[发明专利]从氯氧化锆废酸液中回收钪的方法和萃取剂

说明书

技术领域

本发明涉及稀土回收领域，特别地，涉及一种从氯氧化锆废酸液中回收钪的方法，本发明的另一方面还提供了一种按前述方法所用萃取剂。

背景技术

稀土应用广泛，特别是在高科技产业上应用广泛，如多用于新能源材料及高强铝合金领域。目前稀土的主要来源是离子型稀土矿、独居石矿、氟碳铈镧矿，稀土元素中的钪较特殊，无法从上述矿中产出，钪主要从伴生矿如钨矿、铝矿，钛矿等中提取。钛白废水中钪含量可达10～15ppm/L，目前钪的回收利用主要集中在处理钛白废水上。氯氧化锆生产的废水中也含有钪，全国生产氯氧化锆的企业很多，产量为几十万吨/年，以氯氧化锆的结晶母液时形成的废酸液为例，其中钪含量大于0.5g/L，废酸液中钪的含量远高于钛白废水的。但由于该废水中同时还含有大量与钪性质相似的钛锆钍及其他稀土元素，萃取分离钪十分困难，因而一直没有有效的回收钪的方法出现。

发明内容

本发明目的在于提供一种从氯氧化锆废酸液中回收钪的方法和萃取剂，以解决现有技术中无法从氯氧化锆废酸液中回收钪的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于萃取氯氧化锆废酸液中钪的萃取剂，萃取剂为由体积百分比70～99％P350与体积百分比1～30％P507组成的混合物。

根据本发明的另一方面还提供了一种从氯氧化锆废酸液中回收钪的方法，包括以下步骤：萃取、洗涤、反萃取、形成草酸沉淀、焙烧步骤，萃取步骤采用萃取组合物进行萃取，萃取组合物由体积百分比10～70％的萃取剂和体积百分比30～90％的稀释剂组成；萃取剂为由体积百分比70～99％的P350与体积百分比1～30％P507组成的混合物。

进一步地，萃取步骤的相比O/A为1～6∶1。

进一步地，洗涤步骤中所用洗涤溶剂为浓度为4～10M的酸，洗涤剂为HCL、HNO3、H2SO4中的任意一种。相比O/A为1∶1～3。

进一步地，当所用萃取剂为由体积百分比70～99％P350与体积百分比1～30％P507组成的混合物时，反萃取步骤中所用反萃取剂为浓度为0.1～3N的HNO3或浓度为1～3N的NaOH，反萃步骤后形成沉淀。

进一步地，当所用萃取剂为由体积百分比70～99％P350与体积百分比1～30％P507组成的混合物时，反萃步骤若用碱所得沉淀还需酸溶，酸溶步骤为将沉淀溶解于酸中形成酸溶溶液，之后调节酸溶溶液的pH值为0.5～3。

进一步地，焙烧步骤为在700～900℃下灼烧形成草酸沉淀步骤中所得草酸沉淀物，1～5小时。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的萃取剂特别适于处理此种废酸液，仅需采用常规回收钪的方法即可实现对该废液的处理，而且钪的总回收率大于80％，处理量大，可实现工业化连续生产。

本发明提供的方法选用合理的萃取剂将氯氧化锆废酸液中的钪萃取分离出来，之后洗涤、反萃取，使钪得到进一步的富集，并初步分离其他元素，再经酸溶，草酸沉淀后，焙烧得到纯度大于90％的氧化钪。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的工艺流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本文中所处理的氯氧化锆废酸液中氢离子浓度相当于4～6N的HCl，其中含钪(Sc)以Sc₂O₃计浓度为0.5～1g/L，余下稀土元素的浓度为5～12g/L，锆(Zr)以ZrO₂计浓度为20～50g/L，钛(Ti)的浓度为10～30g/L。本文中稀土元素是指镧系元素、和钇元素。本文中P350为甲基膦酸二甲庚脂，P507为2-2-乙基己基膦酸单2-乙基己基脂。本文中低酸度是指溶液的pH值0.5～7的溶液，高酸度是指溶液的酸浓度(H⁺浓度)大于1N酸。

本文中酸性介质包括盐酸体系、硝酸体系和硫酸体系，其中盐酸体系是指酸浓度相当于3～8N的HCl的溶液。硝酸体系是指酸浓度相当于3～7N的硝酸的溶液，硫酸体系是指酸浓度相当于2～8M的H₂SO₄的溶液。