Современная металлургическая промышленность производит почти все известные металлы

Фосфат скандия SсРО₄ • 2Н₂О - малорастворим, получается действием на водный раствор солей скандия фосфорной кислоты.
Оксалат скандия Sс₂(С₂О₄)₃ • nН₂О(n = 3; 4; 5; 6; 18) образуется при действии щавелевой кислоты на нейтральные или слабокислые растворы солей скандия. Малорастворим, ПР_Sc2(C2O4)3= 10^-27.
Иодат скандия Sс(IO₃)₃ •1,5Н₂О - хорошо растворим в отличие от анало­гичных соединений тория и циркония.
Фторид скандия SсF₃ - белое кристаллическое вещество, t = 1552 °С, t_кип = 1607 ⁰С. Малорастворим, ПР _SсF3 = 3 • 10^-20. При обработке концентрирован­ной Н₂SО₄ превращается в сульфат, при нагревании в растворе NаОН - в гидро­ксид. Растворим в НF, растворах фторидов щелочных металлов и аммония; в растворе образуются комплексы [SсF₄]^-, [SсF₆]^3--.
Хлорид скандия SсСl₃ - белое кристаллическое вещество, гигроскопичен, t_пл = 968 °С, t_кип = 975 °С. Температурная зависимость давления пара (МПа): lgР = -14200/T+ 10,49 (1066 - 1229 К).
Кристаллогидрат SсСl₃ • 6Н₂О при нагревании на воздухе превращается сна­чала в оксохлорид SсОСl, плохо растворимый в воде, кислотах и щелочах, затем - в Sс₂О₃.
Карбид скандия SсС изучен больше, чем другие карбиды скандия. Получается синтезом из элементарных веществ или восстановлением Sс₂О₃ углем. Темпера­тура плавления 1800 °С, микротвердость 26,7 ГПа.


Области применения
Скандий и его соединения в настоящее время применяют в производстве легких сплавов, электронной технике, свето­технике, производстве специальной керамики. Возможности применения скандия ограничены высокой ценой. Высокая цена связана с малыми объемами производства (около 100 кг в год в пере­счете на металл). Основные производители скандиевой про­дукции - КНР, Франция.
Легкие сплавы. Скандий представляет интерес как конст­рукционный материал для ракето- и самолетостроения, аст­ронавтики, поскольку, обладая значительно более высокой температурой плавления, чем алюминий, имеет ту же плот­ность. Особый интерес представляют сплавы Аl — Sс, Мg -Sс, Мg - Sс - Li, Мg - Y -Sс. Так как добавка десятых долей процента скандия к алюминию и его сплавам обуслов­ливает повышение прочностных, в определенных случаях пла­стических свойств, рост сопротивления против коррозионно­го растрескивания, улучшение свариваемости деформирован­ных полуфабрикатов. При кристаллизации расплава в процес­се образования слитков большая часть скандия входит в пересыщенный раствор, а оставшаяся часть выделяется в виде частиц Аl₃Sс (рис. 89), которые обусловливают измельчение литого зерна.


Рuс.89. Диаграмма состояния си­стемы Аl-Sс в области, богатой алюминием


Легирование 0,4 % скандия сплавов Аl - Мg (2 - 8,5 Мg) увеличивает временное сопротивление на 20 - 35%, а пре­дел текучести на 60 - 80 %. При этом относительное удли­нение остается достаточно высоким (15 - 20 %).
Электронная техника. Влажная область применения оксида скандия - производство ферритов для ЭВМ с индукцией 0,08 - 0,1 Тл, что в 3 раза меньше, чем у ферритов из оксидов железа, магния, марганца. Такие ферриты меньше перегрева­ются при перемагничивании, что увеличивает быстродействие магнитной памяти ЭВМ.
Светотехника. Мателлогалогенидные (иодидные) ртутные лампы с добавками скандия используют для освещения промы­шленных зданий и спортивных сооружений.
Производство керамики. Разработаны различные виды ке­рамики на основе ZrО₂ и НfO₂ с добавками Sс₂О₃, успешно работающие при высоких температурах.
Другие области применения. Гидрид скандия используют в ядерной технике как высокотемпературный замедлитель нейтронов. Борид скандия SсВ₂ предложено использовать как компонент легких жаропрочных сплавов, а также в материа­лах катодов электронных приборов. Оксид скандия - компо­нент германатных оптических стекол, люминофоров.
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 Sс₂[Si₂О₇] и стереттит SсРО₄ • 2Н₂О - большая редкость и промышленного значения не имеют. Более распространены минералы, в кото­рых скандий присутствует в виде изоморфной примеси в ко­личестве 0,005 - 0,3 % Sс₂О₃. Скандийсодержащие минералы (оксиды, карбонаты, силикаты, фосфаты, вольфраматы) соде­ржат ионы, характеризующиеся близким к Sс³⁺ (0,083 им) радиусом иона, нм: Fе²⁺ 0,080, РЗЭ 0,102 - 0,080, Мg²⁺ 0,074, Са²⁺ 0,104, Мn²⁺ 0,091, Zr⁴⁺ 0,082, Тh⁴⁺ 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 Sс₂О₃ (до 0,1 % в ильмените, до 0,3 % в сфене). При обогащении ильменитовых концентратов путем восстановительной элек­троплавки скандий переходит в титановый шлак.
Цирконийсодержащие руды. Цирконы и другие минералы циркония содержат 0,001 - 0,08 % Sс₂О₃. При переработке цирконового концентрата спеканием известью и хлоридом кальция скандий концентрируется в основном в маточниках после выделения основного сульфата циркония.
Руды вольфрама. Содержание Sс₂О₃ в вольфрамитах 0,005- 1,0%. При гидрометаллургической переработке, включаю­щей спекание концентрата с Na₂СО₃ 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 % Sс₂О₃. При вскрытии урановых руд серной или азотной кислотами скандий перехо­дит вместе с ураном в раствор. При вскрытии руд раствора­ми Nа₂СО₃ скандий в основном концентрируется в кеках от выщелачивания.
Руды алюминия. Бокситы содержат 0,001 - 0,01 % Sс₂О₃. 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 % Sс₂О₃), руды олова (0,02 -0,22% Sс₂О₃), концентраты берилла (0,1 - 0,2% Sс₂О₃), золы некоторых углей (0,01 % Sс₂О₃), фосфориты.