CN103602837B

CN103602837B - 从锐钛矿伴生钪矿中收集氧化钪的方法

Info

Publication number: CN103602837B
Application number: CN201310509442.4A
Authority: CN
Inventors: 戴启凤; 王艳良; 蒙正炎
Original assignee: GUIZHOU XINYA MINING Co Ltd
Current assignee: GUIZHOU XINYA MINING Co Ltd
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2033-10-25
Also published as: CN103602837A

Abstract

本发明公开了一种从锐钛矿伴生钪矿中收集氧化钪的方法，通过原矿--改性--破碎--加酸错流浸取（加温、搅拌）--自然沉淀--抽取上层清液---补加少量酸--加酸错流浸取，如此反复，提高浸液中钪的浓度，富集到目标浓度之后的含钪母液通过萃取，反萃，沉淀，煅烧得高纯度的氧化钪。

Description

从锐钛矿伴生钪矿中收集氧化钪的方法

技术领域

本发明属于化工领域，具体而言，涉及一种从锐钛矿伴生钪矿中收集氧化钪的方法。

背景技术

目前国内氧化钪的来源基本是从钢铁尾渣、烟尘或钛白粉废酸中提取，来源少、利用率低，同时，来源中氧化钪的品位、收率不稳定，提取条件苛刻。近些年来，随着全球材料行业的发展，对于氧化钪的需求量逐年加大，导致氧化钪价格一直居高不下。其根源在于，就现有技术，氧化钪的提取技术相对落后，来源苛刻复杂，提取成本过高。

为解决从一种含钪锐钛矿中直接浸取氧化钪的技术问题，同时在不苛刻的条件下获得较高收率，是本领域的技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明涉及一种从锐钛矿伴生钪矿中收集氧化钪的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）原矿经过初步破碎，破碎之后的平均粒径为20-50目；

（2）经初步破碎的原矿进行氧化焙烧，焙烧温度为650-750℃，焙烧时间为0.5-2小时；

（3）焙烧之后经过进一步粉碎，粉碎到90%的原矿粒径在100-200目之间；

（4）粉碎之后加入质量百分比浓度卫8-12%稀硫酸溶液酸浸，酸（以98%浓硫酸计）与粉碎颗粒的用量比是1：10（质量比），酸浸过程中采用65-75℃蒸汽加热，加热过程中中速（40-80r/min）搅拌，搅拌时间为0.6-1.5小时；

（5）酸浸之后的粉碎颗粒输送到沉降池中自然沉降并自然冷却，上层清夜经过进一步精滤以去除不溶解的成分，下层含酸浸渣粗滤经过过滤得到滤液和滤渣，滤液经过精滤，滤渣经过水洗压滤，将三部分的滤液混合得到含钪滤液；

（6）检测含钪滤液中的铁含量，当铁的含量大于200g/L时，利用真空冷冻结晶得到七水合硫酸亚铁晶体；当铁的含量不大于200g/L时，采用含钪滤液代替步骤（4）中的稀硫酸溶液对粉碎之后的原矿进行酸浸，在酸浸之前加入原矿质量5-10%的98％硫酸，然后重复步骤（4）-（6），直到含钪滤液中钪的浓度为50-60g钪/吨滤液；

（7）富集钪的滤液通过萃取，反萃，沉淀，煅烧获得氧化钪。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的七水合硫酸亚铁晶体用于生产副产品铁红。

在本发明的一个优选实施方式中，步骤（5）中的滤渣水洗压滤之后得到的矿渣进一步预提取锐钛矿。

在本发明的另一个优选实施方式中，所得的氧化钪纯度在4N及其以上。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的锐钛矿伴生钪矿原矿中TiO2的含量是3-5%；TiFe的含量是12-16％；Al2O3的含量是18-22%； SiO2的含量是35-45%；氧化钪的含量是60-80g/T；其余元素的含量总量小于2％。

在本发明的另一个优选实施方式中，钪的回收率在70％以上，优选在80％以上。

本发明通过对这种锐钛矿原矿伴生钪矿进行前期改性后，用少量硫酸溶液错流浸取，加热后，氧化钪的溶出率比较高，且溶出的氧化钪通过数次萃取提纯，可获得高纯度氧化钪。

由于本发明采用错流反复酸浸，在将浸取液中影响反复酸浸因素剔除后，酸浸液可以反复浸取，从而不断提高浸液中氧化钪浓度，降低了后续萃取提纯的成本和工艺难度同时节约了硫酸和水。本发明的主要创新之处在于首先通过改性，将矿物中大量活性、粘性物质改性，抑制矿物中“有害物质”与酸浸液反应，同时很大程度上提高了钪元素的浸出率。

本发明通过抑制“有害物质”的溶出，大大简化了浸液中的成分，为后续的萃取提钪工作打下了良好的基础。

附图说明

图1：从锐钛矿伴生钪矿中收集氧化钪的方法示意图；

图2：富集钪的滤液通过萃取，反萃，沉淀，煅烧的处理示意图：其中萃取剂为p204（p507）及TBP。反萃后的有机相通过再生（稀硫酸溶液洗涤），回收后可重复使用。废渣成分为铁、铝、硅、钛等杂质。

具体实施方案

原矿为一种锐钛矿伴生钪矿矿种，其元素分析结果如下表所示。

具体处理方法包括如下步骤：

（1）原矿经过初步破碎，破碎之后的平均粒径为20-50目；

（2）经初步破碎的原矿进行氧化焙烧，焙烧温度为700℃，焙烧时间为1小时；

（4）粉碎之后加入稀硫酸溶液（10%）酸浸，酸（以98%浓硫酸计）与粉碎颗粒的用量比是1：10（质量比），酸浸过程中采用70℃蒸汽加热，加热过程中中速（60r/min）搅拌，搅拌时间为1小时；

（5）酸浸之后的粉碎颗粒输送到沉降池中自然沉降（沉降没有时间限制，以固液基本分离为标准。温度为出料温度，自然冷却），上层清夜经过进一步精滤以去除不溶解的成分，下层含酸浸渣粗滤经过过滤得到滤液和滤渣，滤液经过精滤，滤渣经过水洗（水的用量约为1T滤渣耗水1T）压滤，将三部分的滤液混合得到含钪滤液；滤渣水洗压滤之后得到的矿渣进一步预提取锐钛矿；

（6）检测含钪滤液中的铁含量，当铁的含量大于200g/L时，利用真空冷冻结晶（真空度为0.1MPa，温度从70-80℃降低到10-15℃）得到七水合硫酸亚铁晶体，当铁的含量不大于200g/L时，采用含钪滤液代替步骤（4）中的稀硫酸溶液对粉碎之后的原矿进行酸浸，在I酸浸之前加入原矿质量5-10%的硫酸，然后重复步骤（4）-（6），直到含钪滤液中钪的浓度为50-60g钪/吨滤液；

（7）七水合硫酸亚铁用于生产副产品铁红；富集钪的滤液通过萃取，反萃，沉淀，煅烧（请具体补充上述4个步骤的工艺过程和条件），即可获得高纯度的氧化钪，相对于原始矿土，得到4N高纯度氧化钪收率约为70%-80%。

按照贵州省晴隆县沙子镇锐钛矿、钪矿来算，每吨原矿中氧化钪的平均品位为70g，采用10T原矿，大约使用2T98%浓硫酸，可得到4N氧化钪0.5Kg。由于酸液中提取氧化钪，基本上不会耗费萃取剂（萃取剂可以反复利用。）原料耗费主要为硫酸。经过数据计算，使用本发明提取氧化钪并生产出4N高纯氧化钪成本基本可以控制在每公斤9000-12000元之间，目前（2013年10月）市场上4N氧化钪价格维持在25000-30000元每公斤，使用本发明从含钪锐钛矿中浸取氧化钪具有很大的经济价值。

此外，利用本发明的方法，钪的收率高达80%，硫酸、水可以最大程度的循环使用，同时，副产品也做到了充分的回收利用，减少了资源的浪费。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims

1. 一种从锐钛矿伴生钪矿中收集氧化钪的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）原矿经过初步破碎，破碎之后的平均粒径为20-50目；

（4）粉碎之后加入质量百分比浓度为8-12%稀硫酸溶液酸浸，以98%浓硫酸计，酸与粉碎颗粒的质量比是1：10，酸浸过程中采用65-75℃蒸汽加热，加热过程中以40-80r/min中速搅拌，搅拌时间为0.6-1.5小时；

（5）酸浸之后的粉碎颗粒输送到沉降池中自然沉降并自然冷却，上层清液经过进一步精滤以去除不溶解的成分，下层含酸浸渣粗滤经过过滤得到滤液和滤渣，滤液经过精滤，滤渣经过水洗压滤，将三部分的滤液混合得到含钪滤液；

（7）富集钪的滤液通过萃取，反萃，沉淀，煅烧获得氧化钪；所述的锐钛矿伴生钪矿原矿中TiO₂的含量是3-5%；TiFe的含量是12-16％；Al₂O₃的含量是18-22%； SiO₂的含量是35-45%；氧化钪的含量是60-80g/T原矿；其余元素的含量总量小于2％。

2.根据权利要求1所述的方法，所述的七水合硫酸亚铁晶体用于生产副产品铁红。

3.根据权利要求1所述的方法，步骤（5）中的滤渣水洗压滤之后得到的矿渣进一步预提取锐钛矿。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，所得的氧化钪纯度在4N及其以上。

5.根据权利要求1所述的方法，钪的回收率在70％以上。

6.根据权利要求5所述的方法，钪的回收率在80％以上。