[发明专利]以钛白废酸水提取的粗钪为原料制备氧化钪的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化钪的制备方法，特别涉及一种以钛白生产废酸水提取的氢氧化物粗钪为原料制备氧化钪的方法。

背景技术

钪属于稀土元素中的一种，在自然界中的含量极少，钪在地壳里的含量只有5×10^-6。而钪的用途却极为广泛，如用于具有节电、使用寿命长、破雾能力强、发光效率好的钪钠灯，用于太阳能光电池、γ射线源以及用于合金材料方面、有机化学添加剂等等。因此，钪的价格昂贵，其回收方法复杂多样化，有沉淀法、萃取分离法等多种方法能分离提纯氧化钪。

钪的提取自上世纪八十年代以来已有过诸多的研究，主要是从其他矿物中作为一种副产物提出，如稀土矿、钒钛矿、钛铁矿、铝土矿及钨矿等。现有技术也有从生产钛白粉的废酸水或钨钢钢渣等废水、废渣中回收钪的方法。

我国钛白粉厂生产钛白粉主要都是用硫酸法，每生产一吨钛白粉产生的废酸量为5m³～6m³，其中含Sc量为10g/m³～20g/m³，每万吨钛白粉可产生含500kg～1200kg Sc的废酸，具有可观的回收价值。已有的钪的回收技术有多次调pH值使钪水解-酸溶-水解，达到逐步分离杂质的目的，这种方法杂质分离效率低，经过多步分离、多次草酸沉淀提纯后的氧化钪纯度低，且由于氢氧化钪和草酸钪都有一定的溶解度，势必造成损失。对于回收微量元素来说，用萃取法的回收率是同类技术中较高的。

专利申请号为201010230723.2，发明名称为“钛白废水中钪钛的回收方法”中公开了一种采用萃取法回收钛白废酸中的钪，其工艺步骤为萃取-反萃-酸溶-提纯等步骤；该方法因为萃取后没有经过洗涤，负载有机相中钛含量过高，且在此条件下水解出的钛颗粒太细，造成过滤或压滤速度极慢，不易操作，且产品纯度低。

专利申请号为201210199246.7，发明名称为“钛白生产废酸水中钪的回收方法”中公开了一种采用萃取-洗涤-反萃-酸溶-草酸沉淀-灼烧的氧化钪制备方法，工艺中洗涤步骤采用串级洗涤，分别加入稀硫酸和双氧水的方法减少了双氧水的高温分解，但该方法中洗涤液配制及操作较麻烦，且不能有效利用稀硫酸在配制过程中所产生的热量。

专利申请号为201110186520.2，发明名称为“一种高纯氧化钪的提纯制备方法”中公开了一种采用盐酸溶解，过滤，滤液氨水沉淀，纯水漂洗，过滤抽干，滤饼再次盐水溶解，过滤，滤液氨水沉淀，纯水漂洗，过滤抽干，滤饼再次盐酸溶解，过滤，草酸沉淀，纯水漂洗，烘干，煅烧，得到高纯度氧化钪。该方法所制得的氧化钪纯度很高，大于99.98％，但是其回收率较低，对于钪这种昂贵的稀土金属而言，其造成的资源浪费和经济损失非常大。

因此，实有必要开发一种操作简便、成本低而且氧化钪产品纯度高，收率高的方法。

发明内容

为了解决上述现有技术中的问题，本发明旨在提供一种从生产钛白粉的废酸水中回收钪，然后制备氧化钪的方法，该方法操作简便、成本低而且氧化钪产品纯度高，收率高。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种以钛白废酸水提取的氢氧化物粗钪为原料制备氧化钪的方法，其包括如下步骤：

1)硫酸溶解：以钛白废酸水提取的粗钪为原料，加入硫酸形成混合物，且混合物pH值调至0.1-1，优选为0.1-0.5；

2)碱沉淀：上述混合物经固液分离，所得液体中加入氢氧化钠或碱性溶液至pH为9-13产生沉淀；

3)盐酸溶解：步骤2)所得沉淀先用水洗至水洗液的pH为6-8，优选为7-8；然后用盐酸溶解得盐酸溶解物；

4)萃取：在所述盐酸溶解物中加入作为有机相的萃取剂和稀释剂，所述萃取剂与稀释剂的体积比为1∶1～1∶9，所述有相机与所述盐酸溶解物的体积比为1∶1～3∶1，经萃取分离得含钪有机相；

5)反萃取：用水反萃取该含钪有机相，得到含钪反萃液；

6)草酸沉淀：将步骤5)得到的含钪反萃液用草酸沉淀，过滤得到草酸钪；

7)灼烧：将步骤6)得到的草酸钪经600-1000℃下灼烧1-3小时，得到氧化钪。

优选地，所述步骤1)中的硫酸浓度为98重量％；硫酸溶解0.5-3小时；所述混合物的固液比为1∶1～1∶10(g/mL)，优选为1∶1～1∶3(g/mL)；

所述步骤2)中的碱优选为氢氧化钠。

优选地，所述步骤3)中的盐酸为12mol/L的浓盐酸，所得盐酸溶解物的pH为0.1-1.0。