[发明专利]由生产氧氯化锆的盐酸母液制备高纯三氧化二钪的方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，具体涉及一种由生产氧氯化锆的盐酸母液制备高纯三氧化二钪的方法。

背景技术

采用加氢氧化钠碱熔锆英砂，水洗除硅，加盐酸转型过滤，过滤液浓缩结晶生产氧氯化锆产品时，将产生大量的氧氯化锆盐酸母液。钪的含量一般在800-1200ppm，比钛白粉行业废酸中钪的含量高出几个数量级，但其他的有害元素也极高，对钪质量严重影响的元素有锆、铪、钛、稀土、钍等。

该料液当用碱中和至中性时，干渣产率25-40%，湿渣产率近100%，钪的富集比不太高，干渣含钪约1%，加之该料液盐酸酸度高，耗碱量大，生产成本高，无工业价值。当用草酸作沉淀剂时，钪的沉淀率大于95%，渣的产率在20-35%，但草酸用量大、碱耗量大且只能分离铁、铝等元素，对钪质量有严重影响的锆、铪、钛、稀土、钙、钍、硅不能分离，且后续生产工艺繁杂，流程长，生产成本高，也不具工业生产的价值。用氟盐和磷酸盐作沉淀剂时，因杂质元素含量高，难以作出合格的产品，都不具备工业生产价值。

当采取溶剂萃取常规工艺路线提钪时，因该料液杂质元素含量极高，萃取时极易乳化和形成三相，难分相。虽采取长时间静止分相，还是难以分相完全，夹带严重，造成有机相损耗大和产品质量不能达标，虽采取多次提纯产品，但始终难以达标，超标元素主要为锆、铪、钛、钍、稀土等。在钪的提纯过程中，钪的损失严重，虽萃取率高但钪的总回收率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用生产氧氯化锆盐酸母液生产高纯三氧化二钪的方法，在成分复杂的酸性料液中回收制取高纯三氧化二钪，变废为宝，解决分相难和乳化严重的萃取技术难题，为复杂料液回收有价金属创造了条件。

本发明所述的利用生产氧氯化锆盐酸母液生产高纯三氧化二钪的方法，包括以下步骤：

（1）萃取：将氧氯化锆盐酸母液萃取，离心分离除去有机相中的水相和破乳，酸洗；

（2）一次反萃取：步骤（1）得到的酸洗液有机相反萃取过滤，滤液排放处理，滤渣酸溶、萃取；

（3）二次反萃取：步骤（2）萃取得到的有机相再反萃取过滤，滤液排放处理，滤渣酸溶；

（4）一次沉钪：步骤（3）得到的酸溶液，加草酸沉钪，过滤，滤渣焙烧，然后酸溶，过滤；

（5）二次沉钪：步骤（4）过滤得到的滤液，加草酸再沉钪，过滤，滤渣再焙烧后加入酸性水中煮沸，调pH至6-7，过滤，水洗，焙烧烘干得到产品。

步骤（1）中萃取为无挡板式自流萃取槽三级逆流萃取，萃取时间为5-10min，分相时间20-50min，相比A/O=1：1-1:2。以变频技术控制搅拌强度，无挡板式自流萃取槽的混合槽为圆形结构。

步骤（1）中所述的萃取采用的萃取液为体积比为10～25%的P204、1～10%的磷酸三丁酯和65～85%的磺化煤油的混合物。可以通过改变萃取液，从母液中分离得到其他的金属，如铱等。为复杂料液回收有价金属创造了条件。

步骤（1）中离心分离除去有机相中的水相和破乳，萃取后得到的有机相进离心萃取机离心分离除去有机相中的水相，利用离心萃取机的高速离心力分离有机相所夹带的水相和强力破乳及分离三相。离心萃取机只进有机相不进水相进行分离和破乳。步骤（1）中采用无挡板式自流萃取槽和变频技术及离心萃取机的分离技术，解决了分相难和乳化严重的萃取技术难题，为复杂酸性料液回收其他有价金属创造了条件。

步骤（1）中酸洗采用无挡板式自流萃取槽三级逆流酸洗，所加的酸为水、盐酸和硫酸的混合溶液，酸的浓度以盐酸计为4-6mol/L，优选配比为体积比为520：300：180的盐酸：硫酸：水的混合溶液。

步骤（2）得到的酸洗液加氢氧化钠反萃取，所加的氢氧化钠的量为按酸洗的负载有机相酸值（以H₂SO₄计）按质量比为1.5～2.5倍量。过滤，滤液排放处理。

步骤（2）中所述的滤渣酸溶所加的酸为盐酸、硫酸和水的混合溶液，酸的浓度以盐酸计为4-6mol/L，优选配比为体积比为520：300：180的盐酸：硫酸：水的混合溶液。

步骤（2）中萃取条件为以盐酸计在4～6mol/l的高酸下再萃取，萃取完毕后进一步分离稀土和钍，有机相进入步骤（3）；

步骤（2）得到的有机相再加入氢氧化钠反萃取，然后过滤，过滤液与萃余液合并环保净化处理排放，反萃取的有机相经活化、酸化返回萃取工序萃取，滤渣酸溶；滤渣酸溶所加的酸为体积比5-25%稀盐酸溶液。