Διαδικασία παραγωγής οξειδίου του σκανδίου

Διαδικασία παραγωγής οξειδίου του σκανδίου
Ο χημικός τύπος του οξειδίου του σκανδίου είναι Sc2O3. Φύση: λευκό στερεό. Έχει κυβική δομή από σεσκιοξείδιο σπάνιων γαιών. Πυκνότητα 3.864. Σημείο τήξεως 2403 βαθμοί ± 20 βαθμοί. Αδιάλυτο στο νερό, διαλυτό σε ζεστό οξύ. Παρασκευάζεται με θερμική αποσύνθεση άλατος σκανδίου. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υλικό εξάτμισης για επίστρωση ημιαγωγών. Κατασκευάστε λέιζερ στερεάς κατάστασης μεταβλητού μήκους κύματος, πιστόλια ηλεκτρονίων τηλεόρασης υψηλής ευκρίνειας, λαμπτήρες αλογονιδίου μετάλλου κ.λπ.
Το οξείδιο του σκανδίου (Sc2O3) είναι ένα από τα πιο σημαντικά προϊόντα στα προϊόντα σκανδίου. Οι φυσικές και χημικές του ιδιότητες είναι παρόμοιες με εκείνες των οξειδίων των σπάνιων γαιών (όπως La2O3, Y2O3 και Lu2O3), επομένως οι μέθοδοι παραγωγής που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή είναι πολύ παρόμοιες. Το Sc2O3 μπορεί να παράγει μέταλλο σκανδίου (Sc), προϊόντα διαφορετικών αλάτων (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3, κ.λπ.) και διάφορα κράματα σκανδίου (σειρά Al-Sc, Al-Zr-Sc). Αυτά τα προϊόντα σκανδίου έχουν πρακτική τεχνική αξία και καλά οικονομικά αποτελέσματα. Λόγω ορισμένων χαρακτηριστικών του Sc2O3, έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε κράματα αλουμινίου, πηγές ηλεκτρικού φωτός, λέιζερ, καταλύτες, ενεργοποιητές, κεραμικά και αεροδιαστημική και οι προοπτικές ανάπτυξής του είναι πολύ ευρείες.
Στη δεκαετία του 1970, η Κίνα άρχισε να αναπτύσσει προϊόντα Sc2O3 και προϊόντα χιλιόγραμμα εισήλθαν στην αγορά. Στη δεκαετία του 1980, η παραγωγή Sc2O3 στην Κίνα έφτασε στο αποκορύφωμά της, με την παραγωγή να ξεπερνά τα 100 κιλά, κυρίως εξαγόμενα στην Ιαπωνία και τις Ηνωμένες Πολιτείες. Από τη δεκαετία του 1990, η Ρωσία έχει παράγει μεγάλο αριθμό προϊόντων Sc2O3 και τα έχει πετάξει στη διεθνή αγορά σε χαμηλή τιμή, γεγονός που έχει επηρεάσει σοβαρά την παραγωγή οξειδίου του σκανδίου στην Κίνα, καθιστώντας την παραγωγή Sc2O3 σε χαμηλό σημείο και πολλή παραγωγή Οι γραμμές έχουν μειωθεί, καθιστώντας τη χωρητικότητα και την παραγωγή της Κίνας σε συρρίκνωση. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια, η ανάπτυξη υλικών από κράμα Sc-Al και ηλεκτρική πηγή φωτός στην Κίνα έχει προωθήσει την ανάπτυξη της βιομηχανικής παραγωγής Sc2O3. Η Κίνα είναι πλούσια σε πόρους σκανδίου. Αναφέρεται ότι τα βιομηχανικά αποθέματα σκανδίου στον κόσμο είναι περίπου 2 εκατομμύρια τόνοι επί του παρόντος, και υπάρχουν περίπου 600000-650000 τόνοι στην Κίνα, που αντιπροσωπεύουν περίπου το 30 τοις εκατό του συνολικού περιεχομένου παγκοσμίως. Μετά από χρόνια έρευνας και πρακτικής παραγωγής, η τεχνολογία παραγωγής και ο εξοπλισμός για την εξαγωγή Sc2O3 από πρώτες ύλες που περιέχουν σκάνδιο περιλαμβάνουν τις ακόλουθες μεθόδους:
① Μέθοδος εκχύλισης. Χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή και έχει τα χαρακτηριστικά μεγάλης παραγωγής, καλής ποιότητας, υψηλού ποσοστού ανάκτησης, χαμηλού κόστους και συνεχούς λειτουργίας στην παραγωγή.
② Μέθοδος ανταλλαγής ιόντων. Χρησιμοποιείται επίσης συχνά στην παραγωγή. Έχει τα χαρακτηριστικά χαμηλής απόδοσης, υψηλής καθαρότητας, χαμηλής απόδοσης, υψηλού κόστους και μεγάλου κύκλου παραγωγής.
③ Χρωματογραφία ρητίνης εκχύλισης. Έχει τα χαρακτηριστικά σύντομου κύκλου παραγωγής, υψηλής καθαρότητας, υψηλής απόδοσης και χαμηλού κόστους.
④ Μέθοδος εκχύλισης υγρής μεμβράνης. Είναι μια νέα τεχνολογία διαχωρισμού που συνδυάζει διαχωρισμό μεμβράνης και εκχύλιση υγρού-υγρού. Αλλά δεν υπάρχει πρακτική παραγωγής προς το παρόν. Μερικοί άνθρωποι έχουν χρησιμοποιήσει υγρή μεμβράνη γαλακτώματος για να εμπλουτίσουν το Sc από 60 mg/L σε 1400 mg/L μετά την αρχική εκχύλιση. Από την προοπτική της εξαγωγής Sc2O3 στην Κίνα για πολλά χρόνια, οι δύο πρώτες διαδικασίες έχουν σχεδόν υιοθετηθεί
Τεχνολογία (εξαγωγή και ανταλλαγή ιόντων). [2]
μέθοδος εκχύλισης
(1) Η διαδικασία παραγωγής οξειδίου του σκανδίου από συμπύκνωμα σκανδίου με μέθοδο εκχύλισης: το συμπύκνωμα σκανδίου διαλύεται με υδροχλωρικό οξύ για να ληφθεί διάλυμα ScCl3 και στη συνέχεια οι ακαθαρσίες όπως το τιτάνιο και ο σίδηρος καθαρίζονται. Ως πρώτη ύλη χρησιμοποιείται καθαρισμένο υγρό. Ως εκχυλιστικό χρησιμοποιήθηκαν 50 τοις εκατό TBP και κηροζίνη. Το παρασκευασμένο διάλυμα υλικού και το εκχυλιστικό μέσο τοποθετούνται στη δεξαμενή εκχύλισης για να εκχυλιστεί σκάνδιο. Μετά από έκπλυση με οξύ και απόσταξη νερού για εκχύλιση σκανδίου, λαμβάνεται το καθαρό διάλυμα που περιέχει σκάνδιο (διάλυμα ScCl3) και στη συνέχεια καταβυθίζεται με οξαλικό οξύ. Μετά από ξήρανση και καύση, λαμβάνεται το καθαρό προϊόν Sc2O3. Η κύρια διαδικασία είναι: συμπύκνωμα σκανδίου - διάλυση οξέος - καθαρισμός - εκχύλιση σκανδίου με TBP - πλύση με οξύ - απογύμνωση σκανδίου - καθίζηση οξαλικού οξέος - ξήρανση - καύση - συσκευασία - αποθήκευση (καθαρά προϊόντα Sc2O3).
Κύριος εξοπλισμός: δεξαμενή διάλυσης οξέος, δεξαμενή εκχύλισης, δεξαμενή καθίζησης, κλίβανος καύσης, μηχανή συσκευασίας κ.λπ.
Μέθοδος ανταλλαγής ιόντων
Τεχνολογική διαδικασία: Ως πρώτη ύλη χρησιμοποιείται σκωρία αποβλήτων βολφραμίου (που περιέχει Sc2O378g/t~377g/t). Διαλύεται σε υδροχλωρικό οξύ και διηθείται και το υγρό τροφοδοσίας καθαρίζεται για να ληφθεί καθαρό διάλυμα ScCl3, το οποίο χρησιμοποιείται ως υγρό τροφοδοσίας για ανταλλαγή ιόντων μετά την ανάμειξη. Προετοιμάστε τη στήλη προσρόφησης και τη στήλη διαχωρισμού για χρήση. Το υγρό τροφοδοσίας (υγρό ScCl3) ρέει στη στήλη προσρόφησης από το άνω άκρο της στήλης και φτάνει σε Sc3 plus κορεσμό για χρήση. Μετά τη σύνδεση της στήλης προσρόφησης με τη στήλη διαχωρισμού, το υγρό έκλουσης θα ρέει μέσα και μέσω της στήλης διαχωρισμού από την κορυφή της στήλης προσρόφησης. Αφού η τελευταία στήλη διαχωρισμού ρέει σταθερά έξω από το διάλυμα ScCl3, το διάλυμα ScCl3 (καθαρό διάλυμα ScCl3) μπορεί να ληφθεί συνεχώς στο δοχείο συλλογής και στη συνέχεια ρυθμίζεται η οξύτητα και στη συνέχεια το οξαλικό οξύ χρησιμοποιείται για καθίζηση, διήθηση, ξήρανση και καύση για να σχηματιστεί καθαρό προϊόν Sc2O3. Η κύρια διαδικασία είναι η εξής: υπολείμματα αποβλήτων βολφραμίου - διάλυση οξέος - καθαρισμός - στήλη προσρόφησης - έκπλυση - λήψη διαλύματος ScCl3 - ρύθμιση οξέος - καθίζηση σκανδίου - ξήρανση - καύση - συσκευασία - αποθήκευση (καθαρό προϊόν Sc2O3).
Κύριος εξοπλισμός: δεξαμενή διάλυσης οξέος, στήλη προσρόφησης, στήλη διαχωρισμού, δεξαμενή καθίζησης, κλίβανος καύσης, μηχανή συσκευασίας κ.λπ.
Χρωματογραφία ρητίνης εκχύλισης
Τεχνολογική διαδικασία: διαλύστε τον χλωριωμένο καπνό και τη σκόνη με HCl και στη συνέχεια καθαρίστε τα για να φτιάξετε υγρό τροφοδοσίας ScCl3. Το σκάνδιο εκχυλίζεται στη δεξαμενή εκχύλισης με 50 τοις εκατό εκχυλιστικό TBP-κηροζίνη, οι ακαθαρσίες παστώνονται και το σκάνδιο εκχυλίζεται ξανά για να ληφθεί καθαρό διάλυμα Sc-Cl3, μετά το Sc καταβυθίζεται με H2C2O4 και λαμβάνεται καθαρό Sc2O3 με καύση. Η κύρια διαδικασία είναι η εξής: ατμός οξείδωσης - διάλυση υδροχλωρικού οξέος - καθαρισμός - καθαρό διάλυμα ScCl3 - εκχύλιση - πλύση με οξύ - απογύμνωση - καθίζηση - καύση - συσκευασία - αποθήκευση (καθαρό προϊόν Sc2O3).
Εκχύλιση υγρής μεμβράνης
Πάρτε ως πρώτη ύλη τα λευκά απόβλητα υγρού τιτανίου (που περιέχει Sc2O325g/m3). Στο σύστημα μέσου θειικού οξέος που χρησιμοποιεί κηροζίνη P204 ως εκχυλιστή, το σκάνδιο εξάγεται από το υγρό τροφοδοσίας στη δεξαμενή εκχύλισης. Αφού αφαιρεθούν οι ακαθαρσίες με έκπλυση με οξύ με H2SO4 και H2O2, το σκάνδιο εκχυλίζεται ξανά με διάλυμα NaOH για να σχηματιστεί συμπύκνωμα Sc (OH) 3. Το Sc (OH) 3 διαλύεται σε υδροχλωρικό οξύ για να σχηματίσει διάλυμα ScCl3. Το οξαλικό οξύ κατακρημνίζει το σκάνδιο (δύο φορές) και το καίει. Η συσκευασία είναι καθαρό προϊόν Sc2O3. Η κύρια διαδικασία είναι: άχρηστο υγρό διοξειδίου του τιτανίου - παρασκευή - εκχύλιση - τουρσί - απογύμνωση - sc (OH) 3 προϊόν - διάλυση - καθίζηση - καύση - συσκευασία - αποθήκευση (καθαρό προϊόν Sc2O3).