[00119294]从氧氯化锆废酸液中提取钪及其他稀土的方法

1、题来源与背景 氧化钪是一种稀有材料,是重要战略储备资源,在国防、冶金、航天、医疗、保健器材、超导体、固体燃料电池等尖端技术领域具有不可替代的重要用途。由于没有专门的钪矿藏,全世界钪生产几乎全部是通过综合利用的方式提取,且产量很小,难以满足下游工业的需要。据报道,全世界钪的工业储晕约200万吨,我国约有60~65万吨,占世界总含量的30%左右;目前钪的来源丰要是从处理钛、铝、钨、锡、铀、稀土等矿的副产品中综合回收,如钛白废液、赤泥、钨酸渣等。氯氧化锆废酸中氧化钪含量在0.4l.2g/L之间。中国专利公开号CN lO3112559A公开了一种从氧氯化锆废液中综合回收多种元素方法,通过多步萃取上艺提取了氧化钪和稀土,但是酸中的锆、钛元素没有得到利用。而且前锆行业的碱熔工艺,锆元素综合回收率为92%。因此,氧氯化锆的综合回收率较低没有得到充分利用,同时也不利于环境保护。 2、研究目的与意义 目前国内氧氯化锆废酸的综合利用主要是同收氧化钪,都是通过多步萃取得到单独的氧化钪产品;如：中国专利公开号CN104630489A,公开-种从氯氧化锆母液中回收氧化钪的方法、中国专利公开号CNl04232940A公开了一种由生产氧氯化锆的盐酸母液制备高纯三氧化二钪的方法、中国专利公开号CN103318940A公开了一种从氧氯化锆废酸中提炼氧化钪的方法;但是废酸中稀土和其他的元素没有得到利用。本项目拟创新氧氯化锆废酸的综合利用的方法研究,意义重大。 3、主要论点与论据 1)氧氯化锆废酸与P萃取体系经混合萃取并分相为有机富钪相和水相;所述有机富钪相再经洗涤和碱返钪,生成钪沉淀富集物; 2)对所述水相调酸碱度,并经磷酸盐或磷酸沉淀处理,使其中锆钛元素的摩尔数：磷酸或磷酸盐的摩尔数为1：2--3,且当pH值达到l～5时,作为添加磷酸或磷酸盐的终点,分别形成磷酸钛锆混合物和稀土溶液; 3)将所述磷酸钛锆混合物,用于氨氮废水处理; 4)利用所述稀土溶液中的酸溶解稀土原料或稀土氧化物,进入稀土萃取分离体系或与经过稀酸溶解后的稀土氧化物一起进入稀土萃取分离体系; 5)由所述稀土溶液中的稀土分别形成稀土氧化物、稀土碳酸盐或稀土氢氧化物; 6)按步骤5)中的所述稀土氧化物的形成过程：将所述稀土溶液调pH值,用草酸或可溶性草酸盐进行稀土沉淀,获得稀土草酸盐沉淀物,再经烘干和煅烧形成稀土氧化物; 7)按步骤5)中的所述稀土碳酸盐或稀土氢氧化物的形成过程：将所述稀土溶液用可溶性碳酸盐或氯氧化物进行稀土沉淀,获得所述稀土碳酸盐或稀土氢氧化物; 8)将步骤6)产牛的所述稀土氧化物和步骤7)产牛的所述稀土碳酸盐或稀土氢氧化物分别用稀酸溶解后,进入稀土萃取分离体系。 4、创见与创新 本项目的创新在于：通过富集氧化钪后,对无钪的溶液利用磷酸或磷酸盐沉淀法,将废酸中的锆钛和稀土进行分离,得到磷酸钛锆混合物和富集稀土的溶液,回收的磷酸钛锆混合物用于氦氮废水处理,富集的稀土溶液中的酸用于稀土原料或稀土氧化物的溶解,减少了稀酸的使用量,解决了环保问题,同时达到了废酸利用的最大化;稀土溶液中的稀土形成稀土氧化物、稀土碳酸盐或稀土氢氧化物;回收了磷酸钛锆混合物,使氧氯化锆生产线锆元素的综合回收率提高至95%。本发明氧氯化锆废酸的综合利用的方法,其生产工艺流程设备简单,易控制,适用于工业化生产,成本低,既保护了生态环境,又产生了经济价值。 5、社会经济效益,存在的问题 本项目已经产业化应用,产品在十多个省市自治区使用深受用户好评,公司新增产值360万元,利润72万元,税收36万元。 6、历年获奖情况 本项目至今尚未获得过奖励。