CN / EN

新闻中心

NEWS INFORMATION

我国钪资料开发利用的战略思考

  发布日期:2017-10-14 来源:矿道网 投稿者:袁铭 浏览次数:

  %,与铍、硼、锶、锡、锗、砷、硒和钨的丰度相当,但其分布却极为分散,是典型的稀散亲石元素。已知含钪的矿物多达800多种,但作为钪的独立矿物却只有钪钇矿、水磷钪矿、硅钪矿和钛硅酸稀金矿等少数几种,且矿源较小,在自然界中罕见。另一方面,钪的化学活性很高,很难制得高纯度金属。因而虽然早在1879年就由Nilson发现了钪,但直到1937年才由Fischer用熔盐电解法首次制得了纯度为95%的金属钪,并于1973年由Spedding制得了纯度为99.9%的金属钪。从组成复杂和钪含量很低的原料中富集、分离和提取高纯钪的过程相当复杂,致使钪的产量不大,价格昂贵。尽管目前钪的高昂价格限制了它的广泛应用,但由于钪本身所具有的优异性能仍使其在电光源、宇航、电子工业、核技术、超导技术等重要领域获得应用。表1列出了目前钪的一些主要用途。

  铝镁基合金的最有效改进剂;生产导弹和制造航天器、汽车、船舶等的特种合金

  2000kt,其中90~95%赋存于铝土矿、磷块岩及铁钛矿石中,少部分在铀、钍、钨、稀土矿石中,主要分布于俄罗斯、中国、塔吉克斯坦、美国、马达加斯加、挪威等国家。我国钪资源很丰富,与钪有关的矿产储量巨大,如铝土矿和磷块岩矿床、华南斑岩型和石英脉型钨矿床、华南稀土矿、内蒙古白云鄂博稀土铁矿床和四川攀枝花钒

  床等。其中铝土矿(Sc)矿床和磷块岩(Sc)矿床占优势,其次是钨(Sc)矿床、钒钛磁铁(Sc)矿床、稀土(Sc)矿床和稀土铁(Sc)矿床。据估计铝土矿和磷块岩矿的钪储量约29万吨,占所有钪矿类型总储量的51%,其含量一般是世界铝土矿钪平均含量(按Sc

  (最重要的包含山东、河南和山西)和扬子地台西缘(主要包括云南、贵州和四川)。铝土矿的Sc

  钪的独立矿床极为稀少,工业上是在综合处理有色和稀有金属矿石时伴生回收分散的钪。我国钪资源的回收多集中于生产钛白粉的硫酸废液与钛生产的全部过程中的氯化烟尘,其次是从稀土、选钛尾矿、钨渣中提取。

  80%。我们国家生产的氧化钪,绝大部分来自钛白粉厂。上海东昇钛白粉厂和上海跃龙化工厂以及广州钛白粉厂等都建立了氧化钪生产线。杭州硫酸厂投产了一套年产30kg氧化钪的工业装置,形成了“连续萃取12级逆流洗钛化学精制”三级提钪工艺路线

  选择性萃钪,而后再加TBP萃钪进一步除杂,两段钪总共浓缩了50多倍,草酸精制后Sc

  钪在钛精矿电炉冶炼过程中,主要富集在高钛渣中,高钛渣进一步在沸腾炉内进行高温氯化生产四氯化钛时,大部分钪被氯化成

  含量可达736ppm。抚顺铝厂五一分厂建成的从氯化烟尘中提取钪的生产线

  萃取分离铁锰,NaOH反萃,钪富集83倍;化学精制采用盐酸溶解,TBP-浓盐酸萃取钪分离RE和Dowex50W-X8交换树脂吸附钪,得到Sc纯度99.5%,实收率56%。孙本良等以一种有机多元弱酸沉淀剂沉淀氯化烟尘盐酸浸出液中的钪,经两次沉淀、两次酸解后,浸出液中的铁锰去除率达99.8%以上,钪的沉淀率可达100%;继而采用P

  达139,钪与铁、锰的分离系数分别达到9270和10700;5%NaOH反萃钪,反萃率达99.6%。林维明等

  Cl或NaCl浸出提钪母液,pH 3~4时,以环烷酸萃取,稀土离子萃入有机相,而钪留在萃余液中。但张毅详细研究了环烷酸对各种稀土元素的萃取规律, 表明钪在pH 2.20时开始萃取,pH 3.3时已被萃取完全,其pH

  只有2.84,小于其它稀土元素。各种稀土离子萃取顺序为ScEuGdYbNdYLa,这与李久成给出的萃取顺序CeYSc不同。严纯华等以HA-ROH-煤油体系,用三步错流萃取法从含钪仅0.04%的稀土料液中分步获得富钪(含Sc约15~30%)、粗钪(Sc99%)和高纯氧化钪(Sc

  63g/t选钛尾矿为原料,采用加助溶剂盐酸浸出钪,浸出率可达93.64%;采用碱熔合水解盐酸浸出钪,浸出率可达97.90%。用TBP萃取钪,萃取率98.90%;用水反萃,再用草酸精制可得到品位为99.95%的Sc

  产品。罗教生等人利用浓硫酸自热反应分解还原熔炼钨渣,水浸出钪、稀土、钍铀,采用P

  -TBP-仲辛醇协同萃取,钪进一步富集至70-80%。富集物经盐酸溶解,进TBP萃淋树脂的色层柱进行色层萃取,6M HNO

  洗脱钪,再采用环烷酸萃取分离微量钙、铁、硅、镁等非稀土杂质,草酸精制后可得99.999%的高纯氧化钪

  钪最初是从钪钇石中提取,目前则主要是从处理钛、铝、钨、锡、铀、稀土等矿的副产品中综合回收,每年这些矿物的生产规模、其中的钪含量及伴随开采出的钪的数量见表

  3。从中能够准确的看出每年伴随开采出的钪的量是非常大的,但绝大部分还未回收,因而探求有效的分离方法、构建合理的回收工艺流程,是钪工业生产的关键。其合理性取决于原料中的钪含量、主金属的生产规模以及中间产品和废料中钪的富集程度等。在生产的全部过程中顺便回收钪时,钪在主产品中的分布十分重要,从生产废料(废液、废渣、渣泥等)中富集钪时,应构建合理的流程而不能破坏主要工艺。

  从攀枝花钒钛磁铁矿的生产的全部过程中提取钪的研究最为成熟。钛白母液中的钪呈离子态,提取工艺简单,故早期氧化钪的生产多以此为原料;但其中钪的含量低

  形式存在,回收难度不大,问题是氯化烟尘的处理量相当大。钛尾矿中钪主要赋存在硅酸盐结构的辉石中,尾矿的分解是难点,往往要经过酸化或碱化高温熔融;但尾矿产出量很大,为钪的生产提供了充足的原料。

  铝土矿是重要的提钪资源,近来由铝土矿得到的钪,占从其它金属矿得到钪总量的

  75~85%。铝土矿浸出时,98~100%的钪残留在赤泥中,其中含钪0.02%,是工业上提钪的好原料。我国铝土矿的资源很丰富,其中含钪量也较高,但长期以来赤泥的综合利用只以生产水泥等建筑材料为主,从铝土矿中综合回收钪还鲜有报道,应引起足够的重视,大力开展这方面的工作。

  我国华南地区拥有储量巨大的离子吸附型稀土矿,其中含钪量也相当可观。从中回收钪工艺相对来说还是比较简单,是很有前景的提钪方法。但目前贮量和地质普查工作不够全面,回收工艺也有待改进。在从江西稀土矿产品分离稀土时,对富钪的稀土产品,应加上回收钪的工艺,以便得到高纯度的氧化物。

  钪资源开发的程度与工业利用的进展紧密关联,国际市场在不同时期对于钪的品种规格和数量的需求不同,市场容量有限,价格的涨落完全由市场支配。

  1983年,美国曾在国际市场上突然大量采购过去积存的钪,使99.9%的氧化钪的售价提高了2.5倍。90年代,美、日将钪作为与发展高技术应用有关的战略物资进行贮备,致使世界钪市场出现了价格狂涨。但随后由于前苏联国家大量出售其过去的存货、国内的过度生产以及市场容量的骤降,世界钪市场呈现供过于求,价格迅速回落。如今钪的价格已比十几年前下降了60~70%。

  八十年代起,国内掀起了提取钪的研究热潮,生产单位有上海东昇钛白粉厂、广西平桂矿务局、湖南稀土金属材料研究所、江西赣州钴冶炼厂、广州钛白粉厂等数十家。进入九十年代以来,大多数厂家生产趋于停滞。国内厂家年产能力一般仅为

  计),技术力量单薄,生产效率较低,产品成本居高不下;另一方面价格又仅为国外的一半,既得不到良好的经济效益,又造成钪资源的流失。作为战略性资源,钪的生产应遵循全国一盘棋的指导思想,加强宏观调控,避免分散生产的一盘散沙状况;同时还应集中力量进行高纯氧化钪及金属钪的制备研究。作者觉得,今后我国提取钪的原料应侧重于钒钛磁铁矿的尾矿与铝土矿的赤泥,因而建议在钒钛磁铁矿的主产地四川攀枝花以及四大铝厂所在地(山东、山西、河南、贵州)建立钪的生产研究基地,以充分的利用当地的资源优势。

  虽然近年来钪的价格下降了许多,但钪及其化合物仍然价格不菲,金属钪的价格为黄金的四倍多。钪价格的降低,一方面取决于提取工艺的优化,生产所带来的成本的降低;另一方面则取决于钪及其化合物应用场景范围的扩大,需求量的增加。

  钪的用途很多,应用最为广泛的是用于电光源材料与含钪合金。钪作为电光源材料用于钪钠灯,早已进入商品市场。一盏相同照度的钪钠灯,比普通白炽灯节电

  80%,常规使用的寿命长达5000~25000h。美国卤化灯的普及率已超过50%,每年产高压钠灯超过1000万只。我国在这方面起步较晚,但也已实行了“大换灯”计划。__性的卤化灯的发展和普及正在日益扩大,对钪的需求量也将变得更迫切。钪铝合金的研究也已进入实用阶段,俄罗斯生产的钪铝合金大范围的使用在飞机制造,美国则用以生产各种体育器械(例如棒球棒、垒球棒和自行车横梁等)。我国也已开展了钪铝、钪镁等合金的研制,开发这类特种合金对于我国航空、航天事业的发展具有极大的推动作用。此外,还应积极开展含钪新材料的研究开发。特别需要我们来关注的是,氧化钪稳定的氧化锆(ScSZ)替代传统的氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)用于固体氧化物燃料电池(SOFC),可使SOFC的功率密度提高一倍,是非常有前景的新型中温固体电解质。我国拥有丰富的钪资源,加速开展钪资源的回收与综合利用研究,对我们国家的国民经济的发展具有十分重要的意义。

  【免责声明】本站“矿道网”矿业技术板块所有投稿文章,文章其版权均属于原本的作者及投稿人所有。本站并非以盈利为核心的矿业矿业技术传播平台,平台并不能很好的甄别投稿文章的原创性和审核作者。文章仅供读者作为矿业参考,不做交易和服务的根据。所以希望投稿人自觉遵守本条例,如果若发生文章侵权,原作者找到我们,我们有权利不经告知并删除投稿的文章。本网站默认已许可各大主流平台、媒体等,以数字化方式复制、汇编、发行、信息网络传播本网站全文,但要文件授权。

  ,登载此文出于传递更加多信息之目的,并不代表赞同其观点或证实其内容的真实性。所有投稿人向本网站提交文章发表之行为视为同意上述声明。如有异议,请在投稿时说明。因投稿素材内容或要求转发内容引发的任何社会及法律纠纷和矿道网无关。特此声明!,我们若有不当信息或者侵犯了您的利益,请及时联系我们删改!联系电线

2023-12-20 行业百科 1 次

 统计代码