[发明专利]一种钪元素的萃取方法

说明书

本发明提供一种钪元素的萃取方法，包括以下步骤：A)将烷氧基苯氧羧酸、磷酸三丁酯和稀释剂混合，得到有机相；B)采用所述有机相对含钪混合稀土溶液进行萃取，得到含钪离子的溶液。本发明采用烷氧基苯氧羧酸为萃取剂，在保证钪产品纯度和收率较高的基础上，能够有效提高钪元素与其他稀土元素之间的分离选择性，并且，本发明还采用了磷酸三丁酯为添加剂，能够有效防止有机相在萃取后的浓度下降，使得有机相可重复利用。同时可避免萃取过程中乳化现象的产生，实验结果表明，使用本发明提供的萃取方法，钪元素与镧系元素的分离系数为476，钪与钇的分离系数为524。

技术领域

本发明涉及稀土的湿法冶金领域，尤其是涉及一种钪元素的萃取方法。

背景技术

钪元素被誉为“光明之神”，能够应用于诸多高科技领域，比如铝钪合金、光电、能源材料、催化等。钪在地壳中的丰度为22～30ppm，在稀土中仅次于镧、铈、钕、钇，占第五位，比常见金属金银铅还要丰富。但钪分布稀散，独立矿藏极少，仅有钪钇石等少数几种，主要伴生于铝土矿、钨矿、钛矿、钒矿、铀矿等等。我国有储量丰富的钪资源，如内蒙古白云鄂博稀土矿、四川攀枝花钒钛磁铁矿、江西锡钨矿、广西平桂黑钨矿等，此外还有贫锰矿、煤矸石、风化钛铁矿、富钪基性岩风化土等有待开发。

前苏联对钪的冶炼研究较早，比如用有机磷萃取剂从钛白废酸中回收钪。目前我国主要是从钛白废酸、钨渣、锡渣、赤泥、镍矿、铀矿等回收钪。钪高昂的价格和较高的提取难度限制了它的应用范围和消费量。当前，出现了钪应用的大好时机，即国内外发现多个钪原矿，钪的产量大增，使原材料的价格成倍下降。随着“工业4.0”时代的到来，新一代智能化生产技术必将对高强度陶瓷材料、高强度轻质合金等产生巨大需求。

然而，钪的回收和提纯工艺未见重大革新。申请号为02128346.X的中国专利公开了了用烃氧基取代乙酸为萃取剂，混合醇为添加剂从含钪氯化稀土液富集和制备高纯钪的工艺，但是该工艺对钪的分离选择性只有400左右。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钪元素的萃取方法，本发明提供的萃取方法对钪元素有较高的分离选择性。

本发明提供一种钪元素的萃取方法，包括以下步骤：

A)将烷氧基苯氧羧酸、磷酸三丁酯和稀释剂混合，得到有机相；

B)采用所述有机相对含钪混合稀土溶液进行萃取，得到含钪离子的溶液。

优选的，所述烷氧基苯氧羧酸具有式1所示结构：

式1中，R₁选自R₂选自C6-C25的支链或直链烷基。

优选的，所述R₂选自2,4,4-三甲基戊基、2,2,4-三甲基戊基、2,3,4-三甲基戊基、3,5,5-三甲基己基、1,1,3,3-四甲基丁基、2-乙基己基、直链己基、直链庚基、直链辛基或直链壬基。

优选的，所述稀释剂包括烷烃和/或芳烃。

优选的，所述烷基苯氧羧酸、磷酸三丁酯和稀释剂的体积比为(1～60)：(1～25)：(15～98)。

优选的，所述步骤B)后还包括步骤C)：采用洗涤液对所述萃取后的有机相进行洗涤，得到洗涤后的有机相；

所述洗涤液包括盐酸、硝酸和硫酸中的一种或几种；

所述洗涤液的摩尔浓度为0.1～5.0摩尔/升。

优选的，所述步骤C)后还包括步骤D)：采用反萃取酸对所述洗涤后的有机相进行反萃取，得到含抗离子的溶液；

所述反萃取酸包括盐酸、硝酸和硫酸中的一种或几种；

所述反萃取酸的摩尔浓度为0.5～5.0摩尔/升。