзОз) и получения чистого оксида достаточно осуществить карбонатную обработку 20%-ным раствором 1к!азСОз или (!ЧН4)зСОз и осаждение оксалата: выход — 88-92 % [602]. Глины характеризуются пониженным содержанием скандия (< 0,01% ЗсзОз) на фоне больших количеств 81, А! и присутствия Ре и Ть Для его извлечения необходимо последовательное применение различных операций концентрирования.
Вскрытие глин легко достигается обработкой 5%-ным раствором НС1 при 90 — 95' С. Из раствора (0,0075 г/л ЗсзОз) вначале осаждаю~ гидроксилы 20%-ным раствором ЫаОН. Их растворяют в разбавленной НС1 (рН 2; 0-0,4 г/л ЗсзОз) и выделяют кремнефториды в присутствии СаС1м Содержание скандия в осадке составляло 2%. Затем последовательное проведение экстракции ТБФ из 8 н НС1, реэкстракции 2 н НС1 и осаждение оксалата скандия заканчивается получением 96%-ного Зс202 с выходом 43-45% [2, 988, 989, 1183). Связь скандия с угольным веществоч в бурых и каменных углях определяется их природой: в бурых углях его основные количества связаны с минеральными составляющими угольного вегцества (фосфаты, силикат ы), а в каменных углях он входит в состав органической части.
При этом связь скандия с органической-частью характеризуется высокой прочностью и осуществляется через фосфатные или пирофосфатные группы [68, 69, 181, 182, 316, 334, 335, 833, 837). В результате озоления углей при 1 000 С скандий концентрируется в зольноч остатке (0,006 — 0,12 % Зс Оз) и находится в виде нерастворимых фосфатов; основные компоненты золы — в вице кислородных соединений: 81, А1, Ре; элементы-примесн: М8, Са, Т! (значительные количества, 0,9 — 6,0% МО,), Х1, 7г, 'кг, Мо (0,01-0,1% МО,) и Ве, Сц, Ва, Со, РЬ, Оа, Ук Ое (0,01-.0,001% МО„) [174, 221, 552, 606, 1284]. Для вскрытия зольного остатка и отделения большого числа разнообразных элементов предложено несколько вариантов многостадийного процесса концен~рирования скандия.
В качестве вскрывающих агентов были использованы конценгрированные минеральные кислоты (НХОз и НС!) [174, 627), сплавление с КНЕ2 [174] и Ь!аОН [552, 606, !284). При кислотном вскрытии скандий осаждали фитином вместе с титаном. Фитаты разлагали сплавлениеч с НазСОз, из солянокислых растворов выделяли гилроксиды и затем вновь осаждали фитат скандия в присутствии Н20м Извлечение скандия протекаег с достаточно высоким выходом и рекомендуется для аналитического определения скандия.
При вскрытии золы сплавление с гидрофторидом калия после водной обработки сплава при повышенном содержании алюминия избытком НаОН осаждают гипроксиды, которые растворяют в !8%-ной НС1 и осаждают фталат циркония. После этого выделяют фитаг скандия, его переводят в растворимую форму обработкой концентрированныы раствором щелочи и из солянокислого раствора осаждают оксалат скандия. Окончательная очистка скандия достигается повторным осаждением его фитата [174]. Значительно проше технологические схемы, в которых постаточно полное вскрытие золы достигается сплавлениеч !к1аОН (500 — 600' С) с последующим вышелачиванием 18%-ной НС1.
Потери сканпия не превышают!0% ЗсаОз. Его концентрирование осуществляется по двум вариантам. В одном из них вначале проводят осаждение гипроксипов избытком ХаОН, 2 зак. 347 26 Глава !. История, геокимия и гекнопогия История, геокимия и технология 27 затем следуют две стадии карбонатной обработки 20%-ным !ч!азСОз с выделением концентратов скандия, содержащих 4 мас % ЗсзОз (примеси Ре, А1, Са, М8, Т1, сг) и 67% Зс,Оз, соответственно, и роданидная экстракция. При этом получают 99,6%-ный ЗсзОз с выходом 70% [606]. В другом варианте сразу после вскрытия золы и водного выщелачивания остаток смешивали с водой (Т: Ж = 1; 1) и проводили карбонизацию пульпы, пропуская ток СО,.
Полученный карбонатный раствор подкисляли серной кислотой до рН 1 и осуществляли ионообменное концентрирование скандия с использованием фосфорилированной целлюлозы, десорбент — 10%-ный раствор (!ч!На)гСОз. В результате получен оксид скандия (96,4%) с выходом 64,2% [1284]. Эффективное извлечение скандия из фосфорсодержашего сырья, и в частности апатита, осуществлено с использованием культуральной жидкости микроорганизмов (Агрегкг71из Н1кег), которую смешивают с дистиллированной водой, подкисленной НзРО4 ло рН 2,5 — 3,5. Извлечение скандия в рве~вор составляет 100 %.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
