本發(fā)明屬于化學(xué)冶金領(lǐng)域，具體涉及一種從含鈧?cè)芤褐腥コs質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
：作為一種具有許多優(yōu)異性能的稀有金屬元素，鈧在國(guó)防、航天、電子、激光等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。自然界中含鈧的礦物多達(dá)800余種，在花崗偉晶巖類型礦的副產(chǎn)物中幾乎都可以找到鈧的蹤跡，但氧化鈧品位大于0.05％的礦卻為數(shù)甚少。我國(guó)礦產(chǎn)資源豐富，許多礦物中均含有鈧，如鋁土礦、黑鎢礦、釩鈦磁鐵礦、鈾礦等，所以鈧的提取基本上都是以氧化鋁工業(yè)中的赤泥、鎢冶金中的浸出渣、硫酸法生產(chǎn)鈦白過(guò)程中的酸性水解廢水和高鈦渣氯化過(guò)程中的煙塵為原料。由于這些原料中Fe、Zr等物質(zhì)含量很高，在制備氧化鈧過(guò)程中他們以雜質(zhì)形式存在于氧化鈧中或含含鈧?cè)芤褐?，從而影響產(chǎn)品鈧化合物的純度，致使高純氧化鈧價(jià)格昂貴，限制了鈧在工業(yè)上的應(yīng)用。目前從鈧化合物或含含鈧?cè)芤褐蟹蛛x這些雜質(zhì)的方法主要為萃取法，如專利號(hào)201310237363.2的發(fā)明用P2O4萃取鈧，雖然P2O4對(duì)鈧的萃取能力極強(qiáng)，但選擇性很差，大部分雜質(zhì)元素也被萃上，使除雜工序變得更加復(fù)雜，萃取分離級(jí)數(shù)巨大，最終氧化鈧純度僅為90％-95％，且伴隨著COD含量高的工業(yè)廢水產(chǎn)出，加工成本較高。專利號(hào)201410013986.6的發(fā)明通過(guò)通過(guò)沉鋯—N235除鐵—P507富集鈧—HCl反萃—P350萃鈧—HCl反萃—草酸沉淀—酸溶—草酸沉淀—煅燒可以獲得純度在99.9％以上的氧化鈧。但該工藝流程復(fù)雜，多次沉淀工藝使鈧的損失率高，回收率低。專利申請(qǐng)?zhí)枮?01110186520.2的發(fā)明通過(guò)多次溶解-過(guò)濾-沉淀-漂洗-過(guò)濾后將濾餅煅燒，能夠得到99.99％的高純鈧，有效分離雜質(zhì)，但多次沉淀-溶解-過(guò)濾使鈧損失大、收率低，且產(chǎn)生大量廢水。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)本領(lǐng)域提取方法復(fù)雜的缺陷，本發(fā)明旨在于提供一種簡(jiǎn)單、有效的從含鈧?cè)芤褐腥コs質(zhì)鐵和鋯的方法，包括如下步驟：1)調(diào)節(jié)含鈧?cè)芤旱乃岫?，至H+濃度為0.5～8mol/L，向其中添加氯離子至其濃度為0.5～10mol/L，使所述氯離子與鐵離子形成絡(luò)合陰離子；2)利用陰離子交換樹(shù)脂吸附去除所述絡(luò)合陰離子，得去除鐵離子的含鈧?cè)芤海?)調(diào)節(jié)所述去除鐵離子的含鈧?cè)芤旱乃岫?，至H+濃度為0.5～4mol/L，利用螯合樹(shù)脂吸附去除其中的鋯離子，得到去除鐵離子和鋯離子的含鈧?cè)芤骸?yōu)選的，所述含鈧?cè)芤簽楹偟V物制備成的鹽溶液，其中鈧離子、鐵離子和鋯離子的濃度均為0.3～0.5g/L。優(yōu)選的，所述含鈧?cè)芤簽楹偟柠}酸鹽溶液。優(yōu)選的，所述陰離子交換樹(shù)脂選自強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離子交換樹(shù)脂或弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹(shù)脂，其中711或D370效果更好。優(yōu)選的，所述螯合樹(shù)脂為苯乙烯系螯合型離子交換樹(shù)脂，其中D751或D851的效果更好。優(yōu)選的，將所述含鈧?cè)芤旱乃岫日{(diào)節(jié)至2～5mol/L。優(yōu)選的，添加至所述氯離子的濃度為2～4mol/L。優(yōu)選的，調(diào)節(jié)所述去除鐵離子的含鈧?cè)芤旱乃岫葹?.5～1.5mol/L。本發(fā)明所述的方法，優(yōu)選包括如下步驟:1)將鈧的鹽酸鹽溶液的酸度調(diào)節(jié)至2～5mol/L后，向其中添加氯離子，至濃度為2～4mol/L，氯離子與所述含鈧?cè)芤褐械蔫F離子形成絡(luò)合陰離子；2)利用弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹(shù)脂D370，通過(guò)玻璃交換柱法吸附去除所述絡(luò)合陰離子，得去除鐵離子的含鈧?cè)芤海?)調(diào)節(jié)所述去除鐵離子的含鈧?cè)芤旱乃岫戎?.5～4mol/L，利用苯乙烯系螯合型離子交換樹(shù)脂D851，通過(guò)玻璃交換柱法吸附去除其中的鋯離子，得到去除雜質(zhì)鐵和鋯的含鈧?cè)芤海凰龊側(cè)芤褐锈傠x子、鐵離子和鋯離子的濃度均為0.3～0.5g/L。進(jìn)一步優(yōu)選，在吸附鐵離子和鋯離子的過(guò)程中，將所述弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹(shù)脂D370和苯乙烯系螯合型離子交換樹(shù)脂D751或D851置于有機(jī)玻璃交換柱中進(jìn)行吸附。本發(fā)明所述的方法，具有如下有益效果：1)本發(fā)明方法采用離子交換的方法有效地從含鈧?cè)芤褐猩疃瘸チ髓F、鋯等雜質(zhì)；2)本發(fā)明方法鈧回收率高，整個(gè)過(guò)程幾乎無(wú)鈧損失；3)本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單，成本較低。具體實(shí)施方式以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中所涉及的含鈧?cè)芤壕赦傠x子、鋯離子和鐵離子直接配制而成，用于模擬含鈧礦物的鹽溶液。實(shí)施例1本實(shí)施例涉及一種去除含鈧?cè)芤褐需F和鋯雜質(zhì)的方法，包括如下步驟：含鈧?cè)芤褐幸喳}酸鹽形式存在的成分為Sc：0.447g/L、Fe：0.461g/L、Zr：0.502g/L。1)用8mol/L鹽酸將料液酸度調(diào)節(jié)至3mol/L，向料液中添加NaCl，至其濃度為3mol/L；2)將300ml上述料液通過(guò)裝有30mlD370樹(shù)脂的有機(jī)玻璃離子交換柱，控制料液流速為30ml/h；3)用NaOH調(diào)節(jié)流出料液酸度至1mol/L，并將其通過(guò)裝有30mlD851樹(shù)脂的有機(jī)玻璃離子交換柱，料液流速為30ml/h，收集流出液；吸附完畢后，用純水以10ml/h的流速對(duì)上述兩個(gè)交換柱內(nèi)樹(shù)脂洗滌3小時(shí)，再用2mol/L鹽酸溶液解析，控制解吸液流速10ml/h，解析3小時(shí)。結(jié)果如表1：表1實(shí)施例2本實(shí)施例涉及一種去除含鈧?cè)芤褐需F和鋯雜質(zhì)的方法，同實(shí)施例1相比，其區(qū)別在于，不采用玻璃柱交換法，直接將含鈧?cè)芤褐糜谘b有樹(shù)脂的錐形瓶中，具體包括如下步驟：配制氯化含鈧?cè)芤?，溶液中以鹽酸鹽形式存在的成分為：Sc0.412g/L、Fe0.451g/L、Zr0.477g/L。1)用8mol/L鹽酸將料液酸度調(diào)節(jié)至3mol/L，向料液中添加NaCl，至其濃度為3mol/L；2)用量筒量取100ml料液置于250ml錐形瓶中，并加入10mlD370樹(shù)脂，室溫下振蕩吸附3h，吸附情況如表4；3)取出交后液，添加NaOH調(diào)節(jié)料液酸度均至1mol/L，并將其加入250ml錐形瓶中，加入10mlD851樹(shù)脂，室溫下振蕩吸附3h，吸附情況如表2：表2實(shí)施例3本實(shí)施例涉及一種去除含鈧?cè)芤褐需F和鋯雜質(zhì)的方法，同實(shí)施例2相比，其區(qū)別在于，使用D751吸附樹(shù)脂，其結(jié)果如表3：表3樹(shù)脂類型D370D751Sc吸附率4.77％3.04％Fe吸附率95.21％1.42％Zr吸附率4.12％89.43％實(shí)施例4本實(shí)施例涉及一種去除含鈧?cè)芤褐需F和鋯雜質(zhì)的方法，同實(shí)施例2相比，其區(qū)別在于，在添加氯離子前，分別將氯化含鈧?cè)芤旱乃岫日{(diào)節(jié)至2mol/L、4mol/L或5mol/L，結(jié)果如表4：表4實(shí)施例5本實(shí)施例涉及一種去除含鈧?cè)芤褐需F和鋯雜質(zhì)的方法，同實(shí)施例2相比，其區(qū)別在于，在去除鐵離子后，調(diào)節(jié)氯化含鈧?cè)芤旱乃岫葹?.5或1.5mol/L，其結(jié)果如表5：表5對(duì)比例1本實(shí)施例涉及一種去除含鈧?cè)芤褐需F和鋯雜質(zhì)的方法，同實(shí)施例2相比，其區(qū)別在于，配制鈧的硫酸鹽或硝酸鹽溶液溶液，其中，Sc0.389g/L、Fe0.411g/L、Zr0.4453g/L。其吸附結(jié)果如表6：表6由表6可知，若采用鈧的硫酸鹽或硝酸鹽溶液，其中在經(jīng)過(guò)D370柱后，鐵離子的吸附率僅為5.54％或9.07％，同實(shí)施例2中的94.33％相比，大大降低，而且鈧的損失也會(huì)有所提高。對(duì)比例2本實(shí)施例涉及一種去除含鈧?cè)芤褐需F和鋯雜質(zhì)的方法，同實(shí)施例2相比，其區(qū)別在于，弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹(shù)脂選擇D202或D306，其結(jié)果如表7：表7樹(shù)脂類型D202D306Sc吸附率0.47％1.02％Fe吸附率57.28％51.22％Zr吸附率0.17％1.41％由表7可知，若在絡(luò)合鐵離子吸附的過(guò)程中采用D202或D306樹(shù)脂，其吸附率僅為57.28％和51.22％，同實(shí)施例2中采用D370樹(shù)脂的吸附率為94.11％相比，吸附率明顯下降。對(duì)比例3本實(shí)施例涉及一種去除含鈧?cè)芤褐需F和鋯雜質(zhì)的方法，同實(shí)施例2相比，其區(qū)別在于，將所述去除鐵離子后的溶液的酸度調(diào)節(jié)至2mol/L，其結(jié)果如表8：表8由表8可知，若將去除鐵離子后的溶液的酸度調(diào)節(jié)為2mol/L，鋯離子的吸附率僅為42.70％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實(shí)施例2中的92.65％。對(duì)比例4本實(shí)施例涉及一種去除含鈧?cè)芤褐需F和鋯雜質(zhì)的方法，同實(shí)施例2相比，其區(qū)別在于，將所述氯離子的濃度調(diào)節(jié)至0或1mol/L，其結(jié)果如下表：NaCl添加量01mol/LD370吸附率2.04％1.71％D851吸附率1.33％0.67％總吸附率3.34％2.37％D370吸附率29.96％54.43％D851吸附率3.27％4.30％總吸附率32.25％56.39％D370吸附率1.54％1.90％D851吸附率85.33％89.29％總吸附率85.56％89.49％由以上數(shù)據(jù)可知，若不添加氯離子或氯離子的添加量不足，鐵離子無(wú)法與氯離子很好的絡(luò)合，其去除率大大下降。雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明、具體實(shí)施方式及試驗(yàn)，對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3