钪回收方法技术

从氧化镍矿中有效地回收高品位的钪。本发明专利技术的钪回收方法包括：将氧化镍矿与硫酸一起装入加压容器中，在高温高压下固液分离为浸出液和浸出残渣的浸出工序(S1)；将中和剂加入浸出液中，得到中和沉淀物和中和后液的中和工序(S2)；将硫化剂添加于中和后液中，分离为镍硫化物和硫化后液的硫化工序(S3)；使螯合树脂与硫化后液接触，从而使钪吸附于螯合树脂，得到钪洗脱液的离子交换工序(S4)；使萃取剂与钪洗脱液接触，得到反萃取液的溶剂萃取工序(S6)；将中和剂或草酸加入反萃取液中，得到沉淀物的钪沉淀工序(S7)；以及，将沉淀物干燥、焙烧而得到氧化钪的焙烧工序(S8)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钪回收方法
本专利技术涉及一种钪的回收方法，更详细而言，涉及一种使用螯合树脂和溶剂萃取来有效回收氧化镍矿石中所含的钪的方法。
技术介绍
作为高强度合金的添加剂、燃料电池的电极材料，钪是极其有用的。但是，由于生产量少且价格高的缘故，尚未得到广泛应用。红土矿、褐铁矿等氧化镍矿中含有微量的钪。但是，由于氧化镍矿中含镍的品位低的缘故，长久以来，在工业上没有将氧化镍矿用作镍原料。因此，也基本上未进行过从氧化镍矿中工业化回收钪的研究。但是，近年来，HPAL工艺不断得到实用化，在该工艺中，将氧化镍矿与硫酸一起装入加压容器中，加热至240～260℃左右的高温，对含镍的浸出液和浸出残渣进行固液分离。在该HPAL工艺中得到的浸出液中，通过添加中和剂来分离杂质，接着，添加硫化剂而将镍作为镍硫化物进行回收，通过现有的镍提炼工序对该镍硫化物进行处理而得到电镀镍(electro-nicke)、镍盐化合物(nickelsaltcompound)。当采用如上所述的HPAL工艺时，氧化镍矿中所含的钪与镍一起被包含于浸出液中(参照专利文献1)。并且，当在HPAL工艺中得到的浸出液中添加中和剂来分离杂质，并接着添加硫化剂的情况下，镍作为镍硫化物被回收，另一方面，由于钪包含于添加硫化剂后的酸性溶液中，因此通过使用HPAL工艺能够有效分离镍和钪。并且，作为从上述酸性溶液中回收钪的方法，有人提出使钪吸附于以亚氨基二乙酸盐作为官能团的螯合树脂而与杂质分离并进行浓缩的技术方案(参照专利文献2～4)。另外也有人提出使用溶剂萃取方式从氧化镍矿石中回收钪的方法(参照专利文献5)。在专利文献5中公开了如下技术方案: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，加入以煤油(kerosene)稀释2-乙基己基磺酸单-2-乙基己酯而成的有机溶剂，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钇、铁、锰、铬、镁、铝、钙进行分离，加入盐酸水溶液进行冲洗(scrubbing)，在去除钇、铁、锰、铬、镁、铝、钙之后，在有机溶剂中加入NaOH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，将铁、锰、铬、镁、铝、钙分离于滤液中后，通过预烧而获得高纯度的氧化钪。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平3-173725号公报专利文献2：日本特开平1-133920号公报专利文献3：日本特开平9-176756号公报专利文献4：日本特开平9-194211号公报专利文献5：日本特开平9-291320号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，即使采用了专利文献1～4所述的方法，氧化镍矿中除了钪之外还含有铁、铝、铬等各种杂质。其中，铬离子、三价状态的铁离子具有强固地吸附于上述螯合树脂上的性质，因此，一旦铬离子、三价铁离子吸附于螯合树脂上，就难以从该螯合树脂上分离出铬和铁，从而之后吸附于螯合树脂上的钪量减少，因此，设备效率降低。另外，由于螯合树脂中吸附有钪和杂质两者，因此，在吸附杂质后再利用螯合树脂的情况下，存在所回收的钪的品位降低等问题。另外，当将如专利文献5所述的采用溶剂萃取的工艺应用于从氧化镍矿回收镍、钴后的酸性溶液中回收钪的技术方案时，在工业上存在成本方面不利的问题。其原因在于：氧化镍矿石中所含的钪与镍相比是更极其微量的，在由萃取镍所需的硫酸添加量所确定的浆料浓度中，浆料中的钪浓度最多不过几mg/l～几十mg/l左右，而其用液量庞大。若直接对上述酸性溶液使用溶剂萃取法，则无法忽视伴随着萃取剂向作为萃取对象的溶液即水相中溶出而产生的损失，且需要花费用于补充的成本、去除废水的COD等有机成分所需的工时和成本。进而，应对庞大的用液量而带来的装置规模扩大等设备投资也增多。根据氧化镍矿中含有的成分的不同，例如存在铁、钙或铝等易于与用于溶剂萃取的萃取剂形成包覆层的成分，从确保作业稳定性的观点看，针对这些成分多的氧化镍矿石的酸浸出液进行溶剂萃取也成为了课题。如此地，至今并未发现一种适合在工业上从氧化镍矿石中回收钪的方法。本专利技术的目的在于有效地从氧化镍矿中回收高品位的钪。解决课题的方法为了解决上述课题，本专利技术人等反复进行了精心的研究，结果发现通过螯合树脂分离钪，进而予以溶剂萃取而能够得到高纯度钪化合物，从而完成了本专利技术。具体而言，本专利技术提供如下技术方案。(1)本专利技术提供一种钪回收方法，其中，包括：将含有钪、铝和铬的氧化镍矿与硫酸一起装入加压容器中，在高温高压下进行固液分离而得到浸出液和浸出残渣的浸出工序；将中和剂加入于前述浸出液中，得到中和沉淀物和中和后液的中和工序；将硫化剂添加于前述中和后液中，分离为镍硫化物和硫化后液的硫化工序；使前述硫化后液与螯合树脂接触，从而使前述钪吸附于前述螯合树脂中，得到钪洗脱液的离子交换工序；使前述钪洗脱液与萃取剂接触，得到反萃取液的溶剂萃取工序；将中和剂或草酸加入于前述反萃取液中，得到沉淀物的钪沉淀工序；以及，将前述沉淀物干燥，焙烧而得到氧化钪的焙烧工序。(2)另外，在本专利技术的上述(1)所述的钪回收方法中，前述螯合树脂是以亚氨基二乙酸作为官能团的树脂，前述离子交换工序包括：使前述硫化后液与前述螯合树脂接触，从而使前述钪吸附于前述螯合树脂的吸附工序；使前述吸附工序中吸附了钪的螯合树脂接触0.1N以下的硫酸，去除在前述吸附工序中吸附于前述螯合树脂上的铝的铝去除工序；将0.3N以上且低于3N的硫酸与经过前述铝去除工序的螯合树脂接触，得到前述钪洗脱液的钪洗脱工序；以及，将3N以上的硫酸与经过前述钪洗脱工序的螯合树脂接触，去除在前述吸附工序中吸附于前述螯合树脂上的铬的铬去除工序。(3)另外，在本专利技术的上述(1)或(2)所述的钪回收方法中，前述萃取剂是以三辛基氧化膦作为官能团的有机溶剂，前述溶剂萃取工序包括：将前述钪洗脱液与前述萃取剂进行混合，分离为萃取了钪的萃取后有机溶剂和萃取残液的萃取工序；将浓度为2.0mol/l以上且9.0mol/l以下的盐酸溶液或浓度为3.5mol/l以上且9.0mol/l以下的硫酸溶液混合于前述萃取后有机溶剂中，从而将杂质从前述萃取后有机溶剂中分离而得到洗涤后有机溶剂的冲洗(scrubbing)工序；以及，将含有浓度低于2.0mol/l的盐酸溶液或浓度低于3.5mol/l的硫酸溶液的反萃取初始溶液混合于前述洗涤后有机溶剂中，将钪从洗涤后有机溶剂中反萃取而得到前述反萃取液的反萃取工序。(4)另外，在本专利技术的上述(1)至(3)中任一项所述的钪回收方法中，将中和剂添加于前述钪洗脱液中，从而将pH值调节为2以上且4以下的范围；接着，添加还原剂，从而将前述钪洗脱液的氧化还原电位调节为以银-氯化银电极作为参比电极的电位计超过200mV且300mV以下的范围；接着，添加硫酸，调节pH值为1以上且2.5以下的范围，从而得到钪洗脱液的pH调节后液，并采用该pH调节后液再次施行前述离子交换工序。(5)另外，在本专利技术的上述(1)至(4)中任一项前述的钪回收方法中，还包括对由前述离子交换工序所得到的前述钪洗脱液中所含的钪进行草酸化的草酸化工序，前述草酸化工序包括：将中和剂添加于前述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钪回收方法，其中，包括：将含有钪、铝和铬的氧化镍矿与硫酸一起装入加压容器中，在高温高压下进行固液分离而得到浸出液和浸出残渣的浸出工序；将中和剂加入于所述浸出液中，得到中和沉淀物和中和后液的中和工序；将硫化剂添加于所述中和后液中，进行分离得到镍硫化物和硫化后液的硫化工序；使所述硫化后液与螯合树脂接触，从而使所述钪吸附于所述螯合树脂，得到钪洗脱液的离子交换工序；使所述钪洗脱液与萃取剂接触，得到反萃取液的溶剂萃取工序；将中和剂或草酸加入于所述反萃取液中，得到沉淀物的钪沉淀工序；以及将所述沉淀物干燥、焙烧而得到氧化钪的焙烧工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.05.10 JP 2013-1002171.一种钪回收方法，其中，包括：将含有钪、铝和铬的氧化镍矿与硫酸一起装入加压容器中，在高温高压下进行固液分离而得到浸出液和浸出残渣的浸出工序；将中和剂加入于所述浸出液中，得到中和沉淀物和中和后液的中和工序；将硫化剂添加于所述中和后液中，进行分离得到镍硫化物和硫化后液的硫化工序；使所述硫化后液与螯合树脂接触，从而使所述钪吸附于所述螯合树脂，得到钪洗脱液的离子交换工序；使所述钪洗脱液再吸附于所述螯合树脂的再吸附工序；使经过所述再吸附工序的所述钪洗脱液与萃取剂接触，得到反萃取液的溶剂萃取工序；将中和剂或草酸加入于所述反萃取液中，得到沉淀物的钪沉淀工序；以及将所述沉淀物干燥、焙烧而得到氧化钪的焙烧工序；所述离子交换工序包括：采用以亚氨基二乙酸作为官能团的树脂作为所述螯合树脂，使所述硫化后液与所述螯合树脂接触，从而使所述钪吸附于所述螯合树脂的吸附工序，使所述吸附工序中吸附了钪的螯合树脂与0.1N以下的硫酸接触，去除在所述吸附工序中吸附于所述螯合树脂上的铝的铝去除工序，使经过所述铝去除工序的螯合树脂与0.3N以上且低于3N的硫酸接触，得到所述钪洗脱液的钪洗脱工序，以及使经过所述钪洗脱工序的螯合树脂与3N以上的硫酸接触，去除在所述吸附工序中吸附于所述螯合树脂上的铬的铬去除工序；在所述再吸附工序中，将中和剂添加于所述钪洗脱液中，从而将pH值调节为2以上且4以下的范围，接着，添加还原剂，从而将所述钪洗脱液的氧化还原电位调节为以银-氯化银电极作为参比电极的电位计超过200mV且300mV以下的范围，接着，添加硫酸，将pH值调节为1以上且2.5以下的范围，从而得到钪洗脱液的pH调节后液，使用该pH调节后液再次进行所述离子交换工序；所述溶剂萃取工序包括：采用三辛基氧化膦作为官能团的有机溶剂作为所述萃取剂，将经过所述再吸附工序的所述钪洗脱液与所述萃取剂进行混合，进行分离得到萃取了钪的萃取后有机溶剂和萃取残液的萃取工序，将浓度为2.0mol/l以上且9.0mol/l以下的盐酸溶液或浓度为3.5mol/l以上且9.0mol/l以下的硫酸溶液混合于所述萃取后有机溶剂中，从而将杂质从所述萃取后有机溶剂中分离而得到洗涤后有机溶剂的冲洗工序，以及将含有浓度低于2.0mol/l的盐酸溶液或浓度低于3.5mol/l的硫酸溶液的反萃取初始溶液混合于所述洗涤后有机溶剂中，将钪从洗涤后有机溶剂中反萃取而得到所述反萃取液的反萃取工序。2.一种钪回收方法，其中，包括：将含有钪、铝和铬的氧化镍矿与硫酸一起装入加压容器中，在高温高压下进行固液分离而得到浸出液和浸出残渣的浸出工序；将中和剂加入于所述浸出液中，得到中和沉淀物和中和后液的中和工序；将硫化剂添加于所述中和后液中，进行分离得到镍硫化物和硫化后液的硫化工序；使所述硫化...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾崎佳智，永仓俊彦，
申请(专利权)人：住友金属矿山株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP