Proses Cynhyrchu Scandium Ocsid

Proses gynhyrchu sgandium ocsid
Fformiwla gemegol sgandiwm ocsid yw Sc2O3. Natur: solet gwyn. Mae ganddo strwythur ciwbig o sesquioxide daear prin. Dwysedd 3.864. Pwynt toddi 2403 gradd ± 20 gradd. Anhydawdd mewn dŵr, hydawdd mewn asid poeth. Fe'i paratoir trwy ddadelfennu thermol o halen sgandiwm. Gellir ei ddefnyddio fel deunydd anweddu ar gyfer cotio lled-ddargludyddion. Gwneud laserau cyflwr solet tonfedd amrywiol, gynnau electron teledu manylder uwch, lampau halid metel, ac ati.
Scandium ocsid (Sc2O3) yw un o'r cynhyrchion pwysicaf mewn cynhyrchion sgandiwm. Mae ei briodweddau ffisegol a chemegol yn debyg i rai ocsidau daear prin (fel La2O3, Y2O3 a Lu2O3), felly mae'r dulliau cynhyrchu a ddefnyddir wrth gynhyrchu yn debyg iawn. Gall Sc2O3 gynhyrchu sgandiwm metel (Sc), cynhyrchion o wahanol halwynau (ScCl3, ScF3, ScI3, Sc2 (C2O4) 3, ac ati) ac aloion sgandiwm amrywiol (cyfres Al-Sc, Al-Zr-Sc). Mae gan y cynhyrchion sgandiwm hyn werth technegol ymarferol a chanlyniadau economaidd da. Oherwydd rhai nodweddion Sc2O3, fe'i defnyddiwyd yn helaeth mewn aloion alwminiwm, ffynonellau golau trydan, laserau, catalyddion, actifyddion, cerameg ac awyrofod, ac mae ei ragolygon datblygu yn eang iawn.
Yn y 1970au, dechreuodd Tsieina ddatblygu cynhyrchion Sc2O3, a daeth cynhyrchion cilogram i mewn i'r farchnad. Yn yr 1980au, cyrhaeddodd cynhyrchiad Tsieina o Sc2O3 uchafbwynt, gyda'r allbwn yn cyrraedd mwy na 100 kg, yn cael ei allforio yn bennaf i Japan a'r Unol Daleithiau. Ers y 1990au, mae Rwsia wedi cynhyrchu nifer fawr o gynhyrchion Sc2O3 a'u taflu i'r farchnad ryngwladol am bris isel, sydd wedi effeithio'n ddifrifol ar gynhyrchu sgandium ocsid yn Tsieina, gan wneud cynhyrchu Sc2O3 ar bwynt isel, a llawer o gynhyrchu mae llinellau wedi bod i lawr, gan wneud gallu ac allbwn Tsieina mewn cyflwr crebachu. Fodd bynnag, yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae datblygiad deunyddiau ffynhonnell golau trydan aloi Sc-Al yn Tsieina wedi hyrwyddo datblygiad cynhyrchu diwydiannol Sc2O3. Mae Tsieina yn gyfoethog mewn adnoddau sgandiwm. Adroddir bod y cronfeydd wrth gefn diwydiannol o sgandiwm yn y byd tua 2 filiwn o dunelli ar hyn o bryd, ac mae tua 600000-650000 tunnell yn Tsieina, yn cyfrif am tua 30 y cant o gyfanswm cynnwys y byd. Ar ôl blynyddoedd o ymchwil ac ymarfer cynhyrchu, mae'r dechnoleg cynhyrchu a'r offer ar gyfer echdynnu Sc2O3 o ddeunyddiau crai sy'n cynnwys sgandiwm yn cynnwys y dulliau canlynol:
① Dull echdynnu. Fe'i defnyddir yn eang wrth gynhyrchu ac mae ganddo nodweddion allbwn mawr, ansawdd da, cyfradd adennill uchel, cost isel a gweithrediad parhaus wrth gynhyrchu.
② Dull cyfnewid Ion. Fe'i defnyddir yn aml hefyd wrth gynhyrchu. Mae ganddo nodweddion cynnyrch isel, purdeb uchel, cynnyrch isel, cost uchel a chylch cynhyrchu hir.
③ cromatograffaeth resin echdynnu. Mae ganddo nodweddion cylch cynhyrchu byr, purdeb uchel, cynnyrch uchel a chost isel.
④ Dull echdynnu bilen hylif. Mae'n dechnoleg wahanu newydd sy'n cyfuno gwahanu pilen ac echdynnu hylif-hylif. Ond nid oes unrhyw arfer cynhyrchu ar hyn o bryd. Mae rhai pobl wedi defnyddio bilen hylif emwlsiwn i gyfoethogi Sc o 60mg/L i 1400mg/L ar ôl echdynnu cynradd. O safbwynt echdynnu Sc2O3 yn Tsieina ers blynyddoedd lawer, mae'r ddwy broses gyntaf bron yn cael eu mabwysiadu
Technoleg (echdynnu a chyfnewid ïon). [2]
dull echdynnu
(1) Y broses o gynhyrchu sgandium ocsid o ganolbwyntio sgandiwm trwy ddull echdynnu: mae'r dwysfwyd sgandiwm yn cael ei hydoddi ag asid hydroclorig i gael hydoddiant ScCl3, ac yna mae'r amhureddau fel titaniwm a haearn yn cael eu puro. Defnyddir hylif wedi'i buro fel deunydd crai. Defnyddiwyd 50 y cant o TBP a cerosin fel echdynnydd. Mae'r toddiant deunydd parod a'r echdynnydd yn cael eu rhoi yn y tanc echdynnu i echdynnu sgandium. Ar ôl golchi asid a distyllu dŵr i echdynnu sgandiwm, mae'r hydoddiant pur sy'n cynnwys sgandiwm (hydoddiant ScCl3) yn cael ei gael ac yna'n cael ei waddodi ag asid ocsalaidd. Ar ôl sychu a llosgi, ceir y cynnyrch Sc2O3 pur. Y brif broses yw: dwysfwyd sgandiwm - diddymiad asid - puro - echdynnu TBP o sgandiwm - golchi asid - tynnu sgandiwm - dyddodiad asid oxalig - sychu - llosgi - pecynnu - warws (cynhyrchion Sc2O3 pur).
Prif offer: tanc hydoddi asid, tanc echdynnu, tanc gwaddodi, ffwrnais llosgi, peiriant pecynnu, ac ati.
Dull cyfnewid Ion
Proses dechnolegol: defnyddir slag gwastraff twngsten (sy'n cynnwys Sc2O378g / t ~ 377g / t) fel deunydd crai. Mae'n cael ei hydoddi mewn asid hydroclorig a'i hidlo, ac mae'r hylif porthiant yn cael ei buro i gael hydoddiant glân ScCl3, a ddefnyddir fel yr hylif porthiant ar gyfer cyfnewid ïon ar ôl cymysgu. Paratowch y golofn arsugniad a'r golofn wahanu i'w defnyddio. Mae'r hylif porthiant (hylif ScCl3) yn llifo i'r golofn arsugniad o ben uchaf y golofn ac yn cyrraedd Sc3 ynghyd â dirlawnder i'w ddefnyddio. Ar ôl cysylltu'r golofn arsugniad â'r golofn wahanu, bydd yr eluent yn llifo i mewn a thrwy'r golofn wahanu o frig y golofn arsugniad. Ar ôl i'r golofn wahanu olaf lifo'n sefydlog o'r hydoddiant ScCl3, gellir derbyn yr hydoddiant ScCl3 (hydoddiant ScCl3 pur) yn barhaus i'r cynhwysydd casglu, ac yna caiff yr asidedd ei addasu, ac yna defnyddir yr asid oxalig ar gyfer dyddodiad, hidlo, sychu. a llosgi i ffurfio cynnyrch Sc2O3 pur. Mae'r brif broses fel a ganlyn: gweddillion gwastraff twngsten - diddymu asid - puro - colofn arsugniad - trwytholchi - derbyn hydoddiant ScCl3 - addasu asid - sgandiwm gwaddodol - sychu - llosgi - pecynnu - warysau (cynnyrch Sc2O3 pur).
Prif offer: tanc hydoddi asid, colofn arsugniad, colofn wahanu, tanc gwaddodi, ffwrnais llosgi, peiriant pecynnu, ac ati.
Cromatograffaeth resin echdynnu
Proses dechnolegol: toddi'r mwg a'r llwch clorinedig gyda HCl, ac yna ei buro i wneud hylif bwydo ScCl3. Mae sgandiwm yn cael ei dynnu yn y tanc echdynnu gyda 50 y cant o echdynnydd TBP-kerosene, mae amhureddau'n cael eu piclo, ac mae sgandiwm yn cael ei dynnu'n ôl i gael hydoddiant Sc-Cl3 pur, yna mae Sc yn cael ei waddodi â H2C2O4, a cheir Sc2O3 pur trwy losgi. Mae'r brif broses fel a ganlyn: mwg ocsideiddio - diddymu asid hydroclorig - puro - datrysiad ScCl3 net - echdynnu - golchi asid - stripio - dyddodiad - llosgi - pecynnu - warysau (cynnyrch Sc2O3 pur).
Echdynnu bilen hylif
Cymerwch hylif gwastraff gwyn titaniwm (sy'n cynnwys Sc2O325g/m3) fel deunydd crai. Yn y system cyfrwng asid sylffwrig sy'n defnyddio cerosin P204 fel yr echdynnydd, mae sgandiwm yn cael ei dynnu o'r hylif porthiant yn y tanc echdynnu. Ar ôl i'r amhureddau gael eu tynnu trwy olchi asid gyda H2SO4 a H2O2, caiff y sgandiwm ei dynnu'n ôl gyda hydoddiant NaOH i ffurfio dwysfwyd Sc (OH) 3. Mae'r Sc (OH) 3 yn cael ei hydoddi mewn asid hydroclorig i ffurfio hydoddiant ScCl3. Mae'r asid ocsalig yn dyddodi sgandiwm (ddwywaith) ac yn ei losgi. Mae'r pecyn yn gynnyrch Sc2O3 pur. Y brif broses yw: titaniwm deuocsid hylif gwastraff - paratoi - echdynnu - piclo - stripio - sc (OH) 3 cynnyrch - diddymu - dyddodiad - llosgi - pecynnu - warysau (cynnyrch Sc2O3 pur).