【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有价资源回收，具体涉及提钛工艺流程产生的含钪废液和废渣协同提钪方法。
技术介绍
1、钪是一种稀土元素，全球钪资源丰富，储量约200万t，我国钪储量约65万t，但75％以上的钪与其他矿物伴生，钪元素提取工艺复杂、全流程回收率低、成本高等因素是造成钪产品价格高昂地主要原因，钪被称为世界上最昂贵的金属之一。国内钪矿资源主要分布于铝土矿和磷块岩矿(含风化淋滤型磷矿床)、钒钛磁铁矿、钨矿、稀土矿等矿物中，目前的提钪原料主要来源于其共伴生矿物的综合利用过程产生的废液或固废等二次资源，现有可作为提钪原料的二次资源有铀矿的副产物、钨冶炼废渣、硫酸法生产钛白粉产生的水解酸性废液、沸腾氯化提钛产生的氯化烟尘、含钛高炉渣、赤泥、离子吸附型稀土矿、白云鄂博尾矿等，对于不同的含钪原料，其物理化学不同，尤其是化学组成和在不同浸出剂中的溶解性能差异较大，故涉及的提钪工艺便有所不同；现有传统的钪元素提取工艺存在工艺复杂难操作，回收率低，成本高等技术缺陷。
技术实现思路
1、为了解决传统提钪工艺存在的瓶颈问题，本专利技术目的在于提供一种提钛工艺流程产生的含钪废液和废渣协同进行提钪方法，该方法操作方便、工艺流程简单、效率高、生产成本低、环保效益好，易于实现工业化，可高效回收氯化法提钛工艺过程产生的含钪废渣中有价元素钪。本技术方案涉及的提钪原料是主要是钛白废酸和氯化法提钛工艺过程产生的含钪废渣。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了提钛工艺流程产生的含钪废液和废渣协同提钪方法，所述方
3、s1以水浸出提钛工艺流程产生的含钪废渣，过滤后获得浸出液、残渣、洗水，所述洗水循环用于打浆浸出，保持浸出液ph≤0.5，使用还原剂还原目标离子后，用碱沉钪，获得含钪沉淀物，使用钛白废酸浸出含钪沉淀物中的钪，获得含钪浸出液；
4、s2保持含钪浸出液ph≤0.5，使用还原剂充分还原浸出液中的目标阳离子；
5、s3使用沉淀剂沉淀经还原处理后的浸出液中的钪离子，制得初级富钪料；
6、s4以酸溶液浸出所述初级富钪料中的钪，浸出终点ph≤0.5，根据富钪料的钪富集情况重复酸浸-还原-沉钪工序，重复次数≥1，获得终极富钪料；
7、s5使用强碱性溶液在室温下溶解所述终极富钪料；
8、s6将上述强碱处理后的终极富钪料和碱性物质充分混合并在空气中焙烧，焙烧产物再经水洗除铬，得到含铬浸出液和含钪残渣；
9、s7以酸性溶液浸出含钪残渣，再以还原剂还原三价铁后用碱液沉钪，获得含钪沉淀物；
10、s8以草酸洗涤上述钪沉淀物，再经高温焙烧，获得纯度≥99.9％的氧化钪。
11、上述技术方案中，进一步的，在s1中，所述含钪废渣中的钪含量≥10g/t，浸出提钛工艺产生的含钪废渣时水和废渣的液固比为1～10：1ml/g，沉钪终点ph为3～6，所述含钪废液为钛白废酸，其钪浓度≥5mg/l，浸出含钪沉淀物时液固比为体积ml：质量g＝0.5～5：1，浸出全程保持浸出液ph≤2。
12、进一步的，在s2中，所述目标阳离子为三价铁、六价铬，所述还原剂为铁、镁、锌或铝的金属粉末或金属屑、焦亚硫酸钠、硫酸钠、草酸中的一种，还原剂的用量为0.1～6g/l·浸出液，还原时浸出液体系温度≥40℃，优选为60～90℃。
13、进一步的，在s3中，所述沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸盐、碳酸氢盐、氧化钙、氢氧化钙、氧化镁、氢氧化镁、氨水中的一种或两种及以上，沉淀终点ph控制在3～6，沉淀时温度≥40℃，优选为60～90℃。
14、进一步的，在s4中，所述酸溶液为硫酸、盐酸或硝酸，酸溶液氢离子浓度为1～8mol/l，浸出液固比为酸溶液体积：初级富钪料质量(含水50％)＝0.5～10：1，浸出温度≥20℃，优选50～95℃；还原的目标阳离子为三价铁，所述还原剂为铁、镁、锌或铝的金属粉末或金属屑、焦亚硫酸钠、硫酸钠、草酸中的一种，还原剂的用量为0.1～2g/l·浸出液，还原时浸出液体系温度≥40℃，优选为60～90℃，所述沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水，沉淀终点ph控制在3～6，沉淀时温度≥40℃，优选为60～90℃，当富钪料的钪含量≥5％时，停止重复酸浸-还原-沉钪工序。
15、进一步的，在s5中，所述强碱性溶液为含氢氧化钠或氢氧化钾的溶液，碱浓度≥0.1mol/l，优选0.5～6mol/l，浸出时的液固比为碱溶液体积：终极富钪料质量(含水率50％)＝1～20：1，当浸出后过滤获得的含铝浸出液中铝酸钠浓度达到工业上铝的回收浓度要求即可用于铝的回收。
16、进一步的，在s6中，所述碱性物质为钠、钾的氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐，焙烧温度≥400℃，优选500～900℃，焙烧前需将除铝后终极富钪料烘干至含水率＜2％，然后再将其破碎至粒径＜50微米，混合时细磨后除铝后终极富钪料质量：碱性物质质量＝0.5～1：1～10。
17、进一步的，在s7中，浸出含钪残渣用的酸为混合酸，其成分为硫酸-磷酸、盐酸-磷酸或硝酸-磷酸，氢离子浓度1～10mol/l，磷酸浓度需≥0.2mol/l，浸出时液固比为2～10：1ml/g，还原剂为还原铁粉或铁屑，还原剂的用量为0.1～1g/l·浸出液，沉钪所用碱液为质量浓度1～30％的naoh、koh溶液，终点ph为3～6，上述反应温度均≥10℃，优选为40～90℃。
18、进一步的，在s8中，所述逆流洗涤用草酸浓度≥0.1mol/l，优选0.3～1mol/l，洗涤时液固比为草酸溶液体积：终极富钪料(干基)重量＝1～10:1，逆流洗涤级数≥3，优选4～10级，洗涤过滤后进行焙烧处理，焙烧前需将洗涤所获固体产物在100～125℃保温烘至其含水率≤2％，再以10～40℃/min的速率升温至温度≥700℃，并在该温度下保温≥3h，优选焙烧温度800～1000℃，优选保温时间5～8h。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
20、本专利技术通过对氯化法提钛产生的含钪废渣以钛白废酸浸出分离浸出液，对浸出液进行还原、沉钪，再以钛白废酸浸出钪，还原铁后再沉钪，再对沉淀物进行浸出-还原-沉钪来富集钪并除杂，对富钪料进行碱浸、碱熔-氧化焙烧、水浸钪，沉钪，再以草酸洗涤除杂，经过以上多项工艺步骤处理后，最终得到纯度≥99.9％的氧化钪产品，本方法操作方便、工艺流程简单、生产成本低、环保效益好，易于实现工业化，可高效回收氯化法提钛产生的含钪固废中有价元素钪。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.提钛工艺流程产生的含钪废液和废渣协同提钪方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S1中，所述含钪废渣中的钪含量≥10g/t，浸出提钛工艺产生的含钪废渣时水和废渣的液固比为1～10：1ml/g，沉钪终点pH为3～6，所述含钪废液为钛白废酸，其钪浓度≥5mg/L，浸出含钪沉淀物时液固比为体积ml：质量g＝0.5～5：1，浸出全程保持浸出液pH≤2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S2中，所述目标阳离子为三价铁、六价铬，所述还原剂为铁、镁、锌或铝的金属粉末或金属屑、焦亚硫酸钠、硫酸钠、草酸中的一种，还原剂的用量为0.1～6g/L·浸出液，还原时浸出液体系温度≥40℃，优选为60～90℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S3中，所述沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸盐、碳酸氢盐、氧化钙、氢氧化钙、氧化镁、氢氧化镁、氨水中的一种或两种及以上，沉淀终点pH控制在3～6，沉淀时温度≥40℃，优选为60～90℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S4中，所述酸溶
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S5中，所述强碱性溶液为含氢氧化钠或氢氧化钾的溶液，碱浓度≥0.1mol/L，优选0.5～6mol/L，浸出时的液固比为碱溶液体积：含水率50％的终极富钪料质量＝1～20：1ml/g，当浸出后过滤获得的含铝浸出液中铝酸钠浓度达到工业上铝的回收浓度要求时用于铝的回收。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S6中，所述碱性物质为钠、钾的氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐，焙烧温度≥400℃，优选500～900℃，焙烧前将除铝后终极富钪料烘干至含水率＜2％，然后再将其破碎至粒径＜50微米，混合时细磨后除铝后终极富钪料质量：碱性物质质量＝0.5～1：1～10。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S7中，浸出含钪残渣用的酸为混合酸，其成分为硫酸-磷酸、盐酸-磷酸或硝酸-磷酸，氢离子浓度1～10mol/L，磷酸浓度≥0.2mol/L，浸出时液固比为2～10：1ml/g，还原剂为还原铁粉或铁屑，还原剂的用量为0.1～1g/L·浸出液，沉钪所用碱液为质量浓度1～30％的NaOH或KOH溶液，终点pH为3～6，上述反应温度均≥10℃，优选为40～90℃。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S8中，所述逆流洗涤用草酸浓度≥0.1mol/L，优选0.3～1mol/L，洗涤时液固比为草酸溶液体积：终极富钪料干基重量＝1～10:1ml/g，逆流洗涤级数≥3，优选4～10级，洗涤过滤后进行焙烧处理，焙烧前将洗涤所获固体产物在100～125℃保温烘至其含水率≤2％，再以10～40℃/min的速率升温至温度≥700℃，并在该温度下保温≥3h，优选的焙烧温度为800～1000℃，优选的保温时间为5～8h。
...【技术特征摘要】
1.提钛工艺流程产生的含钪废液和废渣协同提钪方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在s1中，所述含钪废渣中的钪含量≥10g/t，浸出提钛工艺产生的含钪废渣时水和废渣的液固比为1～10：1ml/g，沉钪终点ph为3～6，所述含钪废液为钛白废酸，其钪浓度≥5mg/l，浸出含钪沉淀物时液固比为体积ml：质量g＝0.5～5：1，浸出全程保持浸出液ph≤2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在s2中，所述目标阳离子为三价铁、六价铬，所述还原剂为铁、镁、锌或铝的金属粉末或金属屑、焦亚硫酸钠、硫酸钠、草酸中的一种，还原剂的用量为0.1～6g/l·浸出液，还原时浸出液体系温度≥40℃，优选为60～90℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在s3中，所述沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸盐、碳酸氢盐、氧化钙、氢氧化钙、氧化镁、氢氧化镁、氨水中的一种或两种及以上，沉淀终点ph控制在3～6，沉淀时温度≥40℃，优选为60～90℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在s4中，所述酸溶液为硫酸、盐酸或硝酸，酸溶液氢离子浓度为1～8mol/l，浸出液固比为酸溶液体积：含水率50％的初级富钪料质量＝0.5～10：1，浸出温度≥20℃，优选50～95℃；还原的目标阳离子为三价铁，所述还原剂为铁、镁、锌或铝的金属粉末或金属屑、焦亚硫酸钠、硫酸钠、草酸中的一种，还原剂的用量为0.1～2g/l·浸出液，还原时浸出液体系温度≥40℃，优选为60～90℃；所述沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水，沉淀终点ph控制在3～6，沉淀时温度≥40℃，优选为60～90℃，当富钪料的钪含量≥5％时，停止重复酸浸-还原-沉钪工...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨珍，
申请(专利权)人：成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。