從鈦白廢酸中高效萃取回收鈧的意義及方法
鈧(Sc)是一種地球上分布極為分散的稀土元素,其在地殼中的含量為22~30 g/t。鈧化合物及金屬鈧具有優(yōu)異的化學(xué)性能和機械性能,廣泛應用于能源化學(xué)、電子器件、醫療、化工、航空航天等領(lǐng)域,尤其是在國防軍事和現代高科技領(lǐng)域有著(zhù)顯著(zhù)的戰略地位。
鈧的獨立礦物很少,即使是鈧的獨立礦床,鈧品位也不高。品位較高的鈧釔石、水磷鈧石在自然界非常少見(jiàn),并且礦脈規模較小,一般達不到工業(yè)生產(chǎn)所需要的規模。鈧的伴生礦物很多,達到800多種,例如稀土礦、鋁土礦、釩鈦磁鐵礦、鎢礦、錫礦、鈾礦等礦石中,鈧在這些元素的提取過(guò)程中,一般不參與反應,而是集中在最后排放的廢渣、廢液、廢煙塵中,所以鈧作為副產(chǎn)品回收更具有經(jīng)濟價(jià)值。
鈦鐵礦是生產(chǎn)鈦白粉的原料,我國鈦白粉大都是采用硫酸法生產(chǎn)工藝。鈦白廢酸是鈦白粉生產(chǎn)過(guò)程中的水解母液,除了大部分的Fe和廢硫酸中,還有Mn、Al、Ti、V、Mg等雜質(zhì),以及10-20mg/L的Sc,該廢液具有種類(lèi)多、雜質(zhì)元素濃度高、溶液酸度高、鈧含量低等特點(diǎn)。雖然含鈧量低,但由于鈦白廢酸的排放量巨大,對年產(chǎn)1 000t的鈦白粉廠(chǎng)而言,每年可回收幾十千克的氧化鈧。既能充分利用資源,又能變廢為寶,具有很好的經(jīng)濟和社會(huì )效益。
由于溶劑萃取法具有處理量大、反應速度快、選擇性高、分離效果好、操作簡(jiǎn)單、工藝穩定、過(guò)程易于控制、回收率高等優(yōu)點(diǎn),已成為稀有元素與雜質(zhì)分離的主要方法,也是從鈦白廢酸液中分離鈧的必要手段。
目前鈦白粉廠(chǎng)的產(chǎn)量相比10年前已擴大了100倍,一個(gè)10萬(wàn)噸/年的廠(chǎng),每天的廢水排放量達到1000-1200m3,如此大的廢水量,不能貯存,而長(cháng)期以來(lái),規?;徕偧夹g(shù)中使用塑料萃取槽或搪資反應釜,存在處理量小、效率不高的問(wèn)題,因此,選擇合適的處理設備成了規?;徕偟漠攧?wù)之急
使用CWL-M離心萃取機萃取鈧具有以下優(yōu)勢
①金屬萃取率高
②工藝流程簡(jiǎn)單、操作方便
③獲得反萃液品質(zhì)穩定,可滿(mǎn)足不同生產(chǎn)要求
④處理后的水相溶劑殘留量少,可減輕后續工段處理壓力
⑤萃取設備占地面積少,處理彈性大