[发明专利]一种从氧氯化锆废酸中提炼氧化钪的方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土回收技术领域，尤其涉及一种从氧化锆废酸中提炼氧化钪的方法。

背景技术

稀土应用广泛，特别是在高科技产业上应用广泛，且多用于新能源材料及高强度铝合金领域。稀土的主要来源是离子型稀土矿、独居石矿与氟碳铈镧矿。但其中稀土元素钪比较特殊，无法从上述矿中产物，其在地壳中的分布极为分散，独立矿物只有少数几种，且矿源较小，在自然界中也极为罕见，主要伴生与铝、锆、钛等矿物中，全世界的钪储量仅约为200万吨。

目前，钪的回收利用主要集中在处理钛白废酸及炼铝赤泥。我国钛白粉厂主要通过硫酸法生产钛白粉，年产能为万吨，每生产一吨钛白粉产生的废酸量为5～6m³，其中钪离子含量为10～20g/m³，每万吨钛白粉产能可生产含500～1200kg钪离子的废酸；从炼铝赤泥中回收钪元素，按现有工艺和铝土矿的组成，生产一吨氧化铝副产品赤泥为0.5～3.5吨，其中钪离子含量为50～200g/吨，据估算，全世界每年赤泥产出量约为3500～4500吨，我国氧化铝厂每年排放赤泥600万吨以上，其中含钪量约为300～1200吨。

氧氯化锆生产企业排放的结晶母液废酸中也含有大量的钪，每生产一吨氧氯化锆产生的废液量约为0.2m³，其中钪含量约为500～1000g/m³，含量较高。并且，我国生产氧氯化锆的企业很多，产能约为20吨，万吨级以上的企业包括升华拜克锆谷（4.2万吨）、江西晶安（3.5万吨）、江苏新兴（4万吨）与广东乐昌（2万吨）等，据此计算，全年排放的废液中含钪量约为20～80吨。因此，氧氯化锆废酸中钪含量远高于钛白废酸和赤泥，提炼过程可大幅度简化，同时也可降低回收生产成本。

但是，因氧氯化锆废酸中同时含有大量的锆、钛及铁等大量离子，其萃取性质非常相似，因此萃取分离钪十分困难，相关文献或专利报道较少。公开号为CN102605199A的中国专利公开了从氧氯化锆废酸中回收钪的方法和萃取剂，萃取剂为由体积百分比70～99%P350与体积百分比为1～30%P507组成的混合物，该萃取剂特别适合于从此种废酸液中提取钪，有效地分离废液中的钛锆钍及其他稀土杂质，仅需采用常规回收钪的方法即可实现对该废液的处理，但此方法在粗产品的制备过程中使用P507与P350为萃取剂，价格昂贵，导致生产成本大幅度增加，不利于工业产业化。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种从氧氯化锆废酸中提炼氧化钪的方法，该方法成本较低。

本发明提供了一种从氧氯化锆废酸中提炼氧化钪的方法，包括以下步骤：

a)利用萃取剂I对氧氯化锆废酸进行萃取，得到有机相I；所述萃取剂I包括P204、磷酸三丁酯、改性剂与稀释剂I；

b)利用洗涤液I对所述有机相I进行洗涤，得到有机相II；所述洗涤液I为水或稀酸溶液；

c)利用洗涤液II对所述有机相II进行洗涤，得到有机相III；所述洗涤液II为双氧水与稀酸的混合溶液；

d)利用洗涤液III对所述有机相III进行洗涤，得到有机相IV；所述洗涤液III为稀酸溶液；

e)以碱性溶液为反萃取剂对所述有机相IV进行反萃取，水相过滤、焙烧后得到氧化钪。

优选的，所述萃取剂I包括：5～20wt%的P204，1～10wt%的磷酸三丁酯、0.01～3wt%的改性剂与余量的稀释剂I。

优选的，所述改性剂为仲辛醇或异辛醇。

优选的，所述氧氯化锆废酸的酸度为1.5～5mol/L。

优选的，所述氧氯化锆废酸与萃取剂I的质量比为（1:1）～（10:1）。

优选的，所述洗涤液I为水或0.1～5wt%的稀酸溶液。

优选的，所述洗涤液II中双氧水的浓度为0.1～10wt%，稀酸的浓度为0.1～4mol/L。

优选的，所述反萃取剂为1～5mol/L的碱性溶液。

优选的，还包括：

f)将所述氧化钪用酸溶解，过滤后用碱调节溶液的pH值，加热搅拌，陈化后过滤，得到溶液I；

g)将所述溶液I与第一钪沉淀剂混合，沉淀过滤，焙烧后，得到精制的氧化钪。

优选的，还包括：

h)将所述精制的氧化钪用酸溶解后，加入萃取剂II进行萃取，得到有机相V；所述萃取剂II包括0～50wt%的P350、0～50wt%的P507与0.1～100wt%的稀释剂II；