Переработка скандийсодержащего сырья

Сырьевые источники скандия

Скандий — типичный рассеянный литофильный элемент. Содержание его в земной коре 10^-3 % (по массе). Собственных месторождений не образует.

Собственные минералы скандия — тортвейтит Sc₂[Si₂0₇] и стереттит ScP0₄·2Н₂0 — большая редкость и промышленного значения не имеют. Более распространены минералы, в которых скандий присутствует в виде изоморфной примеси в количестве 0,005 - 0,3 % Sc₂0₃. Скандийсодержащие минералы (оксиды, карбонаты, силикаты, фосфаты, вольфраматы) содержат ионы, характеризующиеся близким к Sc³⁺ (0,083 нм) радиусом иона, нм: Fe²⁺ 0,080, РЗЭ 0,102 - 0,080, Mg²⁺ 0,074, Са²⁺ 0,104, Мп²⁺ 0,091, Zr⁴⁺ 0,082, Th⁴+ 0,095, U⁴⁺ 0,089. Изоморфизм обусловлен также близостью других кристаллохимических констант скандия и перечисленных элементов.

Проблема промышленного получения скандия может быть решена при использовании рассеянного скандия, извлекаемого попутно из руд цветных и редких металлов. При концентрировании скандия в отходах производства (растворах, шламах, шлаках и пр.) создаются условия для извлечения без нарушения основной технологии.

Титановое сырье. В титановом сырье содержится Sc₂0₃ (до 0,1 % в ильмените, до 0,3 % в сфене). При обогащений ильменитовых концентратов путем восстановительной электроплавки скандий переходит в титановый шлак.

Цирконийсодержащие руды. Цирконы и другие минералы циркония содержат 0,001 - 0,08 % Sc₂0₃. При переработке цирконового концентрата спеканием известью и хлоридом кальция скандий концентрируется в основном в маточниках после выделения основного сульфата циркония.

Руды вольфрама. Содержание Sc₂0₃ в вольфрамитах 0,005 - 1,0 %. При гидрометаллургической переработке, включающей спекание концентрата с Na₂C0₃ и последующее выщелачивание, скандий остается в кеке от выщелачивания, и его содержание повышается в 2 - 3 раза по сравнению с содержанием в вольфрамите.

Руды урана содержат 10^-3 – 10^-4 % Sc₂0₃. При вскрытии урановых руд серной или азотной кислотами скандий переходит вместе с ураном в раствор. При вскрытии руд растворами Na₂C0₃ скандий в основном концентрируется в кеках от выщелачивания.

Руды алюминия. Бокситы содержат 0,001 - 0,01 % Sc₂0₃. Ввиду больших масштабов переработки бокситы могут стать важным источником скандия. При переработке бокситов по способу Байера и способу спекания скандий преимущественно остается в красном шламе.

Другие источники скандия - некоторые железные руды (содержание 0,001 - 0,005 % Sc₂0₃), руды олова (0,02 - 0,22 % Sc₂0₃), концентраты берилла (0,1 - 0,2 % Sc₂О₃), золы некоторых углей (0,01% Sc₂0₃), фосфориты.

Содержание скандия в продуктах переработки минерального сырья составляет сотые — десятые доли процента. Поэтому из исходных продуктов вначале получают концентраты, которые затем перерабатывают на соединения скандия.

Для извлечения скандия из продуктов в раствор применяют выщелачивание кислотами (например, соляной кислотой), разложение хлорированием, серной кислотой или гидроксидом натрия с последующим водным или кислотным выщелачиванием

Для выделения скандия из растворов используют следующие основные способы: осаждение в составе малорастворимых соединений, экстракция органическими растворителями, ионообменные способы.

Дата добавления: 2014-01-11