钪的回收技术研究进展

钪的最新研究进展随着国家对新材料产业的不断扶持和新兴产业的不断发展，钪的市场需求急剧扩大。

据不完全统计,自2000—2006年,氧化钪年均增长率为11.84％，预计2007—2010年氧化钪消费量年均增长率为16％。

2008～2010年我国氧化钪的消费量约占世界总耗量的25％左右。

在国外近期发展应用于钪铝合金和固体氧化物燃料电池的制造，使钪的需求量大幅增加。

自然界中钪的丰度低且高度分散，每一吨地壳物质里面仅有5克，单独开发利用成本高，综合回收可以降低成本。

由于从钛白粉生产厂副产的废酸中提取稀贵金属氧化钪是当前钪原料的最主要的来源之一，因此，该工艺也具有非常大的市场推广价值。

若将该新工艺推广至广西全区，按照每年钛白粉浓废酸量为125万吨计算，治理废酸每年可分别综合回收氧化钪产品12.5吨、五氧化二钒产品500吨、二氧化钛产品5000吨、铁产品44000吨，产值2.44亿人民币。

治理中副产的石膏也也将产生明显的经济收益。

实验证明，每治理1立方米的废酸将产生0.4—0.5吨的副产石膏。

目前广西区内水泥企业产能每年7000万吨左右，以1吨水泥需要石膏4%的量来计算，若全部用于水泥生产，仅石膏一项，每年将产生1-1.5亿人民币的经济效益。

用有机萃取法从钛白粉生产厂副产的废酸中提取稀贵金属氧化钪（Sc203），从上世纪七八十年代开始，一直沿用至今，并仍然是目前提取钪原料的主要方法之一。

国内外普遍采用的工艺，都是直接用有机溶液从废酸中萃取钪进而提纯获得氧化钪，由于原液中钪的浓度不够高，因而提取的成本较高，已明显不适应市场需要。

广西冶金研究院通过研究，对原来工艺进行了改进。

改进后的工艺流程为在环保处理废酸的过程中加入一种廉价试剂，预先将钪元素进行富集，富集后钪的浓度可以提高5-6倍以上，然后再进行钪的萃取分离，提高了钪的萃取效率。

同时，能在含钛条件下直接萃取钒，优化了钛白废酸中钒的萃取条件，综合回收二氧化钛、五氧化二钒等达70%以上，使得钪的提取成本大幅度降低，为大规模生产创造了条件。

技术一篇文章读懂如何从赤泥中回收稀土元素---钪目前，工业应用最为广泛碱法生产氧化铝工艺按照原料质量不同可分为：拜耳法、烧结法和联合法三种，通常拜耳法处理中高品位铝土矿，烧结法和联合法处理低品位铝土矿。

赤泥是以铝土矿为原料碱法生产氧化铝过程中产生的固体废弃物。

工业上每生产1吨氧化铝大约产生1-2吨赤泥。

它的产生量主要取决于铝土矿的质量和生产工艺，例如：拜耳法每生产1吨氧化铝约产出1.2吨左右的赤泥，烧结法每生产1吨氧化铝约产出1.6吨左右的赤泥。

每年全世界产生数亿吨赤泥，以我国2017年生产氧化铝量6901万吨为例，初步估算约产生1.0~1.5亿吨赤泥。

一、赤泥的性质、危害及利用现状赤泥的化学成分主要是SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3、Na2O、TiO2、K2O等,此外还含有Sc、Nb、Re、Ga和镧系元素等微量有色金属化合物。

由于铝土矿成分和生产工艺的不同，赤泥中各种组分含量变化很大。

我国氧化铝厂赤泥的主要成分见表1。

表1 我国不同地区氧化铝厂赤泥主要成分（%）赤泥外观大多呈赤褐色，颗粒细小且不均匀，粒度主要分布集中在1~75μm，具有较大的比表面积，内部具有丰富的介孔结构，导致赤泥吸湿性很强。

比重2.84~2.87g/cm3，含水量86.01~89.97%，塑性指数为17.0~30.0，比表面积为64.09~186.9 m2/g。

赤泥及其附液（主要成分除水外，还有K+、Na+、Cl-等多种组分）中含有碱、氯化物等，且pH值在8.5~13之间，对环境产生的影响主要表现在以下几个方面：（1）对水的污染，使水域pH值、浮游物及有害杂质含量超标；（2）对土壤的污染，赤泥堆存占有大量的土地，造成土地盐碱化、沼泽化；（3）对大气的污染，赤泥堆场中干燥飞扬的尘埃进入大气，加大空气的含尘量造成空气污染。

目前世界上赤泥处置主要有海洋排放和陆地堆存两种方式，陆地堆存又分湿法堆存和干法堆存。

当前，我国所产生的赤泥全部采用陆地堆存方式进行处置。

河南科技Henan Science and Technology化工与材料工程总第812期第18期2023年9月收稿日期：2023-08-31作者简介：王嘉雍（1992—），女，硕士，中级工程师，研究方向：稀散金属提取。

酸浸液中回收钪研究进展王嘉雍1何艺2邹德勋3薛攀1李丽娜1（1.龙佰集团股份有限公司，河南焦作454191；2.生态环境部固体废物与化学品管理技术中心，北京100029；3.北京化工大学化学工程学院，北京100029）摘要：【目的】Sc 的独立矿物很少，即使是钪的独立矿床，钪的品位也不高。

因此，Sc 的分离回收成为近年来的研究热点。

【方法】本研究综述了从各种二次资源酸浸液中分离提纯Sc 的方法，包括溶剂萃取、离子交换、液膜分离，总结了3种方法分离回收Sc 的优缺点。

【结果】酸性和中性有机磷萃取剂在实践中应用最广泛，萃取效率高，缺点在于酸性条件下反萃率只有20%，需要用碱或者氟化物反萃。

相比于溶剂萃取法，采用离子交换技术从杂质含量低的酸浸液中回收低浓度Sc 时存在经济优势。

但是，离子交换法不适合从杂质含量高的酸浸液中回收低浓度Sc ，因为酸浸液中的杂质会降低树脂的有效性。

液膜萃取法更适用于钪的预浓缩，但是乳液本身的不稳定性，会导致进水和出水重新混合。

【结论】通过对这三种方法的比较，为酸浸液中回收Sc 提供了参考与借鉴。

酸浸液中Sc 浓度过低时，先采用液膜萃取法进行预浓缩，再用溶剂萃取技术分离提纯。

酸浸液中杂质金属离子浓度较低时，采用离子交换树脂提取Sc 。

关键词：钪；萃取；离子交换；液膜萃取中图分类号：TF845.1文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）18-0090-05DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.18.019Research Progress in the Recovery of Scandium from Acid LeachingSolutionWANG Jiayong 1HE Yi 2ZOU Dexun 3XUE Pan 1LI Lina 1（1.LB Group Co.,Ltd.,Jiaozuo 454191,China;2.Solids Wasteand Chemicals Management Center,Ministry of Ecology and Environment,Beijing 100029,China;3.College of Chemical Engineering ，Beijing University ofChemical Technology,Beijing 100029,China ）Abstract:[Purposes ]Sc has few independent minerals.Even if it is an independent deposit of scandium,the grade of scandium is not high.Therefore,the separation and recovery of Sc has become a research hotspot in recent years.[Mehtods ]The technologies of solvent extraction,ion exchange,and liquid mem⁃brane for the separation and purifification of scandium from secondary resources acid leaching solution are reviewed.This article summarizes the advantages and disadvantages of three methods for separatingand recovering Sc.[Findings ]Acidic and neutral organo-phosphorus extractants are most widely used inpractice,with high extraction efficiencies.The disadvantage is that the stripping rate is only 20%under acidic conditions,requiring the use of alkali or fluoride for pared to solvent extraction,us⁃ing ion exchange technology to recover low concentration Sc from acid leaching solution with low impu⁃rity content has economic advantages.However,ion exchange methods are not suitable for recovering lowconcentrations of Sc from acid leaching solutions with high impurity content,as impurities in the acidleaching solution can reduce the effectiveness of the resin.The liquid membrane extraction method is more suitable for the preconcentration of scandium,but the instability of the lotion itself will lead to the re mixing of water inlet and water outlet.[Conclusions]The comparison of these three methods provides reference and reference for the recovery of Sc from acid leaching solution.Under the low concentration of Sc in the acid leaching solution,liquid membrane extraction method is first used for pre concentration, and then solvent extraction technology is used for separation and purification.When the concentration of impurity metal ions in the acid leaching solution is low,ion exchange resin is used to extract Sc. Keywords:Scandium;extraction;ion exchange;liquid membrane extraction0引言在稀土元素中，钪极为罕见，其分离提纯工艺复杂。