一种从钛白废水中富集钪的方法技术

本发明专利技术公开一种从钛白废水中富集钪的方法，包括一次萃取、一次反萃、酸溶除杂、二次萃取、洗涤除钛和二次反萃六个步骤，本发明专利技术开发了从钛白废水中直接萃取富集钪的方法，实现了钪的综合回收利用，钪回收率从不足50%提高到83 %以上，实现钪目标元素与杂质的萃取分离，有效解决了传统工艺钪损失、夹带和乳化等问题，粗钪纯度＞36%，有机相、碱液、酸液可回收循环利用，降低了化工原料消耗和污染物排放，减少生产成本。

Method for enriching scandium from titanium dioxide wastewater

The invention discloses a method for enrichment of Scandium from titanium dioxide wastewater, including an extraction, a stripping, acid soluble impurity removal, two times of extraction, washing and removing of titanium and two stripping six steps and method of the invention has developed from titanium dioxide wastewater direct extraction of scandium, the SC comprehensive recycling, scandium recovery from less than 50% to more than 83%, realize the extraction and separation of scandium target elements and impurities, effectively solve the traditional process of SC loss, entrainment and emulsification, coarse SC purity > 36%, organic phase, alkali, acid Recyclable recycling, reducing chemical the raw material consumption and pollutant emissions, reduce production costs.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种稀土资源回收技术，具体涉及一种从钛白废水中富集钪的方法。
技术介绍
稀土元素钪（Sc）是重要的战略资源，金属钪在自然界基本没有独立的矿床存在，几乎都是伴生矿。钪可以广泛应用在强激光晶体、电子、金属合金、电池、照明等行业。近年来，美日等国突破了钪锆氧化物电解质在固体氧化物燃料电池（SOFC）中应用技术，推动了对钪及钪锆粉体的需求。硫酸法生产钛白粉会产生大量的酸性废水，据统计，每生产1t钛白粉可产生废水40～60t，钛白废水得不到妥善处理，既造成了环境污染，又要支付巨额的排污费用。钛白废水中含有Sc2O3，V2O5，TiO2，H2SO4，Fe等多种成分，对钛白废水中的钪进行回收，同时除去其他杂质，对实现钪资源的有效利用具有现实的意义。然而目前对钛白废水的处理主要以碱中和为主，所用碱性物质主要有白云石、石灰石、石灰、电石渣、废碱等，既增加了生产成本，又浪费了钛白废水中的钪资源。因此，开发伴生资源钪的绿色提取技术，可以实现将硫酸钛白粉生产过程产生的废液中伴生的钪及其他元素高效富集，改变废酸浓缩或石灰中和法处理废酸造成的氧化钪等有价元素严重浪费的现状，满足新材料领域对氧化钪的快速增长需求，符合我国发展循环经济提出“减量化、再利用、资源化”的原则。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种从钛白废水中富集钪的方法来解决上述问题。本专利技术的基本方法是这样实现的：一种从钛白废水中富集钪的方法，包括以下步骤：（1）一次萃取：在钛白废水中加入有机相进行一次萃取，一次萃取为三级逆流萃取，相比为O:A=1:10；（2）一次反萃：用一次萃取负载有机相进行一次反萃，操作条件为相比O:A=1:1，氢氧化钠含量为10%，温度为60~70℃，反应结束后将有机相回收，将碱液过滤后得到反萃滤饼，回收碱液；（3）酸溶除杂：用H2SO4溶解反萃滤饼，加入钛晶种，加入10%Na2CO3调节pH值为0.3～0.5，当溶液温度升高至微沸时，溶液中的钛逐渐水解析出，同时析出铁，过滤得酸溶除杂滤液；（4）二次萃取：将酸溶除杂滤液进行二次萃取，二次萃取为三级逆流萃取，相比为O:A=3:5；（5）洗涤除钛：用双氧水及硫酸配制的洗液，控制酸度为2~4mol/L硫酸对二次萃取负载有机相进行两级洗涤除杂，每次洗涤时间均为30min；（6）二次反萃：将8%NaOH溶液加热至70℃，按相比O:A=1:1加入洗涤除钛后有机相进行二次反萃，得到的粗钪滤饼中钪的回收率＞83%，纯度＞36%。以上步骤所用有机相为体积比为3:1:16的P204、TBP、磺化煤油混合物。优选的，步骤（2）中，所述一次反萃的时间为20min。优选的，步骤（3）中，所述反萃滤饼与H2SO4的质量比为1.2~1.5。优选的，步骤（3）中，在溶液中的钛逐渐水解析出过程中，将溶液加热至沸腾约1h。优选的，步骤（5）中，所述双氧水及硫酸配制的洗液中，双氧水和硫酸的浓度分别为0.5~1mol/L和2~4mol/L。优选的，步骤（6）中，所述二次反萃的时间为30min。优选的，所述钛白废水含Sc2O36~30mg/L，V2O50~2g/L，TiO22~5g/L，H2SO4180~300g/L，Fe35~40g/L。本专利技术的有益效果是：（1）开发了从钛白废水中直接萃取富集钪的方法，实现了钪的综合回收利用，钪回收率从不足50%提高到83%以上。（2）实现钪目标元素与杂质的萃取分离，有效解决了传统工艺钪损失、夹带和乳化等问题，粗钪纯度＞36%。（3）有机相、碱液、酸液可回收循环利用，降低了化工原料消耗和污染物排放，减少生产成本。具体实施方式以下结合实施例描述本专利技术，以下实施例以专利技术最优效果进行解释说明。实施例1：一种从钛白废水中富集钪的方法，包括以下步骤：（1）一次萃取：钛白废水20.41m3，Sc2O312.10mg/L，在钛白废水中加入有机相进行一次萃取，一次萃取为三级逆流萃取，相比为O:A=1:10，萃取余液中Sc2O30.90mg/L，钪萃取率92.60%，一次负载有机相中Sc2O3326.42mg/L，；（2）一次反萃：用一次萃取负载有机相进行一次反萃，操作条件为相比O:A=1:1，氢氧化钠含量为10%，温度为60℃，一次反萃的时间为20min，反应结束后将有机相回收，将碱液过滤后得到反萃滤饼，回收碱液，钪一次反萃率达96.43%；（3）酸溶除杂：用H2SO4溶解反萃滤饼，反萃滤饼与H2SO4的质量比为1.2，加入钛晶种，加入10%Na2CO3调节pH=0.35，将溶液加热至沸腾约1h，当溶液温度升高至微沸时，溶液中的钛逐渐水解析出，同时析出铁，过滤得酸溶除杂滤液，除钛率达90.18%，除铁率达83.31%，滤液中含Sc2O3505mg/L、TiO21.50g/L、Fe0.12g/L；（4）二次萃取：将酸溶除杂滤液进行二次萃取，二次萃取为三级逆流萃取，相比为O:A=3:5，萃余液中Sc2O30.68mg/L，钪萃取率达99.87%；（5）洗涤除钛：用双氧水和硫酸配成0.5mol/L双氧水及2mol/L硫酸的洗液，对二次萃取负载有机相进行两级洗涤除杂，每次洗涤时间均为30min，第一次洗钛率为77.21%，第二次洗钛率为85.07，总洗钛率为96.60%，洗钛后Sc2O3417.2mg/L；（6）二次反萃：将8%NaOH溶液加热至70℃，按相比O:A=1:1加入洗涤除钛后有机相进行二次反萃，二次反萃的时间为30min，二次反萃后有机相含Sc2O37.1mg/L，二次反萃率为99.07%，钪的回收率达到83.48%，纯度达到36.2%。以上步骤所用有机相为体积比为3:1:16的P204、TBP、磺化煤油混合物。实施例2：一种从钛白废水中富集钪的方法，包括以下步骤：（1）一次萃取：钛白废水30.20m3，Sc2O311.20mg/L，在钛白废水中加入有机相进行一次萃取，一次萃取为三级逆流萃取，相比为O:A=1:10，萃取余液中Sc2O30.93mg/L，钪萃取率91.73%，一次负载有机相中Sc2O3346.5mg/L，；（2）一次反萃：用一次萃取负载有机相进行一次反萃，操作条件为相比O:A=1:1，氢氧化钠含量为10%，温度为70℃，一次反萃的时间为20min，反应结束后将有机相回收，将碱液过滤后得到反萃滤饼，回收碱液，钪一次反萃率达95.98%；（3）酸溶除杂：用H2SO4溶解反萃滤饼，反萃滤饼与H2SO4的质量比为1.5，加入钛晶种，加入10%Na2CO3调节pH=0.5，将溶液加热至沸腾约1h，当溶液温度升高至微沸时，溶液中的钛逐渐水解析出，同时析出铁，过滤得酸溶除杂滤液，除钛率达89.04%，除铁率达82.73%，滤液中含Sc2O3489mg/L、TiO21.56g/L、Fe0.10g/L；（4）二次萃取：将酸溶除杂滤液进行二次萃取，二次萃取为三级逆流萃取，相比为O:A=3:5，萃余液中Sc2O30.73mg/L，钪萃取率达99.85%；（5）洗涤除钛：用双氧水和硫酸配成1mol/L双氧水及4mol/L硫酸的洗液，对二次萃取负载有机相进行两级洗涤除杂，每次洗涤时间均为30min，第一次洗钛率为76.22%，第二次洗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从钛白废水中富集钪的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）一次萃取：在钛白废水中加入有机相进行一次萃取，一次萃取为三级逆流萃取，相比为O:A=1:10；（2）一次反萃：用一次萃取负载有机相进行一次反萃，操作条件为相比O:A =1:1，氢氧化钠含量为10%，温度为60~70 ℃，反应结束后将有机相回收，将碱液过滤后得到反萃滤饼，回收碱液；（3）酸溶除杂：用H2SO4溶解反萃滤饼，加入钛晶种，加入10% Na2CO3调节pH值为0.3～0.5，当溶液温度升高至微沸时，溶液中的钛逐渐水解析出，同时析出铁，过滤得酸溶除杂滤液；（4）二次萃取：将酸溶除杂滤液进行二次萃取，二次萃取为三级逆流萃取，相比为O:A=3:5；（5）洗涤除钛：用双氧水及硫酸配制的洗液，控制酸度为2~4 mol/L硫酸对二次萃取负载有机相进行两级洗涤除杂，每次洗涤时间均为30 min；（6）二次反萃：将8% NaOH溶液加热至70℃，按相比O:A=1:1加入洗涤除钛后有机相进行二次反萃，得到的粗钪滤饼中钪的回收率大于83%，纯度大于36%。

【技术特征摘要】
1.一种从钛白废水中富集钪的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）一次萃取：在钛白废水中加入有机相进行一次萃取，一次萃取为三级逆流萃取，相比为O:A=1:10；（2）一次反萃：用一次萃取负载有机相进行一次反萃，操作条件为相比O:A=1:1，氢氧化钠含量为10%，温度为60~70℃，反应结束后将有机相回收，将碱液过滤后得到反萃滤饼，回收碱液；（3）酸溶除杂：用H2SO4溶解反萃滤饼，加入钛晶种，加入10%Na2CO3调节pH值为0.3～0.5，当溶液温度升高至微沸时，溶液中的钛逐渐水解析出，同时析出铁，过滤得酸溶除杂滤液；（4）二次萃取：将酸溶除杂滤液进行二次萃取，二次萃取为三级逆流萃取，相比为O:A=3:5；（5）洗涤除钛：用双氧水及硫酸配制的洗液，控制酸度为2~4mol/L硫酸对二次萃取负载有机相进行两级洗涤除杂，每次洗涤时间均为30min；（6）二次反萃：将8%NaOH溶液加热至70℃，按相比O:A=1:1加入洗涤除钛后有机相进行二次反萃，得到的粗钪滤饼中钪的回收率大于83%，纯度大于36%。2.以上步骤所用有...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡振光，胡谷华，黄华勇，张亮玖，韦世强，谭海翔，彭新林，卢阶主，
申请(专利权)人：中铝广西有色稀土开发有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45