【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有价资源回收，具体涉及一种氯化提钛产生的含钪废渣中钪的回收方法。
技术介绍
1、钪是一种稀土元素，属战略资源，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，故而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于操作，回收率较低，成本很高等技术缺陷。
技术实现思路
1、为了解决传统提钪工艺技术存在的瓶颈问题，本专利技术目的在于提供一种氯化提钛产生的含钪废渣中钪的回收方法，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。本专利技术涉及的提钪原料是主要是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，本专利技术提供了一种氯化提钛产生的含钪废渣中钪的回收方法，所述方法包括以下
3、s1以过量酸充分溶解含钪废渣，过滤后获得滤渣和滤液，滤渣返回该溶解工序继续溶解；
4、s2使用还原剂充分还原上述滤液中的目标阳离子，过滤获得还原后滤液和残渣，所述残渣返回该还原工序继续使用，使用沉淀剂沉淀还原后滤液中的钪，过滤后获得初级富钪料；
5、s3使用酸溶液浸出上述初级富钪料中的钪，过滤后获得含钪滤液和浸出渣，所述浸出渣返回该酸溶液浸钪工序，再使用还原剂充分还原含钪浸出液中的目标阳离子，使用沉淀剂沉淀经还原处理后的浸出液中的钪离子，过滤后可获得滤液和富钪料，根据富钪料的钪含量重复上述酸浸-还原-沉钪工序，重复次数≥1，获得终极富钪料；
6、s4使用酸溶液浸出上述终极富钪料中的钪，过滤获得浸出残渣和含钪溶液，所述浸出残渣返回该浸出工序继续浸出，以还原剂还原含钪溶液中的目标阳离子，过滤获得滤渣和还原后含钪溶液，滤渣返回该还原工序继续使用，再使用可溶性磷酸盐沉淀还原后含钪溶液中的锆，过滤获得磷酸锆沉淀和除杂液；
7、s5使用复合萃取剂多级逆流萃取s4制得的除杂液中的钪离子，获得钪的负载有机相和萃余液；
8、s6使用酸溶液多级逆流洗脱s5获得钪的负载有机相中的残留金属杂质；
9、s7使用草酸钠溶液对s6洗脱后的钪负载有机相进行多级逆流反萃，水相过滤后获得草酸钪沉淀，草酸钪沉淀经草酸逆流洗涤后，再经高温焙烧，最后获得纯度≥99.9％的氧化钪。
10、上述技术方案中，进一步的，在s1中，所述含钪废渣为一种主要成分为铁、镁、锰、铝、钙氢氧化物的废渣，其钪含量为≥50g/t，浸出时所用的酸为硫酸、盐酸或硝酸，液固比为酸溶液体积ml：含钪废渣质量g＝1～10：1，酸溶液氢离子浓度≥1mol/l，优选为4～8mol/l，浸出时温度≥20℃，优选为50～98℃，浸出时间≥1h，优选为3～6h。
11、进一步的，在s2中，所述被还原的目标阳离子为三价铁，还原剂为铁、镁、锌或铝的金属粉末或金属屑、焦亚硫酸钠、硫酸钠中的一种，还原剂用量为0.2～20g/l·含钪溶液，还原时温度≥40℃，优选为60～95℃；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以上，沉淀终点ph控制在3～6。
12、进一步的，在s3中，所述酸溶液为硫酸、盐酸、硝酸中的一种，酸溶液浓度≥1mol/l，优选为2～7mol/l，浸出时液固比为酸溶液体积：钪富集滤渣质量(干基)＝1～10：1(ml：g)；所述待还原目标阳离子为三价铁，还原剂为铁、镁、锌或铝的金属粉末或金属屑、焦亚硫酸钠、硫酸钠中的一种，还原剂用量为0.01～5g/l·浸出液，还原时浸出液体系温度≥40℃，优选为60～95℃；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以上，沉淀终点ph控制在3～6；当含钪沉淀物的钪含量≥5％时，停止重复酸浸-还原-沉钪工序，获得钪含量更高的终极富钪料。
13、进一步的，在s4中，所述酸溶液为硫酸，酸浓度≥1mol/l，优选为2～4mol/l，浸出时液固比为酸溶液体积：终极富钪料(干基)＝1～10：1(ml：g)；所述待还原目标阳离子为三价铁，还原剂为铁、镁、锌或铝的金属粉末或金属屑、焦亚硫酸钠、硫酸钠中的一种，还原剂用量为0.001～1g/l·含钪溶液，还原时体系温度≥40℃，优选为60～95℃；所述除锆用可溶性磷酸盐为磷酸钠、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠、磷酸钾、磷酸一氢钾或磷酸二氢钾，每升含钪浸出液中可溶性磷酸盐的加入量为0.04～1.5g，加入前配成溶液。
14、进一步的，在s5中，所述复合萃取剂包括体积百分比如下的各组分：5～30％的p204、5～20％的tbp、0％～10％的p507以及50～90％的260#溶剂油或磺化煤油；萃取时，有机相的复合萃取剂和水相还原后的除杂液的体积比为0.5～20:1，萃取级数≥1；萃取温度≥5℃，优选为20～40℃；萃取设备为萃取槽、旋流萃取器或微通道萃取设备。
15、进一步的，在s6中，所述酸溶液成分为硫酸或盐酸，洗脱级数≥1，洗脱除杂温度≥5℃，优选为20～40℃。
16、进一步的，在s7中，所述草酸钠浓度为1～5mol/l，反萃时负载有机相和草酸钠溶液的体积比为1：1～5，反萃级数≥1，优选反萃级数为3～6级；所述洗涤用草酸浓度≥0.1mol/l，优选为0.3～1mol/l，洗涤时液固比为草酸溶液体积ml：草酸钪(湿料)重量g＝1～10:1，逆流洗涤级数≥3，优选为4～10级，对洗涤过滤后的草酸钪进行焙烧处理，焙烧时以5～10℃/min的速率升温到105～125℃保温烘干上述沉淀物至其含水率≤3％，继续以10～40℃/min的速率升温至温度≥700℃，并在该温度下保温≥3h，优选焙烧温度为800～1000℃，优选保温时间为5～8h。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
18、本专利技术采用过量酸溶解含钪废渣，使用还原剂充分还原滤液中的目标阳离子，沉淀经还原后的滤液中的钪；根据富钪料的钪含量重复酸浸-还原-沉钪工序，获得终极富钪料；终极富钪料经酸浸、还原、磷酸盐除杂，复合萃取剂多级逆流萃取，草酸钠溶液多级逆流反萃等步骤，得到的草酸钪沉淀经草酸逆流洗涤后，再经高温焙烧，最后获得纯度≥99.9％的氧化钪。本方法操作方便、工艺流程简单、生产成本低、环保效益本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氯化提钛产生的含钪废渣中钪的回收方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，在S1中，所述含钪废渣为一种主要成分为铁、镁、锰、铝或钙氢氧化物的废渣，其钪含量为≥50g/t，浸出时所用的酸为硫酸、盐酸或硝酸，液固比为酸溶液体积：含钪废渣质量＝1～10：1，酸溶液氢离子浓度≥1mol/L，优选为4～8mol/L，浸出时温度≥20℃，优选为50～98℃，浸出时间≥1h，优选为3～6h。
3.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，在S2中，所述被还原的目标阳离子为三价铁，还原剂为铁、镁、锌或铝的金属粉末、焦亚硫酸钠、硫酸钠中的一种，还原剂用量为0.2～20g/L·含钪溶液，还原时温度≥40℃，优选为60～95℃；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以上，沉淀终点pH控制在3～6。
4.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，在S3中，所述酸溶液为硫酸、盐酸、硝酸中的一种，酸溶液浓度≥1mol/L，优选为2～7mol/L，浸出时液
5.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，在S4中，所述酸溶液为硫酸，酸浓度≥1mol/L，优选为2～4mol/L，浸出时液固比为酸溶液体积ml：干基终极富钪料g＝1～10：1；所述待还原目标阳离子为三价铁，还原剂为铁、镁、锌或铝的金属粉末、焦亚硫酸钠、硫酸钠中的一种，还原剂用量为0.001～1g/L·含钪溶液，还原时体系温度≥40℃，优选为60～95℃；所述除锆用可溶性磷酸盐为磷酸钠、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠、磷酸钾、磷酸一氢钾或磷酸二氢钾，每升含钪浸出液中可溶性磷酸盐的加入量为0.04～1.5g，加入前配成溶液。
6.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，在S5中，所述复合萃取剂包括体积百分比如下的各组分：5～30％的P204、5～20％的TBP、0％～10％的P507以及50～90％的260#溶剂油或磺化煤油；萃取时，有机相的复合萃取剂和水相还原后的除杂液的体积比为0.5～20:1，萃取级数≥1；萃取温度≥5℃，优选为20～40℃；萃取设备为萃取槽、旋流萃取器或微通道萃取设备。
7.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，在S6中，所述酸溶液成分为硫酸或盐酸，洗脱级数≥1，洗脱除杂温度≥5℃，优选为20～40℃。
8.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，在S7中，所述草酸钠浓度为1～5mol/L，反萃时负载有机相和草酸钠溶液的体积比为1：1～5，反萃级数≥1，优选反萃级数为3～6级；所述洗涤用草酸浓度≥0.1mol/L，优选为0.3～1mol/L，洗涤时液固比为草酸溶液体积：草酸钪湿料重量＝1～10:1，逆流洗涤级数≥3，优选为4～10级，对洗涤过滤后的草酸钪进行焙烧处理，焙烧时以5～10℃/min的速率升温到105～125℃烘干上述沉淀物至其含水率≤3％，继续以10～40℃/min的速率升温至温度≥700℃，并在该温度下保温≥3h，优选焙烧温度为800～1000℃，优选保温时间为5～8h。
...【技术特征摘要】
1.一种氯化提钛产生的含钪废渣中钪的回收方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，在s1中，所述含钪废渣为一种主要成分为铁、镁、锰、铝或钙氢氧化物的废渣，其钪含量为≥50g/t，浸出时所用的酸为硫酸、盐酸或硝酸，液固比为酸溶液体积：含钪废渣质量＝1～10：1，酸溶液氢离子浓度≥1mol/l，优选为4～8mol/l，浸出时温度≥20℃，优选为50～98℃，浸出时间≥1h，优选为3～6h。
3.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，在s2中，所述被还原的目标阳离子为三价铁，还原剂为铁、镁、锌或铝的金属粉末、焦亚硫酸钠、硫酸钠中的一种，还原剂用量为0.2～20g/l·含钪溶液，还原时温度≥40℃，优选为60～95℃；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以上，沉淀终点ph控制在3～6。
4.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，在s3中，所述酸溶液为硫酸、盐酸、硝酸中的一种，酸溶液浓度≥1mol/l，优选为2～7mol/l，浸出时液固比为酸溶液体积：钪富集滤渣干基质量＝1～10：1；所述待还原目标阳离子为三价铁，还原剂为铁、镁、锌或铝的金属粉末、焦亚硫酸钠、硫酸钠中的一种，还原剂用量为0.01～5g/l·浸出液，还原时浸出液体系温度≥40℃，优选为60～95℃；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以上，沉淀终点ph控制在3～6；当含钪沉淀物的钪含量≥5％时，停止重复酸浸-还原-沉钪工序，获得钪含量更高的终极富钪料。
5.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，在s4中，所述酸溶液为硫酸，酸浓度≥1mol/l，优选为2...
【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：
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