酸化スカンジウムの製造工程

酸化スカンジウムの製造工程
酸化スカンジウムの化学式はSc2O3です。 性質：白色固体。 希土類三二酸化物の立方体構造をしています。 密度 3.864。 融点2403度±20度。 水に不溶、熱酸に可溶。 スカンジウム塩の熱分解によって調製されます。 半導体コーティングの蒸着材料として使用できます。 波長可変固体レーザー、ハイビジョンテレビ用電子銃、メタルハライドランプなどを作る。
酸化スカンジウム (Sc2O3) は、スカンジウム製品の中で最も重要な製品の 1 つです。 その物理的および化学的性質は、希土類酸化物 (La2O3、Y2O3、Lu2O3 など) と類似しているため、製造に使用される製造方法は非常に似ています。 Sc2O3 は、スカンジウム金属 (Sc)、さまざまな塩の生成物 (ScCl3、ScF3、ScI3、Sc2 (C2O4) 3 など) およびさまざまなスカンジウム合金 (Al-Sc、Al-Zr-Sc シリーズ) を生成できます。 これらのスカンジウム製品は、実用的な技術的価値と優れた経済効果を備えています。 Sc2O3 のいくつかの特性により、アルミニウム合金、電気光源、レーザー、触媒、活性化剤、セラミック、航空宇宙で広く使用されており、その開発の見通しは非常に広いです。
1970 年代、中国は Sc2O3 製品の開発を開始し、キログラム製品が市場に参入しました。 1980 年代、中国の Sc2O3 生産は最高潮に達し、生産量は 100 kg 以上に達し、主に日本と米国に輸出されました。 1990 年代以来、ロシアは多数の Sc2O3 製品を生産し、低価格で国際市場に投入してきました。これは、中国の酸化スカンジウムの生産に深刻な影響を与え、Sc2O3 の生産を低水準にし、多くの生産を行っています。ラインはダウンしており、中国の生産能力と生産量は縮小状態にあります。 しかし、近年、中国でのSc-Al合金と電気光源材料の開発により、Sc2O3工業生産の開発が促進されています。 中国はスカンジウム資源が豊富です。 現在、世界のスカンジウムの工業埋蔵量は約200万トンで、中国には約600000-650000トンあり、世界の総含有量の約30%を占めると報告されています。 何年にもわたる研究と生産の実践の後、スカンジウム含有原材料から Sc2O3 を抽出するための生産技術と設備には、次の方法が含まれます。
①抽出方法。 それは生産で広く使用されており、生産量が多く、品質が高く、回収率が高く、コストが低く、生産で連続稼働するという特徴があります。
②イオン交換方式。 制作でもよく使われます。 低収率、高純度、低収率、高コスト、および生産サイクルが長いという特徴があります。
③抽出樹脂クロマトグラフィー。 短い生産サイクル、高純度、高収率、低コストという特徴があります。
④液膜抽出法。 膜分離と液液抽出を組み合わせた新しい分離技術です。 しかし、現在、生産の実践はありません。 一部の人々は、エマルジョン液体膜を使用して、一次抽出後に Sc を 60mg/L から 1400mg/L に濃縮しました。 長年の中国でのSc2O3抽出の観点から、最初の2つのプロセスがほとんど採用されています
テクノロジー（抽出およびイオン交換）。 [2]
抽出方法
(1) 抽出法によりスカンジウム精鉱から酸化スカンジウムを製造する工程：スカンジウム精鉱を塩酸で溶解してScCl3溶液とし、チタンや鉄などの不純物を精製する。 原料には精製液を使用しています。 50% TBP と灯油を抽出剤として使用しました。 調製した原料液と抽出剤を抽出槽に入れ、スカンジウムを抽出します。 スカンジウムを抽出するために酸洗浄および水を蒸留した後、純粋なスカンジウム含有溶液（ScCl3溶液）が得られ、次にシュウ酸で沈殿させます。 乾燥と燃焼の後、純粋な Sc2O3 製品が得られます。 主なプロセスは次のとおりです。スカンジウム濃縮物 - 酸溶解 - 精製 - スカンジウムの TBP 抽出 - 酸洗浄 - スカンジウムのストリッピング - シュウ酸沈殿 - 乾燥 - 燃焼 - 包装 - 倉庫保管 (純粋な Sc2O3 製品)。
主な設備：酸溶解槽、抽出槽、沈殿槽、焼成炉、包装機など
イオン交換法
技術的プロセス: タングステン廃棄スラグ (Sc2O378g/t~377g/t を含む) を原料として使用します。 これを塩酸に溶解し、濾過し、供給液を精製してScCl3純液とし、混合後、イオン交換用の供給液として使用します。 使用する吸着カラムと分離カラムを準備します。 供給液（ScCl3 液）はカラム上端から吸着カラムに流入し、Sc3 プラス飽和に達して使用されます。 吸着カラムと分離カラムを接続した後、溶離液は吸着カラムの上部から分離カラムに流れ込みます。 最後の分離カラムが ScCl3 溶液から安定して流出した後、ScCl3 溶液 (純粋な ScCl3 溶液) を収集容器に連続的に受け取ることができ、次に酸度を調整し、シュウ酸を沈殿、ろ過、乾燥に使用します。そして燃焼して純粋な Sc2O3 製品を形成します。 主なプロセスは次のとおりです。タングステン廃棄物残留物 - 酸溶解 - 精製 - 吸着カラム - 浸出 - ScCl3 溶液の受け入れ - 酸の調整 - スカンジウムの沈殿 - 乾燥 - 燃焼 - 包装 - 倉庫保管 (純粋な Sc2O3 製品)。
主な設備：酸溶解槽、吸着塔、分離塔、沈殿槽、焼成炉、包装機など
抽出樹脂クロマトグラフィー
技術的プロセス: 塩素化された煙と粉塵を HCl で溶解し、精製して ScCl3 フィード液を作ります。 スカンジウムは抽出タンクで 50% TBP-灯油抽出剤で抽出され、不純物が酸洗いされ、スカンジウムが抽出されて純粋な Sc-Cl3 溶液が得られ、次に H2C2O4 で Sc が沈殿し、燃焼によって純粋な Sc2O3 が得られます。 主なプロセスは次のとおりです。酸化煙 - 塩酸溶解 - 精製 - 正味の ScCl3 溶液 - 抽出 - 酸洗浄 - ストリッピング - 沈殿 - 燃焼 - 包装 - 倉庫保管 (純粋な Sc2O3 製品)。
液膜抽出
チタン白廃液（Sc2O325g/m3含有）を原料とする。 P204灯油を抽出剤とする硫酸媒体方式では、抽出槽で原料液からスカンジウムを抽出します。 H2SO4 と H2O2 で酸洗浄して不純物を除去した後、NaOH 溶液でスカンジウムを抽出し、Sc (OH) 3 濃縮物を形成します。 Ｓｃ（ＯＨ） ３ を塩酸に溶解してＳｃＣｌ ３ 溶液を形成する。 シュウ酸はスカンジウムを沈殿させ（2回）、それを燃やします。 パッケージは純粋なSc2O3製品です。 主なプロセスは、二酸化チタン廃液 - 調製 - 抽出 - 酸洗い - ストリッピング - sc (OH) 3 製品 - 溶解 - 沈殿 - 燃焼 - 包装 - 倉庫保管 (純粋な Sc2O3 製品) です。