RU2196184C2 - Method of processing scandium-containing solutions - Google Patents
Method of processing scandium-containing solutions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2196184C2 RU2196184C2 RU2001104250/02A RU2001104250A RU2196184C2 RU 2196184 C2 RU2196184 C2 RU 2196184C2 RU 2001104250/02 A RU2001104250/02 A RU 2001104250/02A RU 2001104250 A RU2001104250 A RU 2001104250A RU 2196184 C2 RU2196184 C2 RU 2196184C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- scandium
- sorption
- titanium
- solution
- sulfuric acid
- Prior art date
Links
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 90
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 86
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 27
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 52
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 claims description 35
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 27
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 21
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 15
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 6
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 abstract description 56
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 52
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 49
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 abstract description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 6
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 6
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 5
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001145 Ferrotungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N Manganese(2+) Chemical compound [Mn+2] WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003326 scandium compounds Chemical class 0.000 description 1
- OEKDNFRQVZLFBZ-UHFFFAOYSA-K scandium fluoride Chemical compound F[Sc](F)F OEKDNFRQVZLFBZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- HYXGAEYDKFCVMU-UHFFFAOYSA-N scandium oxide Chemical compound O=[Sc]O[Sc]=O HYXGAEYDKFCVMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N uranium Chemical compound [U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U] DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области химии и металлургии, конкретно к технологии извлечения скандия из различных растворов, и может быть использовано для избирательного извлечения скандия из отходов производства алюминия (красные шламы), титана (отработанные расплавы), циркония, олова, вольфрама, урана. The invention relates to the field of chemistry and metallurgy, and specifically to the technology for extracting scandium from various solutions, and can be used for the selective extraction of scandium from waste products from aluminum (red mud), titanium (spent melts), zirconium, tin, tungsten, uranium.
Известен способ переработки скандийсодержащих растворов (см. Сорбция и отделение гидролизованных ионов скандия от некоторых сопутствующих ионов металлов. Журнал прикладной химии, 1976, т. 45, С. 1191). Известный способ заключается в следующем. Переработку скандийсодержащих растворов осуществляют сорбцией карбоксильными катионитами. Исходный раствор обрабатывают щелочным реагентом до рН 3,0-4,5 и направляют на ионообменное извлечение. После сорбции иониты в колонке промывают 0,5-2,0 н. раствором хлорида, перхлората или сульфата натрия (аммония). Десорбируют скандий 0,3-3,0 н. раствором азотной, соляной, фосфорной или азотной кислоты. A known method of processing scandium-containing solutions (see Sorption and separation of hydrolyzed scandium ions from some associated metal ions. Journal of Applied Chemistry, 1976, v. 45, S. 1191). A known method is as follows. Processing scandium-containing solutions is carried out by sorption by carboxylic cation exchangers. The initial solution is treated with an alkaline reagent to a pH of 3.0-4.5 and sent to ion exchange recovery. After sorption, the ion exchangers in the column are washed with 0.5-2.0 n. a solution of chloride, perchlorate or sodium sulfate (ammonium). Scandium is desorbed 0.3-3.0 n. a solution of nitric, hydrochloric, phosphoric or nitric acid.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании данного известного способа, относится то, что согласно известному способу необходимо предварительно нейтрализовать исходные растворы до рН 3,0-4,5, что усложняет технологию, приводит к дополнительному расходу реагентов. С другой стороны, нейтрализованные растворы являются очень неустойчивыми и быстро гидролизуются, в растворе появляется осадок, который адсорбирует значительное количество скандия при наличии в исходном растворе значительных количеств титана. Это приводит к потере более 50 % скандия. The reasons that impede the achievement of the following technical result when using this known method include the fact that according to the known method, it is necessary to pre-neutralize the initial solutions to a pH of 3.0-4.5, which complicates the technology, leads to an additional consumption of reagents. On the other hand, neutralized solutions are very unstable and quickly hydrolyze; a precipitate appears in the solution, which adsorbs a significant amount of scandium in the presence of significant amounts of titanium in the initial solution. This results in a loss of more than 50% of scandium.
Известен способ переработки скандийсодержащих растворов, заключающийся в следующем. Азотнокислый раствор, содержащий скандий и сопутствующие металлы, приводят в контакт (пропуская через сорбционную колонку) с фосфорсодержащим ионитом, в качестве которого используют макропористый фосфорнокислый катионит на основе стирола и дивинилбензола. При этом скандий избирательно извлекается из раствора - сорбируется катионитом, а другие металлы большей частью остаются в фильтрате. После сорбции катионит последовательно промывают водой и 1-3 н. раствором соляной кислоты. Затем осуществляют десорбцию скандия 0,5-1,0 н. раствором фторида аммония (см. Исследование ионообменного отделения скандия от сопутствующих элементов / Известия ВУЗов. Цветная металлургия, 1975, 2, С. 88-90). A known method of processing scandium-containing solutions, which consists in the following. A nitric acid solution containing scandium and associated metals is brought into contact (passing through a sorption column) with a phosphorus-containing ion exchanger, which is used as a macroporous phosphoric acid cation exchanger based on styrene and divinylbenzene. In this case, scandium is selectively extracted from the solution - it is sorbed by cation exchange resin, while other metals mostly remain in the filtrate. After sorption, the cation exchange resin is washed successively with water and 1-3 N hydrochloric acid solution. Then carry out the desorption of scandium 0.5-1.0 N. ammonium fluoride solution (see. Study of the ion-exchange separation of scandium from related elements / News of universities. Non-ferrous metallurgy, 1975, 2, P. 88-90).
Известный способ дает возможность избирательно извлекать скандий из растворов, содержащих 5-10 кратные количества иттрия, лантана, алюминия, железа (II), кальция, марганца (II) и других сопутствующих металлов. The known method makes it possible to selectively extract scandium from solutions containing 5-10 times the amount of yttrium, lanthanum, aluminum, iron (II), calcium, manganese (II) and other related metals.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относится неудовлетворительная производительность процесса и отсутствие избирательности при извлечении скандия из растворов, содержащих значительное количество титана. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below include the unsatisfactory performance of the process and the lack of selectivity when extracting scandium from solutions containing a significant amount of titanium.
Известен способ (Патент 2062810 РФ, МПК6 С 22 В 59/00, 3/24, Способ избирательного извлечения скандия из солянокислых растворов. Опубликован 27.06.96, Бюл. 18), который заключается в сорбции скандия из солянокислых растворов (3-350 г/дм3 фосфорсодержащими амфолитами, в качестве которых используют хлористый N-/2-оксипропил/-N'-/2-оксипиридинийпропил/-N"/- метиленфосфонийполиэтиленполиамин с последующей промывкой амфолита кислотой, водой, десорбцией скандия фторидными или карбонатными растворами.The known method (RF Patent 2062810, IPC 6 C 22 V 59/00, 3/24, Method for the selective extraction of scandium from hydrochloric acid solutions. Published on June 27, 1996, Bull. 18), which consists in the sorption of scandium from hydrochloric acid solutions (3-350 g / dm 3 phosphorus-containing ampholytes, which are used as chloride N- / 2-hydroxypropyl / -N '- / 2-hydroxypyridinium propyl / -N "/ - methylenephosphoniumpolyethylenepolyamine, followed by washing of the ampholyte with acid, water, desorption of scandium fluoride or carbonate solutions.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относится неудовлетворительная избирательность используемого амфолита при переработке скандийсодержащих растворов, в которых присутствует значительное количество титана, и в связи с этим низкая степень очистки скандия от титана. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below include the poor selectivity of the ampholyte used in the processing of scandium-containing solutions in which a significant amount of titanium is present, and therefore the low degree of purification of scandium from titanium.
Из известных аналогов наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков и назначению является известный способ переработки скандийсодержащих растворов, включающий сорбцию из сернокислотных растворов на обработанном раствором серной кислоты анионите, сорбционное извлечение скандия фосфорсодержащим ионитом с последующей промывкой ионита, десорбцией скандия и переработкой элюата (см. а.с. 1572036 СССР, С 22 В 59/00, опубл. 10.07.00), принят за прототип. Of the known analogues, the closest to the claimed invention in terms of features and purpose is a known method for processing scandium-containing solutions, including sorption from sulfuric acid solutions treated with a solution of sulfuric acid anion exchange resin, sorption extraction of scandium with phosphorus-containing ion exchanger, followed by washing of the ion exchanger, desorption of scandium and processing of the eluate (see AS 1572036 USSR, С 22 В 59/00, publ. 10.07.00), adopted as a prototype.
Недостатком способа по прототипу является неудовлетворительная производительность процесса и сравнительно невысокая селективность при переработке скандиевых растворов, содержащих значительное количество титана. Этот недостаток обусловлен низкой сорбционной емкостью по титану анионитов, использованных в известном способе. The disadvantage of the prototype method is the unsatisfactory performance of the process and the relatively low selectivity in the processing of scandium solutions containing a significant amount of titanium. This disadvantage is due to the low sorption capacity for titanium of the anion exchangers used in the known method.
Заявленное техническое решение направлено на решение задачи, заключающейся в повышении производительности и избирательности извлечения скандия из растворов. The claimed technical solution is aimed at solving the problem of increasing the productivity and selectivity of extracting scandium from solutions.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявленного изобретения, состоит в увеличении сорбционной нагрузки на ионит по титану и повышении степени очистки скандия от титана. The technical result that can be obtained by implementing the claimed invention is to increase the sorption load on the ion exchanger for titanium and to increase the degree of purification of scandium from titanium.
Указанный технический результат при осуществлении заявленного изобретения достигается тем, что в известном способе переработки скандийсодержащих растворов, включающем сорбцию из сернокислых растворов на обработанном серной кислотой анионите, сорбционное извлечение скандия фосфорсодержащим ионитом с последующей промывкой ионита и десорбцией скандия и переработкой элюата, особенность заключается в том, что из исходного сернокислого раствора проводят сорбцию на обработанном раствором серной кислоты с концентрацией 150-500 г/дм3 Н2SO4 слабоосновном анионите на основе полиэтиленполиаминов, 3-хлор-1,2-эпоксипропана и аммиака общей формулы
Другая особенность состоит в том, что сорбцию ведут из растворов, содержащих 150-500 г/дм3 H2SO4.The specified technical result in the implementation of the claimed invention is achieved by the fact that in the known method of processing scandium-containing solutions, including sorption from sulfuric acid solutions treated with sulfuric acid anion exchange resin, sorption extraction of scandium with phosphorus-containing ion exchanger, followed by washing the ion exchanger and desorption of scandium and processing of the eluate, the feature is that that from the initial sulfate solution, sorption is carried out on a solution of sulfuric acid treated with a concentration of 150-500 g / dm 3 H 2 SO 4 s lab-based anion exchange resin based on polyethylene polyamines, 3-chloro-1,2-epoxypropane and ammonia of the general formula
Another feature is that sorption is carried out from solutions containing 150-500 g / dm 3 H 2 SO 4 .
Особенность заключается также в том, что десорбцию из слабоосновного анионита проводят раствором соляной кислоты. A feature is also that the desorption from weakly basic anion exchange resin is carried out with a solution of hydrochloric acid.
При прочих равных условиях вышеуказанные новые приемы, режимы их выполнения и используемые новые вещества обеспечивают достижение технического результата при осуществлении заявленного изобретения. Ceteris paribus, the above new techniques, modes of implementation and the new substances used ensure the achievement of a technical result in the implementation of the claimed invention.
Анализ совокупности признаков заявленного изобретения и новых приемов их выполнения и достигаемого при этом результата показывает, что между ними существует вполне определенная причинно-следственная связь, заключающаяся в следующем. Результаты исследований и опытных испытаний показали, что осуществление переработки скандийсодержащих растворов согласно предлагаемому способу, то есть путем последовательной сорбции из растворов, содержащих 150-500 г/дм3 H2SO4, сначала на слабоосновном анионите вполне определенного состава и структуры (как это указано выше), предварительно обработанном раствором H2SO4 (150-500 г/дм3), а затем - на фосфорсодержащем ионите обеспечивает повышение производительности процесса и избирательности извлечения скандия за счет повышения степени его очистки от титана. При другой последовательности операций, режимах, кислотности растворов и т.п. вышеуказанный технический результат не достигается.An analysis of the totality of the features of the claimed invention and new methods for their implementation and the result achieved in this case shows that there is a definite causal relationship between them, which consists in the following. The results of research and experimental tests showed that the implementation of the processing of scandium-containing solutions according to the proposed method, that is, by sequential sorption from solutions containing 150-500 g / dm 3 H 2 SO 4 , first on a weakly basic anion exchange resin of a definite composition and structure (as indicated above), pre-treated with a solution of H 2 SO 4 (150-500 g / dm 3 ), and then on a phosphorus-containing ion exchanger provides an increase in the process productivity and selectivity of scandium extraction by increasing the degree of scandium source from titanium. With a different sequence of operations, modes, acidity of solutions, etc. the above technical result is not achieved.
Анализ уровня техники в отношении совокупности всех существенных признаков заявленного технического решения показывает, что предложенный способ соответствует критерию "новизна". The analysis of the prior art in relation to the totality of all the essential features of the claimed technical solution shows that the proposed method meets the criterion of "novelty."
Проверка соответствия заявленного изобретения требованиям "изобретательского уровня" в отношении совокупности существенных признаков свидетельствует о том, что предлагаемый способ не следует для специалистов явным образом из известного уровня техники. Verification of compliance of the claimed invention with the requirements of "inventive step" in relation to the totality of essential features indicates that the proposed method does not follow for experts explicitly from the prior art.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата приведены в примерах и заключаются в следующем. Information confirming the possibility of carrying out the invention to obtain the above technical result is given in the examples and are as follows.
Примеры осуществления способа
Пример 1 (Опыты 1.1 и 1.2)
Переработку скандийсодержащих растворов осуществляли по известному и предлагаемому способу. В опытах 1.1 и 1.2. проводили сопоставление производительности процесса, определяемой сорбционной нагрузкой анионитов по титану при сорбции из растворов H2SO4 с концентрацией 150-500 г/дм3, 100 мг-экв. Ti4+/дм3, 100 мг-экв. Sc3+/дм3 анионитами различного типа:
1.1.) по известному способу (прототипу) - анионит на основе 1,4,7,11,14-пентаза-9,16-диол-4-полициклотетрадекан-1,7-диаммония дихлорид;
1.2. ) по предлагаемому способу - анионит на основе полиэтиленполиаминов 3-хлор-1,2-эпоксипропана и аммиака.Examples of the method
Example 1 (Experiments 1.1 and 1.2)
Processing scandium-containing solutions was carried out by a known and proposed method. In experiments 1.1 and 1.2. we compared the productivity of the process determined by the sorption load of anion exchangers on titanium during sorption from H 2 SO 4 solutions with a concentration of 150-500 g / dm 3 , 100 mEq. Ti 4+ / dm 3 , 100 mEq Sc 3+ / dm 3 anion exchangers of various types:
1.1.) By a known method (prototype) - anion exchange resin based on 1,4,7,11,14-pentase-9,16-diol-4-polycyclotetradecane-1,7-diammonium dichloride;
1.2. ) according to the proposed method - anion exchange resin based on polyethylene polyamines 3-chloro-1,2-epoxypropane and ammonia.
Сорбцию вели в статических условиях до установления ионнообменного равновесия (3-7 суток). Соотношение массы анионита и раствора во всех опытах 1: 100. Аниониты перед сорбцией предварительно промывали раствором H2SO4 (150-500 г/дм3) в количестве 3-5 объемов кислоты на 1 объем анионита. В указанных условиях, строго идентичных для известного и предлагаемого способов, были получены следующие результаты по сорбционной нагрузке (и, следовательно, по производительности процесса извлечения титана из скандийсодержащих растворов) на анионите по ионам титана (IV) (см. таблицу).Sorption was carried out under static conditions until the establishment of ion-exchange equilibrium (3-7 days). The ratio of the mass of the anion exchange resin and the solution in all experiments is 1: 100. Before sorption, the anion exchangers were preliminarily washed with a solution of H 2 SO 4 (150-500 g / dm 3 ) in an amount of 3-5 volumes of acid per 1 volume of anion exchange resin. Under the indicated conditions, which are strictly identical for the known and proposed methods, the following results were obtained on the sorption load (and, therefore, on the performance of the process of extracting titanium from scandium-containing solutions) on anion exchange resins on titanium (IV) ions (see table).
Полученные данные показывают, что по предлагаемому способу в сопоставимых условиях сорбционная нагрузка на анионит по титану при переработке сернокислых (150-500 г/дм3 H2SO4) скандийсодержащих растворов в 1,5-3,0 раза выше, чем по известному способу, в связи с этим, с одной стороны, по предлагаемому способу выше производительность процесса по объему перерабатываемых растворов, а с другой стороны, выше степень избирательного извлечения титана из раствора и, как следствие, ниже остаточная концентрация титана в фильтрате после сорбции на анионите и, следовательно, выше степень очистки скандия от титана.The data obtained show that, according to the proposed method, under comparable conditions, the sorption load on anion exchange resin for titanium in the processing of scandium-containing solutions (150-500 g / dm 3 H 2 SO 4 ) of scandium-containing solutions is 1.5-3.0 times higher than by the known method , in this regard, on the one hand, by the proposed method, the process productivity is higher in terms of the volume of processed solutions, and on the other hand, the degree of selective extraction of titanium from the solution is higher and, as a result, the residual titanium concentration in the filtrate after sorption on anion exchange resin and, therefore, a higher degree of purification of scandium from titanium.
Пример 2
Переработку отходов производства - сернокислых растворов, содержащих 1,2 г/дм3 титана, 0,15 г/дм3 скандия и 250 г/дм3 H2SO4, вели сорбционными методами в динамических условиях при 80oС. Объем перерабатываемых растворов 0,5 дм3.Example 2
The processing of production wastes — sulfate solutions containing 1.2 g / dm 3 of titanium, 0.15 g / dm 3 of scandium and 250 g / dm 3 H 2 SO 4 , was carried out by sorption methods under dynamic conditions at 80 o C. The volume of processed solutions 0.5 dm 3 .
Опыт 2.1. По предлагаемому способу. Раствор пропускали сначала через сорбционную колонку с 20 г слабоосновного анионита на основе полиэтиленполиамидов, 3-хлор-1,2-эпоксипропана и аммиака (предварительно обработанного перед сорбцией раствором серной кислоты с концентрацией 250 г/ дм3 до насыщения анионита серной кислотой) общей формулы,
затем - через сорбционную колонку с 5 г фосфорсодержащего ионита - аминофосфорнокислого амфолита, в качестве которого используют хлористый N-/2-оксипропил/-N'-/2-оксипиридинийпропил/-N"/-метиленфосфонийполиэтиленполиамин.Experience 2.1. According to the proposed method. The solution was first passed through a sorption column with 20 g of weakly basic anion exchange resin based on polyethylene polyamides, 3-chloro-1,2-epoxypropane and ammonia (pretreated before sorption with a solution of sulfuric acid with a concentration of 250 g / dm 3 until the anion exchange resin was saturated with sulfuric acid) of the general formula
then - through a sorption column with 5 g of phosphorus-containing ion exchanger - amphosphate ampholyte, which is used as chloride N- / 2-hydroxypropyl / -N '- / 2-hydroxypyridinium propyl / -N "/ - methylenephosphonium-polyethylene-polyamine.
После сорбции осуществляли промывку ионитов в колонках, десорбцию сорбированных металлов и переработку элюатов. After sorption, washing of ion exchangers in columns, desorption of sorbed metals and processing of eluates was carried out.
В указанных условиях были получены следующие результаты:
Степень извлечения скандия составила 97,3 %;
- степень извлечения титана (суммарная) > 99,9 % (в фильтрате после второй колонки ионы титана не обнаружены);
- степень очистки скандия от титана α=54,4, т.е. обеспечиваются условия избирательного извлечения скандия из сернокислых растворов, содержащих значительное количество титана.Under these conditions, the following results were obtained:
The degree of extraction of scandium was 97.3%;
- degree of titanium extraction (total)> 99.9% (no titanium ions were detected in the filtrate after the second column);
- degree of purification of scandium from titanium α = 54.4, i.e. conditions are provided for the selective extraction of scandium from sulfuric acid solutions containing a significant amount of titanium.
Опыт 2.2. В параллельных опытах, выполненных в условиях, идентичных описанному в примере 2.1, но без предварительного пропускания исходного сернокислого (250 г/дм3 H2SO4) раствора, содержащего 0,15 г/дм3 скандия и 1,2 г/дм3 титана, через колонку с анионитом, т.е. сразу путем непосредственного пропускания раствора через сорбционную колонку с аминофосфорнокислым амфолитом были получены следующие данные:
- степень извлечения Sc 66%;
- степень извлечения Ti 75%;
- степень очистки Sc от Ti, рассчитанная как частное от деления соотношения (массы или концентрации) Sc и Ti в исходном растворе на указанное соотношение в элюате α=0,9. Т.е. в процессе сорбции-десорбции избирательное извлечение Sc не произошло, более того наблюдалось некоторое обогащение элюата по титану (α<1).Experience 2.2. In parallel experiments performed under conditions identical to that described in example 2.1, but without first passing the initial sulfate (250 g / dm 3 H 2 SO 4 ) solution containing 0.15 g / dm 3 scandium and 1.2 g / dm 3 titanium through a column with anion exchange resin, i.e. immediately by directly passing the solution through a sorption column with aminophosphate ampholyte, the following data were obtained:
- the degree of extraction of Sc 66%;
- the degree of extraction of Ti 75%;
- the degree of purification of Sc from Ti, calculated as the quotient of dividing the ratio (mass or concentration) of Sc and Ti in the initial solution by the specified ratio in the eluate α = 0.9. Those. selective sorption of Sc did not occur during sorption-desorption; moreover, some enrichment of the eluate in titanium was observed (α <1).
Пример 3
Опыты проводили по предлагаемому способу в условиях, идентичных примеру 2.1, но при концентрации серной кислоты в исходном растворе 150 г/л.Example 3
The experiments were carried out according to the proposed method under conditions identical to example 2.1, but at a concentration of sulfuric acid in the initial solution of 150 g / l.
Слабоосновной анионит в колонке перед сорбцией предварительно обрабатывали раствором серной кислоты с концентрацией 150 г/л до полного насыщения смолы серной кислотой: до равенства концентраций серной кислоты в исходном и фильтрате (С/С0=1).Prior to sorption, the weakly basic anion exchange resin in the column was pretreated with a solution of sulfuric acid with a concentration of 150 g / l until the resin was completely saturated with sulfuric acid: until the concentrations of sulfuric acid in the starting and filtrate were equal (C / C 0 = 1).
Степень извлечения скандия 96,7 %; степень извлечения титана на первой стадии сорбции 97,5 %; суммарная (после двух колонок) степень извлечения титана > 99,9 %; степень очистки скандия от титана α = 33,2. The degree of extraction of scandium 96.7%; the degree of extraction of titanium in the first stage of sorption of 97.5%; total (after two columns) degree of titanium recovery> 99.9%; the degree of purification of scandium from titanium α = 33.2.
Пример 4
То же, что в примере 2.1 (по предлагаемому способу), но концентрация серной кислоты в исходном растворе и для обработки анионита 500 г/л. Степень извлечения титана (суммарная) 99,9 %, степень извлечения скандия 97,0 %; степень очистки скандия от титана α=98,0.Example 4
The same as in example 2.1 (according to the proposed method), but the concentration of sulfuric acid in the initial solution and for the treatment of anion exchange resin is 500 g / l. The degree of extraction of titanium (total) 99.9%, the degree of extraction of scandium 97.0%; the degree of purification of scandium from titanium α = 98.0.
В примерах 5-8 приведены результаты опытов, в которых параметры процесса отличаются от рекомендуемых по предлагаемому способу. In examples 5-8 shows the results of experiments in which the process parameters differ from those recommended by the proposed method.
Пример 5
То же, что в примере 2.1 (по предлагаемому способу), но концентрация серной кислоты в исходном растворе и при обработке анионита 50 г/л.Example 5
The same as in example 2.1 (according to the proposed method), but the concentration of sulfuric acid in the initial solution and during the treatment of anion exchange resin is 50 g / l.
По сравнению с оптимальными условиями степень очистки скандия от титана снизилась с 54,4 до 1,3. При этом потери скандия на стадии сорбции возросли с 2,7 до 12. Compared to optimal conditions, the degree of purification of scandium from titanium decreased from 54.4 to 1.3. At the same time, scandium losses at the sorption stage increased from 2.7 to 12.
Пример 6
То же, что в примере 2.1 (по предлагаемому способу), но концентрация серной кислоты в исходном растворе и при обработке анионита 700 г/л (14,3 г-экв/л).Example 6
The same as in example 2.1 (according to the proposed method), but the concentration of sulfuric acid in the initial solution and during the processing of anion exchange resin 700 g / l (14.3 g-equiv / l).
Степень очистки по сравнению с оптимальными условиями (пример 2.1) уменьшилась более чем в 30 раз и составила лишь 1,8. При этом снизилась также степень извлечения скандия с 96-99 % до 85 %. The degree of purification compared with optimal conditions (example 2.1) decreased by more than 30 times and amounted to only 1.8. At the same time, the degree of extraction of scandium also decreased from 96-99% to 85%.
Пример 7
То же, что в примере 2.1 (по предлагаемому способу), но анионит перед сорбцией не обрабатывали серной кислотой.Example 7
Same as in example 2.1 (according to the proposed method), but the anion exchange resin was not treated with sulfuric acid before sorption.
При пропускании раствора через колонку с анионитом разделения скандия и титана не произошло: оба металла выделились в межзерновом пространстве и фаза анионита в форме малорастворимых соединений (гидроксиды, гидроксосульфаты). Таким образом, избирательного выделения скандия в этом случае не было. When the solution was passed through a column with anion exchange resin, scandium and titanium did not separate: both metals precipitated in the intergranular space and the anion exchange phase in the form of sparingly soluble compounds (hydroxides, hydroxosulfates). Thus, there was no selective isolation of scandium in this case.
Пример 8
То же, что в примере 2.1 (по предлагаемому способу), но в качестве анионита использовали высокоосновной анионит. Раствор, как в примере 2.1 (по предлагаемому способу), последовательно пропускали сначала через колонку с анионитом, а затем через колонку с фосфорсодержащим ионитом. Разделения скандия и титана в этом случае не произошло: скандий и титан сорбировались на фосфорсодержащем ионите (сильноосновной анионит не поглощал титан). Степень очистки скандия от титана 0,9, т.е. избирательного извлечения скандия не было.Example 8
The same as in example 2.1 (by the proposed method), but highly basic anion exchange resin was used as anion exchange resin. The solution, as in example 2.1 (according to the proposed method), was sequentially passed first through a column with anion exchange resin, and then through a column with phosphorus-containing ion exchanger. The separation of scandium and titanium in this case did not occur: scandium and titanium were sorbed on a phosphorus-containing ion exchanger (the strongly basic anion exchange resin did not absorb titanium). The degree of purification of scandium from titanium is 0.9, i.e. there was no selective extraction of scandium.
Пример 9
Переработке подвергали отходы производства диоксида титана - гидролизную серную кислоту, содержащую, г/л: Ti 3,2; Sc 0,025; H2SO4 170.Example 9
Recycled wastes from the production of titanium dioxide - hydrolytic sulfuric acid, containing, g / l: Ti 3.2; Sc 0.025; H 2 SO 4 170.
Исходный раствор пропускали при 70oС сначала через сорбционную колонку со слабоосновным анионитом (на основе полиэтиленполиамидов, 3-хлор-1,2-эпоксипропана и аммиака), предварительно обработанным раствором (170 г/л) серной кислоты до полного насыщения смолы, затем через сорбционную колонку с фосфорсодержащим ионитом (макропористым фосфорнокислым катионитом на основе стирола и 12% дивинилбензола).The initial solution was passed at 70 ° C. first through a sorption column with weakly basic anion exchange resin (based on polyethylene polyamides, 3-chloro-1,2-epoxypropane and ammonia), a pre-treated solution (170 g / l) of sulfuric acid until the resin was completely saturated, then through sorption column with phosphorus-containing ion exchanger (macroporous phosphoric acid cation exchanger based on styrene and 12% divinylbenzene).
Объем перерабатываемых растворов 500 дм3. Масса ионитов в колонках: анионита 50 г; катионита 10 г. Скорость пропускания растворов 1 см3/(мин•см2).The volume of processed solutions is 500 dm 3 . The mass of ion exchangers in the columns: anion exchange resin 50 g; cation exchanger 10 g. The rate of transmission of solutions 1 cm 3 / (min • cm 2 ).
После сорбции иониты в колонках промыли водой и осуществили десорбцию металлов: из анионита (титан) 6 N (220 г/л) раствором соляной кислоты, а из катионита (скандий) 3 N раствором карбоната натрия. Элюаты нейтрализовали до рН 4±0,5, выделившиеся осадки отделяли от маточных растворов, промывали, высушивали и прокаливали при 800oС.After sorption, the ion exchangers in the columns were washed with water and metals were desorbed: from anion exchange resin (titanium) 6 N (220 g / l) with hydrochloric acid, and from cation exchange resin (scandium) 3 N with sodium carbonate. The eluates were neutralized to pH 4 ± 0.5, precipitated precipitates were separated from the mother liquors, washed, dried and calcined at 800 o C.
В указанных условиях степень извлечения скандия 99,5%. Степень извлечения титана (суммарная - на двух колонках) 99,0%. Степень очистки скандия от титана 40,0. Under these conditions, the degree of extraction of scandium is 99.5%. The degree of extraction of titanium (total - in two columns) 99.0%. The degree of purification of scandium from titanium is 40.0.
В результате осуществления процесса получено два концентрата: при переработке солянокислого элюата от колонки со слабоосновным анионитом - концентрат диоксида титана; при переработке карбонатного элюата от колонки с катионитом - скандийсодержащий концентрат. As a result of the process, two concentrates were obtained: during the processing of hydrochloric acid eluate from a column with weakly basic anion exchange resin - titanium dioxide concentrate; when processing carbonate eluate from a column with cation exchange resin - scandium-containing concentrate.
Пример 10
Скандий извлекали из сернокислых растворов (200-400 г/дм3), образовавшихся при комплексной переработке отвальных шлаков ферровольфрамового производства (исходное содержание скандия 0,035 %); хвостов мокрой магнитной сепарации титано-магнетитов (исходное содержание скандия 0,015%) и красных шламов глиноземного производства (исходное содержание скандия 0,01%). Эти отходы перерабатывали по известным технологическим схемам, включающим операции термообработки отходов, выщелачивания в растворах минеральных кислот, дезактивации образующейся пульпы, осаждения из растворов чернового редкометального концентрата (ЧРМК), т. е. первичное концентрирование скандия и отделение скандия от основной массы Fe, Mn и других металлов, растворение ЧРМК в серной кислоте с получением сернокислого (200-400 г/дм3 H2SO4) скандиевого раствора (0,2-1,5 г/дм3 Sc), содержащего титан и другие металлы - примеси: Fe, Cr, Al, Mn, Zr и др. Полученные растворы перерабатывали по предлагаемому способу - путем последовательного пропускания этих растворов сначала через сорбционные колонки с низкоосновным ионитом на основе полиэтиленполиамина 3-хлор-1,2-эпоксипропана и аммиака, предварительно обработанного перед сорбцией раствором H2SO4 с той же концентрацией, из которой затем проводилась сорбция (т.е. 200-400 г/дм3), затем фильтрат пропускали через колонки с пористыми фосфорсодержащими ионитами (катионитами и/или амфолитами), после сорбции иониты в колонках промывали и осуществляли десорбцию ионов металлов, в частности, из анионита, десорбцию вели раствором соляной кислоты (титан, небольшие количества примеси других металлов), а из фосфорсодержащих ионитов десорбировали скандий либо карбонатными, либо фторидсодержащими растворами (Nа2СО3, Na2CO3+NH4Cl, (NН4)2СО3, KF, KF HF и др.).Example 10
Scandium was extracted from sulfuric acid solutions (200-400 g / dm 3 ) formed during the complex processing of dump slag of ferro-tungsten production (initial content of scandium 0.035%); tailings of wet magnetic separation of titanium-magnetites (initial content of scandium 0.015%) and red mud of alumina production (initial content of scandium 0.01%). These wastes were processed according to well-known technological schemes, including the operations of heat treatment of waste, leaching in solutions of mineral acids, decontamination of the resulting pulp, precipitation from solutions of rare rare metal concentrate (CRMK), i.e., the primary concentration of scandium and the separation of scandium from the bulk of Fe, Mn and other metals, dissolving ChRMK in sulfuric acid to obtain sulfate (200-400 g / dm 3 H 2 SO 4 ) scandium solution (0.2-1.5 g / dm 3 Sc) containing titanium and other metals - impurities: Fe , Cr, Al, Mn, Zr and others. Received e solutions were processed according to the proposed method — first, by sequentially passing these solutions through sorption columns with a low basic ion exchanger based on polyethylene polyamine 3-chloro-1,2-epoxypropane and ammonia, which had been pretreated before sorption with a solution of H 2 SO 4 with the same concentration from which then conducted sorption (i.e. 200-400 g / dm 3), then the filtrate was passed through a column with porous phosphorus ion exchangers (cation exchangers and / or ampholytes), after sorption resins in columns and carrying out the desorption washed iju metal ions, in particular, from the anion exchanger, desorption conducted hydrochloric acid solution (titanium, small amounts of impurities of other metals) and of phosphorus-containing ion exchangers stripped scandium or carbonate, or a fluoride-containing solution (Na 2 CO 3, Na 2 CO 3 + NH 4 Cl, (NH 4 ) 2 CO 3 , KF, KF HF, etc.).
Из образующихся элюатов осаждали малорастворимые соединения скандия, осадки промывали, сушили и прокаливали с получением скандиевых концентратов, содержащих от 60 до 90 % S2O3.The soluble scandium compounds were precipitated from the resulting eluates, the precipitates were washed, dried and calcined to obtain scandium concentrates containing from 60 to 90% S 2 O 3 .
В этих условиях при переработке вышеуказанных отходов производства:
- степень извлечения титана составляет на анионите ≥95-98%;
- степень извлечения скандия ≥98%;
- степень очистки скандия от титана - (0,5-2,0)(102.Under these conditions, when processing the above production waste:
- the degree of extraction of titanium on the anion exchange resin is ≥95-98%;
- degree of extraction of scandium ≥98%;
- the degree of purification of scandium from titanium - (0.5-2.0) (10 2 .
Результаты этой серии опытов показали, что разработанный способ является весьма универсальным и может быть использован при комплексной переработке различных скандийсодержащих отходов и промпродуктов производства. The results of this series of experiments showed that the developed method is very versatile and can be used in the complex processing of various scandium-containing waste and industrial products.
Пример 11
Переработке подвергали отходы производства тетрахлорида титана, в частности промпродукты, образующиеся при комплексной переработке отработанных расплавов хлораторов титанового производства.Example 11
Waste from the production of titanium tetrachloride, in particular intermediate products resulting from the integrated processing of spent melts of titanium chlorination plants, was subjected to processing.
Гидратный осадок, содержащий скандий, титан и примеси других металлов (Fe, Cr, Mn, Zr Na, К, Mg, Ca и др.), растворяли в серной кислоте. Концентрацию серной кислоты в растворе доводили до 400 г/ дм3. Полученный раствор (0,2 г/дм3 скандия; 0,6 г/дм3 титана) пропускали при 80oС через сорбционные колонки: сначала через колонку со слабоосновным анионитом, предварительно обработанным H2SO4 (400 г/дм3), для извлечения тиатана (степень извлечения титана 98%; степень извлечения скандия 1,5%), затем через колонку с фосфорсодержащим ионитом - для извлечения скандия (степень извлечения скандия 98%).A hydrated precipitate containing scandium, titanium, and impurities of other metals (Fe, Cr, Mn, Zr Na, K, Mg, Ca, etc.) was dissolved in sulfuric acid. The concentration of sulfuric acid in the solution was brought up to 400 g / DM 3 . The resulting solution (0.2 g / dm 3 scandium; 0.6 g / dm 3 titanium) was passed at 80 ° C through sorption columns: first through a column with weakly basic anion exchange resin pretreated with H 2 SO 4 (400 g / dm 3 ) , for the extraction of thiatane (degree of extraction of titanium 98%; the degree of extraction of scandium 1.5%), then through a column with phosphorus-containing ion exchanger - for the extraction of scandium (degree of extraction of scandium 98%).
После сорбции иониты в колонках промывали водой и осуществляли десорбцию: из анионита - титан (и примеси других металлов) 3 н. раствором соляной кислоты, а из катионита - скандий (и примеси других металлов) 3 н. раствором карбоната аммония. After sorption, the ion exchangers in the columns were washed with water and desorption was carried out: from anion exchange resin - titanium (and impurities of other metals) 3 N. hydrochloric acid solution, and from cation exchange resin - scandium (and impurities of other metals) 3 n. ammonium carbonate solution.
Элюаты перерабатывали известными методами (нейтрализация, осаждение, фильтрование, промывка, сушка, прокалка) с получением концентратов диоксида титана и оксида скандия. The eluates were processed by known methods (neutralization, precipitation, filtration, washing, drying, calcination) to obtain titanium dioxide and scandium oxide concentrates.
В указанных условиях степень очистки скандия от титана 65,0%. Under these conditions, the degree of purification of scandium from titanium is 65.0%.
Таким образом, описываемый способ обеспечивает повышение производительности процесса за счет увеличения сорбционной нагрузки и избирательности извлечения скандия из сернокислых растворов за счет увеличения степени очистки скандия от титана. Thus, the described method provides an increase in the productivity of the process by increasing the sorption load and selectivity of extracting scandium from sulfate solutions by increasing the degree of purification of scandium from titanium.
Claims (2)
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сорбцию ведут из растворов, содержащих 150-500 г/дм3 серной кислоты.1. A method of processing scandium-containing solutions from leaching of waste products and industrial products, including sorption from an initial sulfuric acid solution on an anion exchange resin treated with a solution of sulfuric acid, sorption extraction of scandium with a phosphorus-containing ion exchanger, followed by washing of the ion exchanger, desorption of scandium and processing of the eluate, characterized in that from the initial sulfate carry out sorption on a solution of sulfuric acid with a concentration of 150-500 g / dm 3 H 2 SO 4 weakly basic anion exchange resin based on polyethylene oliamines, 3-chloro-1,2-epoxypropane and ammonia of the general formula
2. The method according to p. 1, characterized in that the sorption is carried out from solutions containing 150-500 g / DM 3 sulfuric acid.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001104250/02A RU2196184C2 (en) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | Method of processing scandium-containing solutions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001104250/02A RU2196184C2 (en) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | Method of processing scandium-containing solutions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2196184C2 true RU2196184C2 (en) | 2003-01-10 |
| RU2001104250A RU2001104250A (en) | 2003-01-20 |
Family
ID=20246047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001104250/02A RU2196184C2 (en) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | Method of processing scandium-containing solutions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2196184C2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2485049C1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-06-20 | Открытое акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" | Method of extracting scandium |
| RU2528692C2 (en) * | 2011-11-24 | 2014-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Русредмет технологии и оборудование" | Method of extracting rare-earth elements from wet-process phosphoric acid when processing khibiny apatite concentrates |
| RU2582425C1 (en) * | 2014-12-10 | 2016-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method of extracting scandium from scandium-bearing material |
| RU2613238C2 (en) * | 2015-07-22 | 2017-03-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method of producing scandium concentrate from scandium-bearing solution |
| US10000825B2 (en) | 2012-12-11 | 2018-06-19 | Clean Teq Pty Ltd | Process, method and plant for recovering scandium |
| CN109642269A (en) * | 2017-06-21 | 2019-04-16 | 俄铝工程技术中心有限责任公司 | The method of scandium is recycled from the remaining red mud of alumina producing |
| RU2758439C1 (en) * | 2020-10-22 | 2021-10-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Scandium-containing alumina and its production method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU560455A1 (en) * | 1975-07-15 | 1999-05-20 | Березниковский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Проектного Института Алюминиевой, Магниевой И Электродной Промышленности | METHOD OF EXTRACTING AND CONCENTRATING SCANDIUM FROM SOLUTIONS |
| SU1572036A1 (en) * | 1988-11-23 | 2000-07-10 | Березниковский титано-магниевый комбинат | METHOD OF EXTRACTING SCANDIUM FROM WASTES OF TITANIUM MANUFACTURE |
| SU1598462A1 (en) * | 1988-11-28 | 2000-07-10 | Березниковский титано-магниевый комбинат | METHOD FOR PROCESSING SCANDIUM-CONTAINING WASTE |
-
2001
- 2001-02-13 RU RU2001104250/02A patent/RU2196184C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU560455A1 (en) * | 1975-07-15 | 1999-05-20 | Березниковский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Проектного Института Алюминиевой, Магниевой И Электродной Промышленности | METHOD OF EXTRACTING AND CONCENTRATING SCANDIUM FROM SOLUTIONS |
| SU1572036A1 (en) * | 1988-11-23 | 2000-07-10 | Березниковский титано-магниевый комбинат | METHOD OF EXTRACTING SCANDIUM FROM WASTES OF TITANIUM MANUFACTURE |
| SU1598462A1 (en) * | 1988-11-28 | 2000-07-10 | Березниковский титано-магниевый комбинат | METHOD FOR PROCESSING SCANDIUM-CONTAINING WASTE |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Реферативный журнал. Химия. - М.: ВИНИТИ, 1992, реф.16, л. 114. Журнал прикладной химии, 1991, т.64, №6, с.1766-1768. * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528692C2 (en) * | 2011-11-24 | 2014-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Русредмет технологии и оборудование" | Method of extracting rare-earth elements from wet-process phosphoric acid when processing khibiny apatite concentrates |
| RU2485049C1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-06-20 | Открытое акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" | Method of extracting scandium |
| US10000825B2 (en) | 2012-12-11 | 2018-06-19 | Clean Teq Pty Ltd | Process, method and plant for recovering scandium |
| NO348945B1 (en) * | 2012-12-11 | 2025-07-28 | Clean Teq Pty Ltd | A process for recovering scandium |
| RU2582425C1 (en) * | 2014-12-10 | 2016-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method of extracting scandium from scandium-bearing material |
| RU2613238C2 (en) * | 2015-07-22 | 2017-03-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Method of producing scandium concentrate from scandium-bearing solution |
| CN109642269A (en) * | 2017-06-21 | 2019-04-16 | 俄铝工程技术中心有限责任公司 | The method of scandium is recycled from the remaining red mud of alumina producing |
| CN109642269B (en) * | 2017-06-21 | 2022-05-13 | 俄铝工程技术中心有限责任公司 | Method for recovering scandium from red mud remained in alumina production |
| RU2758439C1 (en) * | 2020-10-22 | 2021-10-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Scandium-containing alumina and its production method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6396314B2 (en) | Process, method and production facility for recovering scandium | |
| CN113293293B (en) | Method for recovering nickel and cobalt from laterite-nickel ore by resin adsorption method | |
| RU2582425C1 (en) | Method of extracting scandium from scandium-bearing material | |
| Avdibegović et al. | Combined multi-step precipitation and supported ionic liquid phase chromatography for the recovery of rare earths from leach solutions of bauxite residues | |
| RU2196184C2 (en) | Method of processing scandium-containing solutions | |
| RU2603418C1 (en) | Method of extracting scandium and rare-earth elements from red mud | |
| RU2259412C1 (en) | Method for ion-exchange recovery of uranium from sulfuric acid solutions and pulps | |
| RU2093596C1 (en) | Method of recovering rhenium from nitrate-sulfate solutions | |
| RU2062810C1 (en) | Method for selective extraction of scandium form hydrochloric solutions | |
| RU2551292C2 (en) | Method of processing phosphogypsum | |
| RU2226177C2 (en) | Method of sorption recovery of uranium from solutions and pulps | |
| JP3303066B2 (en) | How to purify scandium | |
| RU2207393C1 (en) | Method of thorium recovery and concentration from process solutions | |
| RU2608033C1 (en) | Method of producing scandium oxide | |
| RU2288171C1 (en) | Method of recovering rare-earth elements from eudialyte concentrate solution subjected to hydrochloric acid decomposition | |
| RU2612107C2 (en) | Method of extracting scandium from scandium-bearing product solution | |
| JP4069291B2 (en) | Method for separating metal ions from metal complex solution | |
| RU2667592C1 (en) | Method of separation of gallium and aluminum on weak-base anion exchanger d-403 from alkaline solutions | |
| RU2731951C2 (en) | Method of producing scandium concentrate | |
| RU2684663C1 (en) | Method of producing scandium concentrate from scandium-containing solution | |
| RU2096333C1 (en) | Method of separation of rhenium and molybdenum by low-base anionite of porous structure | |
| RU2552602C2 (en) | Method of phosphite processing | |
| Matyasova et al. | Ion-exchange processes in the reprocessing of sulfate solutions and pulps with production of high-purity beryllium compounds | |
| RU2613238C2 (en) | Method of producing scandium concentrate from scandium-bearing solution | |
| RU2525947C1 (en) | Method of extracting rare earth elements from extraction phosphoric acid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040214 |