[go: up one dir, main page]

RU2612107C2 - Способ извлечения скандия из скандийсодержащего продуктивного раствора - Google Patents

Способ извлечения скандия из скандийсодержащего продуктивного раствора Download PDF

Info

Publication number
RU2612107C2
RU2612107C2 RU2015130381A RU2015130381A RU2612107C2 RU 2612107 C2 RU2612107 C2 RU 2612107C2 RU 2015130381 A RU2015130381 A RU 2015130381A RU 2015130381 A RU2015130381 A RU 2015130381A RU 2612107 C2 RU2612107 C2 RU 2612107C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
scandium
extraction
solution
suspension
concentration
Prior art date
Application number
RU2015130381A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015130381A (ru
Inventor
Владимир Николаевич Рычков
Евгений Владимирович Кириллов
Сергей Владимирович Кириллов
Григорий Михайлович Буньков
Максим Сергеевич Боталов
Николай Анатольевич Попонин
Алексей Леонидович Смирнов
Денис Валерьевич Смышляев
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority to RU2015130381A priority Critical patent/RU2612107C2/ru
Publication of RU2015130381A publication Critical patent/RU2015130381A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2612107C2 publication Critical patent/RU2612107C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B59/00Obtaining rare earth metals
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

Изобретение относится к технологии извлечения скандия из техногенных и продуктивных скандийсодержащих растворов, образующихся после извлечения урана при его добыче методом подземного выщелачивания. Способ включает сорбцию скандия из скандийсодержащего раствора на твердом экстрагенте с повышенной селективной избирательностью по скандию (ТВЭКС). Кислотность скандийсодержащего продуктивного раствора доводят до рН=1÷2. Перед реэкстракцией осуществляют промывку ТВЭКСа раствором серной кислоты с концентрацией 50-200 г/дм3. Реэкстракцию ведут реэкстракционной суспензией, образованной смешением раствора фтористоводородной кислоты и соосадителя в виде свежеприготовленного раствора фторида кальция. При этом насыщенную по скандию после реэкстракции суспензию фильтруют с получением концентрата скандия, а фильтрат донасыщают по фтористоводородной кислоте и соосадителю с получением реэкстракционной суспензии, которую повторно направляют на реэкстракцию, а ТВЭКС после реэкстракци возвращают на извлечение скандия. Техническим результатом является получение более чистого концентрата скандия. 2 табл.

Description

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, а именно к технологии извлечения скандия из техногенных и продуктивных скандийсодержащих растворов, образующихся после извлечения урана, при его добыче методом подземного выщелачивания.
В процессах переработки урановых руд известны несколько технологий попутного выделения скандия, из которых достаточно близкими предлагаемому способу являются следующие (см. сб. Технология редкоземельных и рассеянных элементов под ред. К.А. Большакова, 1976 г., т. II, М., Высшая школа, с. 267-268):
- в США при экстракции урана раствором ДДФК (додециловый эфир фосфорной кислоты) в керосине в органическую фазу вместе с ураном из продуктивных растворов переводят скандий, торий, титан, которые после реэкстракции урана соляной кислотой остаются в органической фазе. Двухступенчатой обработкой растворами плавиковой, затем серной кислоты скандий и торий выделяются в виде фторидов, после чего радиационно-опасный концентрат подвергают длительным и трудоемким операциям разделения и очистки;
- в Австралии после извлечения урана сернокислые растворы подвергают 3-кратной экстракции 1 М раствором Д2ЭГФК (ди-2-этилгексиловый эфир фосфорной кислоты) в керосине с добавлением 4% нонилового спирта и восстановлением Fe+3 до Fe+2 железной стружкой. После этого экстракт промывают 4,5 мол/дм3 H2SO4. Реэкстракцию проводят раствором NaOH (0,25 мол/дм3). Затем гидроксид скандия переводят в оксид.
К недостаткам указанных способов извлечения скандия относится низкая селективная способность экстрагентов, необходимость применения многоступенчатой технологии разделения и очистки скандия от других элементов при наличии радиационной опасности процесса.
Известен способ извлечения скандия из растворов переработки техногенного сырья, включающий сорбцию скандия фосфоросодержащими сорбентами и десорбцию скандия карбонатными растворами, подкисление элюата, дополнительное концентрирование скандия в растворе путем контактирования подкисленного карбонатного элюата с полупроницаемой мембраной, в поры которой импрегнирован жидкий экстрагент 0,75-1,5 М раствора каприловой кислоты в Н-додекане, а по другую сторону которой одновременно циркулирует раствор 0,5-1,5 М соляной кислоты, дальнейшее осаждение малорастворимых соединений скандия, фильтрацию и прокалку осадков с получением скандиевых концентратов (см. патент RU №2176680, МПК 7 С22В 59/00, 3/24, 3/26 «Способ извлечения скандия из растворов переработки техногенного сырья», опубл. 10.12.2001).
Однако недостаточная селективность извлечения скандия из конкретных сернокислых растворов переработки урана или меди, имеющих в составе ряд близких по кристаллохимическим константам элементов: иттрия, гафния, тория, титана, алюминия, которые экстрагируют вместе со скандием и требуют многоступенчатой и трудоемкой очистки, делает способ малоэффективным.
Известен способ переработки скандийсодержащего раствора титанового производства, включающий сорбционное извлечение скандия из исходного сернокислого раствора концентрацией 250-500 г/дм3 H2SO4 на предварительно обработанном серной кислотой для сохранения концентрации фосфоросодержащем анионите на основе полиэтиленполиаминов, 3-хлор-1,2 эпоксипропана и аммиака общей формулы
Figure 00000001
с последующей десорбцией оксида скандия из слабоосновного ионита раствором соляной кислоты (см. патент RU №2196184, МПК С22В 59/00 3/24. «Способ переработки скандийсодержащих растворов», опубл. 10.01.2003).
Но неудовлетворительная избирательность используемого амфолита при переработке скандийсодержащих растворов, в которых присутствует значительное количество титана и в связи с этим низкая степень очистки скандия от титана, делает процесс малорентабельным.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является способ извлечения скандия из скандийсодержащего раствора. Способ извлечения скандия включает сорбцию скандия из продуктивного сернокислого раствора, в который перед экстракцией добавляют щелочной агент и доводят его кислотность до pH, равного 2,5-3,0, на ТВЭКСе с повышенной селективной избирательностью по скандию. Затем проводят реэкстракцию скандия из ТВЭКСа после полной экстракции путем его обработки раствором фтористоводородной кислоты 2-4 моль/л при соотношении 1:3 водной и органической фаз с последующим осаждением фторида скандия и промывку ТВЭКСа.
Однако способ малорентабелен из-за высокого попутного извлечения макрокомпонентов и радиоактивных элементов и высокой технологической сложности последующего осаждения скандия из концентрированного раствора фтористоводородной кислоты.
В основу изобретения положена задача по созданию высокорентабельного технологического процесса извлечения скандия из техногенных сернокислых растворов, образующихся при добыче урана методом подземного выщелачивания.
При этом техническим результатом заявляемого изобретения является получение более чистого концентрата скандия при сокращении затрат на осуществление способа.
Заявляемый технический результат достигается тем, что в способе извлечения скандия согласно изобретению извлечение скандия из скандийсодержащего продуктивного раствора включает сорбцию скандия из скандийсодержащего раствора на твердом экстрагенте с повышенной селективной избирательностью по скандию (ТВЭКСе), реэкстракцию скандия, промывку твердого экстрагента, отличающийся тем, что кислотность скандийсодержащего продуктивного раствора доводят до рН=1÷2, промывку ТВЭКСа осуществляют раствором серной кислоты с концентрацией 50-200 г/дм3, реэкстракцию ведут при соотношении ТВЭКС:Ж=1:5-10 реэкстракционной суспензией, образованной смешением раствора фтористоводородной кислоты с концентрацией 1-100 г/дм3 и соосадителя - свежеприготовленного раствора фторида кальция с концентрацией 10-20 г/дм3, где насыщенная по скандию реэкстракционная суспензия фильтруется с получением концентрата скандия, фильтрат донасыщается по фтористоводородной кислоте и соосадителю и направляется опять на реэкстракцию, а реэкстрагированный ТВЭКС возвращается на извлечение скандия.
Изменение интервала кислотности скандийсодержащего продуктивного раствора больше или меньше значений pH=1-2, нецелесообразно, т.к. именно в этом интервале pH работают все производства в мире по подземному извлечению урана сернокислотным способом. Изменение pH скажется на эффективности основного процесса. Кроме того, в этом интервале pH наблюдается минимальная сорбция тория, что способствует получению радиоционночистых концентратов скандия.
Введение предварительной промывки ТВЭКСа перед операцией десорбции позволяет отделить скандий от большинства сопутствующих макрокомпонентов. Что приводит к более эффективной последующей переработке растворов десорбции с получением более богатых по скандию концентратов.
Проведение десорбции скандия суспензией, содержащей 1÷100 г/дм3 фтористоводородной кислоты и 10-20 г/дм3 фторида кальция, позволяет сразу, за одну операцию, в процессе десорбции, получать концентрат скандия, за счет соосаждения с фторидом кальция. После фильтрации полученной суспензии фильтрат донасыщается по фтористоводородной кислоте и фториду кальция с получением реэкстракционной суспензии и направляется на повторную десорбцию, что позволяет работать с фторсодержащим и средами, исключая образования отходов.
Осуществление заявляемого способа подтверждается следующими примерами.
Пример 1. Навеску ТВЭКСа в количестве 10 см3 помещали в пластиковую колонку диаметром 10 мм и высотой 100 мм и пропускали через нее определенный объем технологического раствора подземного выщелачивания урана при различном pH. Раствор анализировали на скандий и торий до и после пропускания через колонку с ТВЭКСом. По разности концентраций анализировали степень извлечения.
Figure 00000002
Пример 2. Навеску ТВЭКСа в количестве 10 см3 помещали в пластиковую колонку диаметром 10 мм и высотой 100 мм и пропускали через нее определенный объем технологического раствора подземного выщелачивания урана при pH=1,6. После завершения пропускания технологического раствора подземного выщелачивания урана через колонку пропускали определенный объем раствора серной кислоты с концентрацией 200 г/дм3. Растворы анализировали на скандий, торий, железо, алюминий и кальций до и после пропускания через колонку с ТВЭКСом. По разности концентраций и емкости ТВЭКСа анализировали степень отмывки.
Figure 00000003
Пример 3. Навеску ТВЭКСа в количестве 10 см3 помещали в пластиковую колонку диаметром 10 мм и высотой 100 мм и пропускали через нее определенный объем технологического раствора подземного выщелачивания урана при pH=1,6. После завершения пропускания технологического раствора подземного выщелачивания урана через колонку пропускали определенный объем раствора серной кислоты с концентрацией 200 г/дм3. После отмывки ТВЭКС извлекали из колонки, помещали в реактор и заливали, при перемешивании, суспензией, содержащей 50 г/дм3 фтористоводородной кислоты и 10 г/дм3 фторида кальция. Полученную смесь разделяли на сите. ТВЭКС оставался на сите, а суспензию направляли на фильтрацию. Отфильтрованный осадок анализировали на содержание скандия и проводили расчет степени десорбции скандия. Степень десорбция составила 87%.

Claims (1)

  1. Способ извлечения скандия из скандийсодержащего продуктивного раствора, включающий сорбцию скандия из скандийсодержащего раствора на твердом экстрагенте с повышенной селективной избирательностью по скандию (ТВЭКС), реэкстракцию скандия и промывку твердого экстрагента, отличающийся тем, что кислотность скандийсодержащего продуктивного раствора доводят до рН=1÷2, перед реэкстракцией осуществляют промывку ТВЭКСа раствором серной кислоты с концентрацией 50-200 г/дм3, реэкстракцию ведут при соотношении ТВЭКС:Ж=1:5-10 реэкстракционной суспензией, образованной смешением раствора фтористоводородной кислоты с концентрацией 1-100 г/дм3 и соосадителя в виде свежеприготовленного раствора фторида кальция с концентрацией 10-20 г/дм3, при этом насыщенную по скандию после реэкстракции суспензию фильтруют с получением концентрата скандия и фильтрата, который донасыщают по фтористоводородной кислоте и соосадителю с получением реэкстракционной суспензии, которую повторно направляют на реэкстракцию, а ТВЭКС после реэкстракции возвращают на извлечение скандия.
RU2015130381A 2015-07-22 2015-07-22 Способ извлечения скандия из скандийсодержащего продуктивного раствора RU2612107C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015130381A RU2612107C2 (ru) 2015-07-22 2015-07-22 Способ извлечения скандия из скандийсодержащего продуктивного раствора

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015130381A RU2612107C2 (ru) 2015-07-22 2015-07-22 Способ извлечения скандия из скандийсодержащего продуктивного раствора

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015130381A RU2015130381A (ru) 2017-01-25
RU2612107C2 true RU2612107C2 (ru) 2017-03-02

Family

ID=58450537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015130381A RU2612107C2 (ru) 2015-07-22 2015-07-22 Способ извлечения скандия из скандийсодержащего продуктивного раствора

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2612107C2 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2716693C1 (ru) * 2018-11-27 2020-03-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Способ переработки гидролизной кислоты
US11505632B2 (en) 2017-07-07 2022-11-22 Joint-Stock Company Axion—Rare Earth And Noble Metals Solid extracting agent with high dynamic exchange capacity for extraction of scandium and method of its production
RU2795930C1 (ru) * 2022-04-29 2023-05-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Способ переработки сбросного скандийсодержащего раствора уранового производства

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU476279A1 (ru) * 1973-01-05 1975-07-05 Предприятие П/Я В-8172 Способ получени сорбента
RU2063458C1 (ru) * 1994-09-29 1996-07-10 Московская государственная академия тонкой химической технологии им.М.В.Ломоносова Экстрагент для извлечения скандия
CN1127791A (zh) * 1995-11-08 1996-07-31 北京大学 一种从含钪稀土混合物中富集和制备高纯钪的方法
WO2008101396A1 (fr) * 2007-02-08 2008-08-28 General Research Institute For Nonferrous Metals Procédé de prétraitement d'un solvant d'extraction organique, produit prétraité et son utilisation
CN102011010A (zh) * 2009-09-07 2011-04-13 杨秋良 用钛白水解废酸浸取含钒钢渣全萃取钒、镓和钪的方法
RU2417267C1 (ru) * 2009-09-17 2011-04-27 Закрытое акционерное общество "Далур" СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СКАНДИЯ ИЗ СКАНДИЙСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ, ТВЕРДЫЙ ЭКСТРАГЕНТ (ТВЭКС) ДЛЯ ЕГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТВЭКСа
RU2487184C1 (ru) * 2011-11-03 2013-07-10 Учреждение Российской академии наук Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН Твердый экстрагент для извлечения скандия и способ его получения

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU476279A1 (ru) * 1973-01-05 1975-07-05 Предприятие П/Я В-8172 Способ получени сорбента
RU2063458C1 (ru) * 1994-09-29 1996-07-10 Московская государственная академия тонкой химической технологии им.М.В.Ломоносова Экстрагент для извлечения скандия
CN1127791A (zh) * 1995-11-08 1996-07-31 北京大学 一种从含钪稀土混合物中富集和制备高纯钪的方法
WO2008101396A1 (fr) * 2007-02-08 2008-08-28 General Research Institute For Nonferrous Metals Procédé de prétraitement d'un solvant d'extraction organique, produit prétraité et son utilisation
CN102011010A (zh) * 2009-09-07 2011-04-13 杨秋良 用钛白水解废酸浸取含钒钢渣全萃取钒、镓和钪的方法
RU2417267C1 (ru) * 2009-09-17 2011-04-27 Закрытое акционерное общество "Далур" СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СКАНДИЯ ИЗ СКАНДИЙСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ, ТВЕРДЫЙ ЭКСТРАГЕНТ (ТВЭКС) ДЛЯ ЕГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТВЭКСа
RU2487184C1 (ru) * 2011-11-03 2013-07-10 Учреждение Российской академии наук Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН Твердый экстрагент для извлечения скандия и способ его получения

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11505632B2 (en) 2017-07-07 2022-11-22 Joint-Stock Company Axion—Rare Earth And Noble Metals Solid extracting agent with high dynamic exchange capacity for extraction of scandium and method of its production
RU2716693C1 (ru) * 2018-11-27 2020-03-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Способ переработки гидролизной кислоты
RU2795930C1 (ru) * 2022-04-29 2023-05-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Способ переработки сбросного скандийсодержащего раствора уранового производства

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015130381A (ru) 2017-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9102999B2 (en) Methods of recovering scandium from titanium residue streams
RU2417267C1 (ru) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СКАНДИЯ ИЗ СКАНДИЙСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ, ТВЕРДЫЙ ЭКСТРАГЕНТ (ТВЭКС) ДЛЯ ЕГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТВЭКСа
CN1131326C (zh) 直接生产混合稀土氧化物的加工工艺
US10494697B2 (en) Method of refining of scandium oxide from concentrates using solvent extraction
Kim et al. Separation and recovery of vanadium from leached solution of spent residuehydrodesulfurization (RHDS) catalyst using solvent extraction
Belova Development of solvent extraction methods for recovering rare earth metals
KR101382905B1 (ko) 모나자이트로부터 희토류 원소를 추출하는 방법
CN109874342A (zh) 复合萃取剂增强的聚合物树脂、其制备方法及其萃取(一种或多种)贵重金属的用途
CN105483400A (zh) 一种同步萃取分离铀钼的方法
CN109468474A (zh) 一种用于含硝酸-tbp废液中回收铀的方法
CN105219959A (zh) 采用溶剂浸渍树脂分离净化石煤提钒酸浸液的方法
CN116445750A (zh) 从酸性浆料或酸性溶液中选择性回收稀土金属
US10808296B2 (en) Selective recovery of rare earth metals from an acidic slurry or acidic solution
WO2015110702A1 (en) Method for recovery of copper and zinc
RU2603418C1 (ru) Способ извлечения скандия и редкоземельных элементов из красных шламов
US9896744B2 (en) Process for metals leaching and recovery from radioactive wastes
RU2612107C2 (ru) Способ извлечения скандия из скандийсодержащего продуктивного раствора
JP2010196162A (ja) 有機相からの金属元素の除去方法
CN102139907A (zh) 一种从含铈溶液中分离回收含铈化合物的方法
WO2016201456A1 (ru) Способ комплексной переработки черносланцевых руд
RU2196184C2 (ru) Способ переработки скандийсодержащих растворов
JPH08232026A (ja) スカンジウムの精製方法
RU2192492C2 (ru) Способ переработки урановых руд
RU2610500C1 (ru) Способ очистки сульфатных цинковых растворов от хлорид-иона
RU2571763C1 (ru) Способ извлечения бериллия методом ионного обмена

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180723

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190605

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200723