[发明专利]从固态氧化物燃料电池废料回收金属化合物的方法

说明书

一种从固态氧化物燃料电池废料回收金属化合物的方法包括加工所述固态氧化物燃料电池废料以形成粉末；消解所述加工废料；从含有所述消解的加工废料的溶液提取氧化镧和氧化铈；在提取所述氧化镧和氧化铈之后从所述溶液萃取锆化合物；并且从自所述溶液萃取了所述锆化合物的所述溶液萃取钪化合物。

技术领域

本发明大体上涉及从固态氧化物燃料电池选择性地回收金属化合物，并且更具体地说，涉及从固态氧化物燃料电池废料萃取并回收氧化钪。

背景技术

由于开采和可用性的局限，钪当前仅少量生产。尽管元素存在于许多矿石中，但其仅以微量存在；不存在已知的可容易萃取的含有高钪含量的矿物质的沉积物。当前，仅少数矿场生产钪，并且在每一情况下，其作为来自萃取其它元素的副产物制得并以氧化钪形式出售。

具体地说，对于将氧化钪稳定的氧化锆用作固态氧化物燃料电池中的高效电解质，氧化钪体现出重要性。钪的应用还包括使用氧化钪(例如，氧化钪(Sc₂O₃))以制得高强度放电灯以及用于小型航天工业组件、棒球棒和自行车框架的钪铝合金。随着钪的商业用途持续扩展，存在对研发获得氧化钪的改进方法的需求。

发明内容

根据本发明的各种实施例，从固态氧化物燃料电池废料回收金属化合物的方法包括加工固态氧化物燃料电池废料以形成粉末、消解加工废料、从含有消解的加工废料的溶液提取氧化镧和氧化铈、在提取氧化镧和氧化铈之后从溶液萃取锆化合物并从自溶液萃取了锆化合物的溶液萃取钪化合物。

根据本发明的各种实施例，从固态氧化物燃料电池废料回收金属的方法包括加工废料，使得废料的平均粒径小于约100μm；消解加工废料；将消解的废料与水混合以形成溶液；将盐添加到溶液中以形成包含Ce和La的沉淀物；过滤溶液以将沉淀物与滤液分离；并且干燥所述沉淀物以形成包含La₂O₃和CeO₂的饼状物。

附图说明

并入本文中并构成本说明书的部分的附图说明本发明的示例性方面。与上文给出的一般描述和下文给出的实施方式一起，图式用以解释本发明的特征。

图1为显示根据本发明的各种实施例的用于从燃料电池废料选择性回收钪的方法的流程图。

图2为说明用于实施图1的步骤20和30的具体方法的流程图。

图3为说明实施图1的步骤40的Zr萃取的具体方法的流程图。

图4为说明实施图1的步骤70的Sc萃取的具体方法的流程图。

图5为显示图2至4的方法的组合的流程图。

具体实施方式

如本文中所使用，离子或化合物的选择性去除一般是指有助于将离子或化合物从溶液去除的方法。如本文中所使用，钪的选择性去除一般是指有助于将钪(III)离子(Sc³⁺)或含有钪的化合物从溶液去除的方法。

如本文中所使用，溶剂萃取是指基于物质在每一相中的相对溶解度而将物质从一种液相(例如，水溶液)萃取到不同液相(例如，有机溶剂)中。

氧化钪(scandium oxide)(即，氧化钪(scandia))，并且更具体地，氧化钪(III)在本文中作为各种实施例方法的终产物加以描述。然而，氧化钪(III)仅作为实例给出，并且本文中所描述的方法可用于生产其它适用产物，包括(但不限于)非化学计量氧化钪、氯化钪(III)(ScCl₃)、氢氧化钪(III)(Sc(OH)₃)和草酸钪(III)(Sc₂(C₂O₄)₃)。这些产物在本文中共同被称作“钪化合物最终产物”。