一种用氧化钪富集物生产高纯氧化钪的方法技术

本发明专利技术公开了一种用氧化钪富集物生产高纯氧化钪的方法，属于高纯度金属钪的制备方法技术领域，该方法包括硫酸溶解氧化钪富集物、氢氧化钠调pH值水解除杂、添加苦杏仁酸、硫酸盐的复盐沉淀、氢氧化钾反萃、盐酸溶解和草酸沉淀，最后焙烧得到高纯氧化钪，本发明专利技术的核心是钪离子和硫酸盐会产生硫酸盐的复盐沉淀，而其他杂质离子不会与硫酸盐产生复盐沉淀，从而有效地实现钪与其他杂质的分离，相较于传统的氧化钪提纯方法，本发明专利技术的步骤更省，产量规模更容易扩大、效率更高、成本更低，并且添加改性絮凝剂对氧化钪富集物的酸溶液进行初步处理，实现更加优异的絮凝目的，对提升氧化钪的纯度有积极影响。

【技术实现步骤摘要】
一种用氧化钪富集物生产高纯氧化钪的方法
本专利技术属于高纯度金属钪的制备方法
，涉及一种用氧化钪富集物生产高纯氧化钪的方法。
技术介绍
钪被誉为新世纪战略元素，泛用于国防、航天、核技术、激光、电子、冶金、化工、玻璃、计算机电源、超导及医学等领域，而地球上的钪资源有限。如今用于提纯钪的化合物，已经有了相当成熟的工艺流程。因为钪比起钇和镧系元素来，氢氧化物的碱性是最弱的，所以包含了钪的稀土元素混生矿，经过处理转入溶液后用氨处理时，氢氧化钪将首先析出，故应用"分级沉淀"法可比较容易地把它从稀土元素中分离出来。另一种方法是利用硝酸盐的“分级分解”进行分离，由于硝酸钪最容易分解，可以达到分离出钪的目的。另外，在铀、钍、钨、锡等矿藏中综合回收伴生的钪也是钪的重要来源之一。现有的高纯度的金属钪的制备方法中采用的原料本身就需要高纯度的原料，从而使得制备得到的金属钪为高纯度，从而造成原料成本高，而且"分级沉淀"法包含的步骤较多、较复杂，过程中的损耗也较为严重，因此需要开发一种高效节约的用氧化钪富集物生产高纯氧化钪的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用氧化钪富集物生产高纯氧化钪的方法，解决
技术介绍
中提及的技术问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种用氧化钪富集物生产高纯氧化钪的方法，包括以下步骤：步骤A1，向氧化钪富集物中加入质量分数75-80％的硫酸，搅拌溶解后，向其中加入去离子水和改性絮凝剂，静置1-2h，过滤，向滤液中加入氢氧化钠调节pH至1.5-3，再加入苦杏仁酸，煮沸，抽滤，得到清液a；步骤A2，向清液a中加入硫酸盐，搅拌均匀后，静置，过滤，得到沉淀a，向沉淀a中加入2-3mol/L的NaOH溶液，混合35-45min，过滤，得到沉淀b；步骤A3，向沉淀b中加入6mol/L的盐酸溶液，搅拌溶解，并调pH至1.5-2.5，加热至60-90℃，加入草酸，反应30-60min，过滤，滤饼烘干后置于800-900℃电热炉中煅烧3.5-4h，得到高纯氧化钪。进一步，步骤A1所述氧化钪富集物、硫酸、去离子水的用量比为10-12g：5-8mL：10-15mL，改性絮凝剂的用量为氧化钪富集物质量的10-15％，苦杏仁酸的用量为氧化钪富集物质量的5-10％。进一步，步骤A2中硫酸盐为硫酸钠、硫酸钾、硫酸铝中的一种或多种按任意比例混合。进一步，步骤A2中硫酸盐的用量为清液a质量的15-20％，NaOH溶液的用量为沉淀a质量的10.5-13.5倍。进一步，步骤A3所述草酸的用量为沉淀b质量的70-80％。其中改性絮凝剂由如下步骤制得：步骤S1，向三口烧瓶中加入丙烯酰胺、环氧氯丙烷，升温至60℃反应5-6h，得到中间体1；反应过程如下：步骤S2，向三口烧瓶中加入质量分数98％的浓硫酸，冰浴条件下，加入4-(4-甲基苯基)苯酚，升温至60℃反应1h，升温至80℃反应3h，再升温至90℃反应3h，冷却至室温，依次加入乙腈、二氯甲烷，过滤，弃去滤液，得到中间体2；反应过程如下：步骤S3，向三口烧瓶中加入中间体2、氢氧化钠、去离子水，升温至70℃搅拌均匀，向其中加入高锰酸钾，升温至90℃反应9h，冷却至室温，加入12mol/L的盐酸溶液，反应30-50min，抽滤，滤饼置于60-70℃条件下干燥至恒重，得到中间体3；反应过程如下：步骤S4，向三口烧瓶中加入中间体3、氢氧化钠的异丙醇溶液，升温至40-45℃反应3-4h，减压蒸馏，得到中间体4；反应过程如下：步骤S5，向三口烧瓶中加入中间体4、无水乙醇、氢氧化钠，搅拌溶解后，加入中间体1，升温至80-90℃，反应13-15h，冷却至室温，抽滤，滤饼用去离子水洗涤2-3次，再经无水乙醇重结晶，得到中间体5；反应过程如下：步骤S6，向三口烧瓶中加入丙烯酰胺、中间体5、去离子水，搅拌溶解后，加入质量分数30％的氨水调pH至7.8-8，加入偶氮二异丁腈、Span-20、EDTA在8-10℃下聚合反应6-7h，得到改性絮凝剂。反应过程如下：进一步，步骤S1所述丙烯酰胺、环氧氯丙烷的摩尔比为1：1。进一步，步骤S2所述浓硫酸、4-(4-甲基苯基)苯酚的用量比为30.3-31.2mL：9.7-9.9g。进一步，步骤S3所述中间体2、氢氧化钠、去离子水、高锰酸钾、盐酸溶液的用量比为7.2-7.4g：0.7-0.9g：73.3-75.4mL：12.2-12.5g：34.5-35.6mL。进一步，步骤S4所述中间体3、氢氧化钠的异丙醇溶液的用量比为5.7-5.9g：47.6-48.2mL，氢氧化钠的异丙醇溶液中氢氧化钠、异丙醇的用量比为0.5-0.8g：45mL。进一步，步骤S5所述中间体4、无水乙醇、氢氧化钠、中间体1的用量比为0.15-0.17mol：80-85mL：0.11-0.12mol：0.15-0.17mol。进一步，步骤S6所述丙烯酰胺、中间体5、去离子水、偶氮二异丁腈、Span-20、EDTA的用量比为2.3-2.5g：2.1-2.4g：10-12mL：0.07-0.09g：0.12-0.14g：0.21-0.24g。本专利技术的有益效果：第一，本专利技术提供了一种用氧化钪富集物生产高纯氧化钪的方法，步骤包括硫酸溶解氧化钪富集物、氢氧化钠调pH值水解除杂、添加苦杏仁酸、硫酸盐的复盐沉淀、氢氧化钾反萃、盐酸溶解和草酸沉淀，最后焙烧得到高纯氧化钪，而传统的工艺流程包括盐酸溶解氧化钪富集物、氢氧化钠调pH值水解除杂、氨沉得到氢氧化钪、盐酸溶解氢氧化钪、N235除铁、P350萃取、反萃、草酸沉淀、最后焙烧得到高纯氧化钪，相较于传统的氧化钪提纯方法，本专利技术的步骤更省，产量规模更容易扩大、效率更高。第二，本专利技术采用纯化学方法，避免采用含氧有机物(P350)和含氮有机物(N235)，从而减少环保处理成本，更加环保，P350和N235均为昂贵的萃取剂，传统的生产方法成本偏高，特别是P350的价格已经达到35万元/吨。而本方法采用的化学试剂均为常见的化学试剂，价格便宜。第三，本专利技术的核心是硫酸盐的复盐沉淀，由于钪离子和硫酸盐会产生硫酸盐的复盐沉淀，而一价离子、钙、锰、亚铁等二价离子均不会产生沉淀，同时大部分三价离子如Ti3+、Fe3+、四价离子、阴离子等也不会与硫酸盐产生复盐沉淀，从而有效的实现钪与其他杂质的分离。第四，本专利技术的另一个核心技术是硫酸溶解和氢氧化钠调pH值水解除杂质，相较于传统的用盐酸溶解水解除杂质，本专利技术中含有大量的硫酸钠，而硫酸钠与稀土离子杂质形成复盐沉淀，而钪离子与硫酸钠较难形成硫酸钪钠沉淀，从而达到有效去除稀土杂质的目的，并且由于加入了苦杏仁酸，还能够去除绝大部分锆离子。第五，本专利技术相较于传统的方法，成本更低，仅传统方法二分之一的提纯成本。第六，添加改性絮凝剂对氧化钪富集物的酸溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用氧化钪富集物生产高纯氧化钪的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤A1，向氧化钪富集物中加入硫酸，搅拌溶解后，加入去离子水和改性絮凝剂，静置1-2h，过滤，向滤液中加入氢氧化钠调节pH至1.5-3，再加入苦杏仁酸，煮沸，抽滤，得到清液a；/n步骤A2，向清液a中加入硫酸盐，搅拌均匀后，静置，过滤，得到沉淀a，向沉淀a中加入NaOH溶液，混合35-45min，过滤，得到沉淀b；/n步骤A3，向沉淀b中加入盐酸溶液，搅拌溶解，并调pH至1.5-2.5，加热至60-90℃，加入草酸，反应30-60min，过滤，滤饼烘干后置于电热炉中煅烧3.5-4h，得到高纯氧化钪；/n改性絮凝剂由如下步骤制得：/n步骤S1，将丙烯酰胺、环氧氯丙烷混合，升温至60℃反应5-6h，得到中间体1；/n步骤S2，向三口烧瓶中加入浓硫酸，冰浴条件下，加入4-(4-甲基苯基)苯酚，升温至60℃反应1h，升温至80℃反应3h，再升温至90℃反应3h，冷却至室温，加入乙腈、二氯甲烷，过滤，弃去滤液，得到中间体2；/n步骤S3，向三口烧瓶中加入中间体2、氢氧化钠、去离子水，升温至70℃搅拌均匀，向其中加入高锰酸钾，升温至90℃反应9h，冷却至室温，加入盐酸溶液，反应30-50min，抽滤，滤饼置于60-70℃条件下干燥至恒重，得到中间体3；/n步骤S4，向三口烧瓶中加入中间体3、氢氧化钠的异丙醇溶液，升温至40-45℃反应3-4h，减压蒸馏，得到中间体4；/n步骤S5，将中间体4、无水乙醇、氢氧化钠搅拌溶解后，加入中间体1，升温至80-90℃，反应13-15h，冷却至室温，抽滤，滤饼经洗涤、重结晶，得到中间体5；/n步骤S6，将丙烯酰胺、中间体5、去离子水搅拌溶解后，加入氨水调pH至7.8-8，加入偶氮二异丁腈、Span-20、EDTA在8-10℃下聚合反应6-7h，得到改性絮凝剂。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用氧化钪富集物生产高纯氧化钪的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A1，向氧化钪富集物中加入硫酸，搅拌溶解后，加入去离子水和改性絮凝剂，静置1-2h，过滤，向滤液中加入氢氧化钠调节pH至1.5-3，再加入苦杏仁酸，煮沸，抽滤，得到清液a；
步骤A2，向清液a中加入硫酸盐，搅拌均匀后，静置，过滤，得到沉淀a，向沉淀a中加入NaOH溶液，混合35-45min，过滤，得到沉淀b；
步骤A3，向沉淀b中加入盐酸溶液，搅拌溶解，并调pH至1.5-2.5，加热至60-90℃，加入草酸，反应30-60min，过滤，滤饼烘干后置于电热炉中煅烧3.5-4h，得到高纯氧化钪；
改性絮凝剂由如下步骤制得：
步骤S1，将丙烯酰胺、环氧氯丙烷混合，升温至60℃反应5-6h，得到中间体1；
步骤S2，向三口烧瓶中加入浓硫酸，冰浴条件下，加入4-(4-甲基苯基)苯酚，升温至60℃反应1h，升温至80℃反应3h，再升温至90℃反应3h，冷却至室温，加入乙腈、二氯甲烷，过滤，弃去滤液，得到中间体2；
步骤S3，向三口烧瓶中加入中间体2、氢氧化钠、去离子水，升温至70℃搅拌均匀，向其中加入高锰酸钾，升温至90℃反应9h，冷却至室温，加入盐酸溶液，反应30-50min，抽滤，滤饼置于60-70℃条件下干燥至恒重，得到中间体3；
步骤S4，向三口烧瓶中加入中间体3、氢氧化钠的异丙醇溶液，升温至40-45℃反应3-4h，减压蒸馏，得到中间体4；
步骤S5，将中间体4、无水乙醇、氢氧化钠搅拌溶解后，加入中间体1，升温至80-90℃，反应13-15h，冷却至室温，抽滤，滤饼经洗涤、重结晶，得到中间体5；
步骤S6，将丙烯酰胺、中间体5、去离子水搅拌溶解后，加入氨水调pH至7.8-8，加入偶氮二异丁腈、Span-20、EDTA在8-10℃下聚合反应6-7h，得到改性絮凝剂。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李安军，
申请(专利权)人：湖南金坤新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43