[发明专利]钪回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钪回收方法。

背景技术

在稀土元素中原子序数最小的钪，被用作卤化金属灯的材料、合金的添加元素、催化剂陶瓷(catalyst ceramics)的添加元素等。但是，钪的价格昂贵，生产量有限，并且分离提纯也困难，因此钪的利用也受到了限制。

已知红土矿等氧化镍矿中含有微量的钪。氧化镍矿中所含的钪，例如可从对氧化镍矿添加硫酸并加压浸出而获得的浸出液中回收。

例如，在专利文献1中公开了通过实施下列工序，可从氧化矿石回收镍和钪的技术内容：(1)在高温高压下用酸将氧化矿石浸出而获得含有镍和钪的浸出液的浸出工序；(2)在该浸出液中加入中和剂而调整pH为2～4的范围，从而将浸出液中的铁和铝以沉淀物的方式去除的第一中和工序；(3)通过在第一中和工序中去除沉淀物之后的溶液中加入中和剂而调整pH为超过4～7.5的范围，从而将溶液中的钪以沉淀物的方式回收的第二中和工序；以及(4)进一步加入中和剂而调整pH为超过7.5，从而将溶液中的镍以沉淀物的方式回收的第三中和工序。

在专利文献2中公开了如下内容：在除了钪以外还至少含有铁、铝、钙、钇、锰、铬、镁中的一种以上的水相含钪溶液中加入有机溶剂，将钪成分萃取于有机溶剂中，接着，为了将随着钪一起萃取至有机溶剂中的微量成分进行分离，加入盐酸水溶液进行冲洗(scrubbing)，在去除微量成分之后，在有机溶剂中加入氢氧化钠水溶液，从而将有机溶剂中残留的钪形成为含有Sc(OH)₃的浆液(slurry)，将对此过滤得到的Sc(OH)₃用盐酸进行溶解，获得氯化钪水溶液，向其中加入草酸获得草酸钪沉淀，过滤沉淀，将微量杂质分离到滤液中后，通过预烧成获得高纯度的氧化钪。

专利文献3中公开了一种具有二甘醇酰胺酸骨架的、被称为DODGAA的萃取剂。对该萃取剂而言，其特征在于，在水中的溶解度非常小，不仅能够完全焚烧处理，而且具有与以往的磷系化合物相匹敌的优良的稀土类金属萃取能力和选择性分离能力，而且合成的成本低。

专利文献1至3都是通过溶剂萃取来实施的。而采用离子交换树脂回收金属的方法，与溶剂萃取同样得到了广泛应用。诸如离子交换树脂、螯合树脂等的固体萃取剂与溶剂萃取不同，具有可物理性稳定地进行操作，并以简单的装置即可作业的优点。另外，在基于离子交换的反应中，还具有如下特征：如上述溶剂萃取法那样对萃取剂和溶液进行混合等的物理性变化少，并且离子交换树脂与溶液的接触通常在密闭的柱内进行的情况居多，因此，可防止空气等的卷入，其结果能够抑制包覆层(clad)的生成且能够稳定地进行作业。

作为使用固体萃取剂回收钪的例子，在专利文献4中示出了使用螯合树脂进行钪回收的方法。该方法是由如下工序构成的高纯度氧化钪的制造方法：从含微量的钪的氧化物得到含钪溶液的浸出工序；液调节工序；形成吸附有钪的螯合树脂的萃取工序；将吸附有钪的螯合树脂用稀酸进行洗涤的洗涤工序；将吸附有钪的螯合树脂用强酸进行洗脱，得到含钪溶液的反萃取工序；通过沉淀剂从含钪溶液得到钪沉淀物的沉淀工序；以及煅烧沉淀物的工序。

另外，专利文献5中示出了使用浸渍有作为萃取剂的烷基膦酸或烷基磷酸酯的树脂进行钪的回收的内容。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-313928号公报

专利文献2：日本特开平9-291320号公报

专利文献3：日本特开2007-327085号公报

专利文献4：日本特开平9-176756号公报

专利文献5：日本特开平1-246328号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，若要采用专利文献1中所述的方法在工业上实施，则会产生各种问题。例如，由于第一中和工序中的pH调节范围与第二中和工序中的pH调节范围接近，因此，在第一中和工序中，随着铁和铝，钪也一起沉淀，有可能导致钪萃取率的降低；在第二中和工序中，随着钪，铁和铝也一起沉淀，有可能导致钪纯度的降低；而上述任一种情况都是不希望的。另外，添加中和剂而产生大量的沉淀物，但是，通常在酸中添加碱所获得的沉淀物的性状不稳定且过滤性差，有可能伴随设备规模的扩大等成本增加。