Proces produkcji tlenku skandu

Proces produkcji tlenku skandu
Wzór chemiczny tlenku skandu to Sc2O3. Charakter: białe ciało stałe. Ma sześcienną strukturę półtoratlenku ziem rzadkich. Gęstość 3.864. Temperatura topnienia 2403 stopni ± 20 stopni. Nierozpuszczalny w wodzie, rozpuszczalny w gorącym kwasie. Otrzymywany jest przez termiczny rozkład soli skandu. Może być stosowany jako materiał do odparowywania do powlekania półprzewodników. Twórz lasery na ciele stałym o zmiennej długości fali, telewizyjne pistolety elektronowe o wysokiej rozdzielczości, lampy metalohalogenkowe itp.
Tlenek skandu (Sc2O3) jest jednym z najważniejszych produktów w produktach ze skandu. Jego właściwości fizyczne i chemiczne są zbliżone do tlenków metali ziem rzadkich (takich jak La2O3, Y2O3 i Lu2O3), więc metody produkcji stosowane przy produkcji są bardzo podobne. Sc2O3 może wytwarzać skand metaliczny (Sc), produkty różnych soli (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3 itd.) oraz różne stopy skandu (serie Al-Sc, Al-Zr-Sc). Te produkty ze skandu mają praktyczną wartość techniczną i dobre wyniki ekonomiczne. Ze względu na pewne cechy Sc2O3 jest szeroko stosowany w stopach aluminium, elektrycznych źródłach światła, laserach, katalizatorach, aktywatorach, ceramice i przemyśle lotniczym, a perspektywy jego rozwoju są bardzo szerokie.
W latach siedemdziesiątych Chiny zaczęły opracowywać produkty Sc2O3, a na rynek weszły produkty kilogramowe. W latach 80-tych chińska produkcja Sc2O3 osiągnęła punkt kulminacyjny, osiągając ponad 100 kg, głównie na eksport do Japonii i Stanów Zjednoczonych. Od lat 90-tych Rosja wyprodukowała dużą liczbę produktów Sc2O3 i wprowadziła je na rynek międzynarodowy po niskiej cenie, co poważnie wpłynęło na produkcję tlenku skandu w Chinach, powodując niski poziom produkcji Sc2O3, a wiele produkcji linie zostały wyłączone, przez co moce produkcyjne i produkcja w Chinach kurczą się. Jednak w ostatnich latach rozwój stopów Sc-Al i materiałów na źródła światła elektrycznego w Chinach sprzyjał rozwojowi produkcji przemysłowej Sc2O3. Chiny są bogate w zasoby skandu. Podaje się, że przemysłowe rezerwy skandu na świecie wynoszą obecnie około 2 milionów ton, aw Chinach około 600000-650000 ton, co stanowi około 30 procent całkowitej światowej zawartości. Po latach badań i praktyki produkcyjnej technologia produkcji i urządzenia do ekstrakcji Sc2O3 z surowców zawierających skand obejmują następujące metody:
① Metoda ekstrakcji. Jest szeroko stosowany w produkcji i charakteryzuje się dużą wydajnością, dobrą jakością, wysokim współczynnikiem odzysku, niskimi kosztami i ciągłą pracą w produkcji.
② Metoda wymiany jonowej. Jest również często używany w produkcji. Charakteryzuje się niską wydajnością, wysoką czystością, niską wydajnością, wysokimi kosztami i długim cyklem produkcyjnym.
③ Chromatografia żywicy ekstrakcyjnej. Charakteryzuje się krótkim cyklem produkcyjnym, wysoką czystością, wysoką wydajnością i niskimi kosztami.
④ Płynna metoda ekstrakcji membranowej. Jest to nowa technologia separacji łącząca separację membranową i ekstrakcję ciecz-ciecz. Ale obecnie nie ma praktyki produkcyjnej. Niektórzy ludzie używali płynnej membrany emulsyjnej do wzbogacenia Sc z 60mg/L do 1400mg/L po pierwotnej ekstrakcji. Z perspektywy wydobycia Sc2O3 w Chinach od wielu lat, dwa pierwsze procesy są już prawie przyjęte
Technologia (ekstrakcja i wymiana jonowa). [2]
metoda ekstrakcji
(1) Proces wytwarzania tlenku skandu z koncentratu skandu metodą ekstrakcji: koncentrat skandu rozpuszcza się w kwasie chlorowodorowym w celu uzyskania roztworu ScCl3, a następnie oczyszcza się zanieczyszczenia takie jak tytan i żelazo. Oczyszczona ciecz jest używana jako surowiec. Jako ekstrahentów użyto 50 procent TBP i nafty. Przygotowany roztwór materiału i ekstrahent wprowadza się do zbiornika ekstrakcyjnego w celu ekstrakcji skandu. Po przemyciu kwasem i oddestylowaniu wody w celu ekstrakcji skandu otrzymuje się czysty roztwór zawierający skand (roztwór ScCl3), który następnie wytrąca się kwasem szczawiowym. Po wysuszeniu i wypaleniu otrzymuje się czysty produkt Sc2O3. Główny proces to: koncentrat skandu - rozpuszczanie w kwasie - oczyszczanie - ekstrakcja skandu TBP - mycie kwasem - odpędzanie skandu - wytrącanie kwasem szczawiowym - suszenie - spalanie - pakowanie - magazynowanie (produkty czystego Sc2O3).
Główne wyposażenie: zbiornik do rozpuszczania kwasu, zbiornik ekstrakcyjny, zbiornik sedymentacyjny, piec do wypalania, maszyna pakująca itp.
Metoda wymiany jonowej
Proces technologiczny: odpadowy żużel wolframowy (zawierający Sc2O378g/t ~ 377g/t) jest wykorzystywany jako surowiec. Rozpuszcza się go w kwasie solnym i filtruje, a ciecz zasilającą oczyszcza się w celu uzyskania czystego roztworu ScCl3, który po zmieszaniu stosuje się jako ciecz zasilającą do wymiany jonowej. Przygotuj kolumnę adsorpcyjną i kolumnę separacyjną do użycia. Ciecz zasilająca (ciecz ScCl3) wpływa do kolumny adsorpcyjnej z górnego końca kolumny i osiąga Sc3 plus nasycenie do wykorzystania. Po połączeniu kolumny adsorpcyjnej z kolumną rozdzielającą, eluent będzie przepływał do i przez kolumnę rozdzielającą od góry kolumny adsorpcyjnej. Po tym, jak ostatnia kolumna separacyjna stabilnie wypłynie z roztworu ScCl3, roztwór ScCl3 (czysty roztwór ScCl3) można w sposób ciągły wprowadzać do pojemnika zbiorczego, a następnie regulować kwasowość, a następnie kwas szczawiowy stosuje się do wytrącania, filtracji, suszenia i spalanie z wytworzeniem czystego produktu Sc2O3. Główny proces jest następujący: pozostałości odpadowe wolframu - rozpuszczanie kwasu - oczyszczanie - kolumna adsorpcyjna - ługowanie - otrzymywanie roztworu ScCl3 - regulacja kwasu - wytrącanie skandu - suszenie - spalanie - pakowanie - magazynowanie (czysty produkt Sc2O3).
Główne wyposażenie: zbiornik do rozpuszczania kwasu, kolumna adsorpcyjna, kolumna separacyjna, zbiornik sedymentacyjny, piec do wypalania, maszyna pakująca itp.
Chromatografia żywicy ekstrakcyjnej
Proces technologiczny: rozpuść chlorowany dym i pył za pomocą HCl, a następnie oczyść go, aby uzyskać płyn zasilający ScCl3. Skand jest ekstrahowany w zbiorniku ekstrakcyjnym za pomocą 50-procentowego ekstrahenta nafty TBP, zanieczyszczenia są trawione, a skand jest ponownie ekstrahowany w celu uzyskania czystego roztworu Sc-Cl3, następnie Sc jest wytrącany za pomocą H2C2O4 i czysty Sc2O3 jest uzyskiwany przez spalanie. Główny proces jest następujący: opary utleniające - rozpuszczanie kwasu solnego - oczyszczanie - roztwór netto ScCl3 - ekstrakcja - mycie kwasem - odpędzanie - wytrącanie - spalanie - pakowanie - magazynowanie (czysty produkt Sc2O3).
Płynna ekstrakcja membranowa
Jako surowiec weź tytanową białą odpadową ciecz (zawierającą Sc2O325g/m3). W układzie z kwasem siarkowym, w którym ekstrahentem jest nafta P204, skand jest ekstrahowany z cieczy zasilającej w zbiorniku ekstrakcyjnym. Po usunięciu zanieczyszczeń przez przemycie kwasem H2SO4 i H2O2, skand jest ponownie ekstrahowany roztworem NaOH w celu utworzenia koncentratu Sc(OH)3. Sc(OH)3 rozpuszcza się w kwasie chlorowodorowym z wytworzeniem roztworu ScCl3. Kwas szczawiowy wytrąca skand (dwukrotnie) i spala go. Opakowanie to czysty produkt Sc2O3. Główny proces to: odpadowy ług z dwutlenku tytanu - przygotowanie - ekstrakcja - wytrawianie - odpędzanie - produkt sc (OH) 3 - rozpuszczanie - wytrącanie - spalanie - pakowanie - magazynowanie (czysty produkt Sc2O3).