Proses Produksi Skandium Oksida

Proses produksi skandium oksida
Formula kimia skandium oksida adalah Sc2O3. Sifat: padatan putih. Ini memiliki struktur kubik sesquioxide tanah jarang. Kepadatan 3.864. Titik lebur 2403 derajat ± 20 derajat. Tidak larut dalam air, larut dalam asam panas. Ini dibuat dengan dekomposisi termal dari garam skandium. Ini dapat digunakan sebagai bahan penguapan untuk lapisan semikonduktor. Buat laser solid-state panjang gelombang variabel, senjata elektron televisi definisi tinggi, lampu halida logam, dll.
Skandium oksida (Sc2O3) adalah salah satu produk terpenting dalam produk skandium. Sifat fisik dan kimianya mirip dengan oksida tanah jarang (seperti La2O3, Y2O3 dan Lu2O3), sehingga metode produksi yang digunakan dalam produksi sangat mirip. Sc2O3 dapat menghasilkan logam skandium (Sc), produk dari berbagai garam (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3, dll.) dan berbagai paduan skandium (seri Al-Sc, Al-Zr-Sc). Produk skandium ini memiliki nilai teknis praktis dan hasil ekonomi yang baik. Karena beberapa karakteristik Sc2O3, telah banyak digunakan dalam paduan aluminium, sumber cahaya listrik, laser, katalis, aktivator, keramik dan ruang angkasa, dan prospek pengembangannya sangat luas.
Pada tahun 1970-an, China mulai mengembangkan produk Sc2O3, dan produk kilogram memasuki pasar. Pada 1980-an, produksi Sc2O3 China mencapai puncaknya, dengan output mencapai lebih dari 100 kg, terutama diekspor ke Jepang dan Amerika Serikat. Sejak 1990-an, Rusia telah memproduksi sejumlah besar produk Sc2O3 dan melemparkannya ke pasar internasional dengan harga rendah, yang berdampak serius pada produksi skandium oksida di China, membuat produksi Sc2O3 pada titik rendah, dan banyak produksi jalur telah turun, membuat kapasitas dan output China dalam keadaan menyusut. Namun, dalam beberapa tahun terakhir, pengembangan paduan Sc-Al dan bahan sumber cahaya listrik di China telah mendorong pengembangan produksi industri Sc2O3. Cina kaya akan sumber daya skandium. Dilaporkan bahwa cadangan industri skandium di dunia saat ini sekitar 2 juta ton, dan ada sekitar 600000-650000 ton di China, terhitung sekitar 30 persen dari total konten dunia. Setelah bertahun-tahun penelitian dan praktik produksi, teknologi dan peralatan produksi untuk mengekstraksi Sc2O3 dari bahan mentah yang mengandung skandium mencakup metode berikut:
① Metode ekstraksi. Ini banyak digunakan dalam produksi dan memiliki karakteristik output besar, kualitas bagus, tingkat pemulihan tinggi, biaya rendah dan operasi berkelanjutan dalam produksi.
② Metode pertukaran ion. Ini juga sering digunakan dalam produksi. Ini memiliki karakteristik hasil rendah, kemurnian tinggi, hasil rendah, biaya tinggi dan siklus produksi yang panjang.
③ Kromatografi resin ekstraksi. Ini memiliki karakteristik siklus produksi pendek, kemurnian tinggi, hasil tinggi dan biaya rendah.
④ Metode ekstraksi membran cair. Ini adalah teknologi pemisahan baru yang menggabungkan pemisahan membran dan ekstraksi cair-cair. Tetapi tidak ada praktik produksi saat ini. Beberapa orang telah menggunakan membran cairan emulsi untuk memperkaya Sc dari 60mg/L menjadi 1400mg/L setelah ekstraksi primer. Dari perspektif ekstraksi Sc2O3 di China selama bertahun-tahun, dua proses pertama hampir diadopsi
Teknologi (ekstraksi dan pertukaran ion). [2]
metode ekstraksi
(1) Proses pembuatan skandium oksida dari konsentrat skandium dengan metode ekstraksi: konsentrat skandium dilarutkan dengan asam klorida untuk mendapatkan larutan ScCl3, kemudian pengotor seperti titanium dan besi dimurnikan. Cairan murni digunakan sebagai bahan baku. 50 persen TBP dan minyak tanah digunakan sebagai ekstraktan. Larutan bahan dan ekstraktan yang telah disiapkan dimasukkan ke dalam tangki ekstraksi untuk mengekstrak skandium. Setelah pencucian asam dan air suling untuk mengekstrak skandium, diperoleh larutan murni yang mengandung skandium (larutan ScCl3) dan kemudian diendapkan dengan asam oksalat. Setelah dikeringkan dan dibakar, diperoleh produk Sc2O3 murni. Proses utamanya adalah: konsentrat skandium - pelarutan asam - pemurnian - ekstraksi TBP skandium - pencucian asam - pengupasan skandium - presipitasi asam oksalat - pengeringan - pembakaran - pengemasan - pergudangan (produk Sc2O3 murni).
Peralatan utama: tangki pelarutan asam, tangki ekstraksi, tangki sedimentasi, tungku pembakaran, mesin pengemas, dll.
Metode pertukaran ion
Proses teknologi: terak limbah tungsten (mengandung Sc2O378g/t~377g/t) digunakan sebagai bahan baku. Ini dilarutkan dalam asam klorida dan disaring, dan cairan umpan dimurnikan untuk mendapatkan larutan bersih ScCl3, yang digunakan sebagai cairan umpan untuk pertukaran ion setelah pencampuran. Siapkan kolom adsorpsi dan kolom pemisahan untuk digunakan. Cairan umpan (cairan ScCl3) mengalir ke kolom adsorpsi dari ujung atas kolom dan mencapai Sc3 plus saturasi untuk digunakan. Setelah menghubungkan kolom adsorpsi dengan kolom pemisahan, eluen akan mengalir ke dalam dan melalui kolom pemisahan dari bagian atas kolom adsorpsi. Setelah kolom pemisahan terakhir secara stabil mengalir keluar dari larutan ScCl3, larutan ScCl3 (larutan ScCl3 murni) dapat terus diterima ke dalam wadah pengumpul, dan kemudian keasaman disesuaikan, dan kemudian asam oksalat digunakan untuk pengendapan, penyaringan, pengeringan dan pembakaran untuk membentuk produk Sc2O3 murni. Proses utamanya adalah sebagai berikut: residu limbah tungsten - pelarutan asam - pemurnian - kolom adsorpsi - pencucian - menerima larutan ScCl3 - asam pengatur - pengendapan skandium - pengeringan - pembakaran - pengemasan - pergudangan (produk Sc2O3 murni).
Peralatan utama: tangki pelarut asam, kolom adsorpsi, kolom pemisahan, tangki sedimentasi, tungku pembakaran, mesin pengemas, dll.
Kromatografi resin ekstraksi
Proses teknologi: larutkan asap dan debu terklorinasi dengan HCl, lalu murnikan untuk membuat cairan umpan ScCl3. Skandium diekstraksi dalam tangki ekstraksi dengan 50 persen ekstraktan minyak tanah TBP, pengotor diasamkan, dan skandium diekstraksi kembali untuk mendapatkan larutan Sc-Cl3 murni, kemudian Sc diendapkan dengan H2C2O4, dan diperoleh Sc2O3 murni dengan cara dibakar. Proses utamanya adalah sebagai berikut: oksidasi asap - pelarutan asam klorida - pemurnian - larutan bersih ScCl3 - ekstraksi - pencucian asam - pengupasan - pengendapan - pembakaran - pengemasan - pergudangan (produk Sc2O3 murni).
Ekstraksi membran cair
Ambil cairan limbah putih titanium (mengandung Sc2O325g/m3) sebagai bahan baku. Pada sistem media asam sulfat dengan menggunakan minyak tanah P204 sebagai ekstraktan, skandium diekstrak dari cairan umpan di dalam tangki ekstraksi. Setelah pengotor dihilangkan dengan pencucian asam dengan H2SO4 dan H2O2, skandium diekstrak kembali dengan larutan NaOH membentuk konsentrat Sc(OH)3. Sc(OH)3 dilarutkan dalam asam klorida membentuk larutan ScCl3. Asam oksalat mengendapkan skandium (dua kali) dan membakarnya. Paketnya adalah produk Sc2O3 murni. Proses utamanya adalah: cairan limbah titanium dioksida - persiapan - ekstraksi - pengawetan - pengupasan - produk sc (OH) 3 - pembubaran - pengendapan - pembakaran - pengemasan - pergudangan (produk Sc2O3 murni).