[发明专利]利用钛渣氯化废弃物提取氧化钪的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钒钛磁铁矿资源中稀有金属综合利用处理方法，具体涉及一种利用钛渣氯化废弃物提取氧化钪的方法。

背景技术

攀枝花钒钛磁铁矿属多金属共生矿床，除含铁、钛、钒、铬等金属外，矿石中还含有25万吨钪。攀枝花钒钛磁铁矿开发利用经历了以高炉冶炼钒钛磁铁矿、雾化提钒和钛精矿选矿为代表的三个重要转折，逐步实现了铁、钒和钛元素的规模化利用，形成系列铁钒钛产品的生产能力。但是，资源综合利用率仍处于较低水平，含有20多种有价金属元素的钒钛磁铁矿，仅利用了铁的70%、钒的42%、钛的25%和钴的13%，其余钪、铬等有色稀有金属都随着废弃物排放或堆积。按价值计算，资源有效利用率只有10%左右。资源浪费巨大，并造成环境污染、土地破坏、生态失衡等严重问题，这种现状将制约我国矿产资源综合利用以及当地经济社会的可持续发展。

随着攀枝花矿产资源综合利用的深入、提取冶金技术进步以及开发利用技术的不断完善，综合利用攀枝花矿中的钪、铬等有价元素也正在成为可能。在现有的钒钛磁铁矿选冶生产流程中，钪主要富集在钛精矿、选钛尾矿、高炉渣、电炉钛渣、高温氯化烟尘、熔融氯化废熔体和硫酸法钛白废酸中。钛渣氯化废弃物是指高温氯化烟尘和熔融氯化废熔盐（钪主要分布在冷凝装置中，高温氯化烟尘是钛渣在沸腾氯化时，在冷凝装置后接的收尘室中收集的含钪量较高的烟尘；熔融氯化废熔盐是钛渣在熔盐氯化时，钪和其他稀有金属在废熔盐渣和升华物中富集形成的熔盐），其含钪量最高（钒钛磁铁矿含钪量最高可达27～32g/t，而该废弃物可达230～330g/t），并且每生产1t四氯化钛通常产生250～300kg钛渣氯化废弃物，因此是较好的提取钪的原料。

钪是典型的稀散亲石元素，主要以类质同象的形式存在于其他矿物中，在地壳中的平均丰度为36ppm，广泛应用于国防、冶金、化工、玻璃、航天、核技术、激光、电子、计算机电源、超导以及医疗科学等领域。高纯氧化钪可用于电子发射材料、超导材料、太阳能电池材料等。钪一般是在含钪原料的加工过程中综合回收。由于钪的可开采矿物中钪的含量最多不大于1%，因此不可能直接从含钪的矿物中提取钪或其化合物，要经济高效的得到钪必须先将含钪原料进行预处理以得到含量较高的富集钪精矿，后经酸解使钪以离子形式存在于溶液中。目前最为广泛的提取方法是溶剂萃取法,其他常用的方法还有乳状液膜萃取法、离子交换法或萃淋树脂色层分离法和沉淀法等。但提取工艺中含钪溶液仍存在两个缺点：一是钪的浓度很低；二是与钪的含量相比，杂质的含量很高，而且许多杂质会与钪生成混合型络合物，对钪在水溶液中的行为有很大的影响，使钪往往丧失自己的化学特性。所以，在实际工艺中，钪的提取率和杂质的分离率低，产品质量差。因此，基于钒钛磁铁矿资源中丰富的钪资源，开发一种提取氧化钪的新方法成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用钛渣氯化废弃物提取氧化钪的方法，该方法制得的产品质量高，氧化钪品位在95%左右。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：利用钛渣氯化废弃物提取氧化钪的方法，包括如下步骤：

a、向钛渣氯化废弃物中加入水进行浸取，取清液；

b、向步骤a得到的清液中加入还原剂充分反应，然后再加入腐植酸充分反应，调节溶液体系pH值为4.5～6，搅拌、过滤、洗涤得到滤液、洗涤液和沉淀物；

c、向步骤b得到的沉淀物中加入盐酸溶液进行酸解反应，然后过滤、洗涤，得到滤渣，过滤和洗涤后的液体即为初钪溶液；

d、以(2-乙基己基)-2-乙基己基膦酸酯为萃取剂、盐酸溶液为洗涤剂、氢氧化钠溶液为反萃剂对初钪溶液分别进行萃取、洗涤和反萃取，得到纯钪溶液；

e、在纯钪溶液中加入草酸进行沉钪反应，过滤后将沉淀置于650～800℃反应炉中煅烧，制得氧化钪。

所述钛渣氯化废弃物是指高温氯化烟尘或熔融氯化废熔盐中的一种或两种。

(2-乙基己基)-2-乙基己基膦酸酯萃取剂即EHPAEH萃取剂。

其中，上述方法步骤a中，浸取的液固比为：水的质量︰钛渣氯化废弃物质量＝3～5︰1，浸取的时间为1～2小时。

其中，上述方法步骤b中所述的还原剂为铁粉，铁粉加入量为：铁粉中Fe的摩尔数为清液中Fe³⁺摩尔数的1.1～1.3倍。

其中，上述方法步骤b中，腐植酸加入量为：腐植酸摩尔数为清液中Sc³⁺摩尔数的1.1～1.3倍。

其中，上述方法步骤b中，调节溶液体系pH的物质为氢氧化钠。