Современная металлургическая промышленность производит почти все известные металлы

Переработка уран-ториевых руд. По технологической схе­ме уранового завода в Солт-Лейк-Сити (США, штат Юта) по­лучают растворы, в которых наряду с ураном содержится 0,001 г/л Sс₂О₃. При экстракции урана 0,1 М раствором додецилфосфорной кислоты в керосине скандий переходит в экстракт вместе с ураном, торием, титаном. Уран реэкстрагируют Юн. НСl; скандий остается в органической фазе вместе с торием и титаном и концентрируется до 0,1 г/л Sс₂О₃ Из экстрагента действием плавиковой кислоты осаж­дают фториды скандия и тория. Скандиево-ториевый кек, со­держащий 10 % Sс₂О₃ и 20 % ТhО₂, перерабатывают с целью извлечения скандия. Фторидный кек вскрывают 15 %-ным рас­твором NаОН при 75 - 90 °С в течение 4 ч. Образовавшиеся гидроксиды обрабатывают соляной кислотой при 100 °С, ус­танавливая рН = 4; этим достигается очистка от Zr, Тh, Тi, Si частично от Fе (III), которые остаются в осадке. Из раствора щавелевой кислотой осаждают скандий. Оксалат скандия отфильтровывают, сушат, прокаливают.
Для получения Sс₂О₃ чистотой более 99,5 % дальнейшую очистку от примесей ведут экстракционным методом после растворения Sс₂О₃ в соляной кислоте. Экстрагируют диэтиловым эфиром в присутствии NН₄СКS. Из органической фазы скандий реэкстрагируют водой и аммиаком осаждают в соста­ве гидроксида; прокаливанием при 700 °С гидроксид перево­дят в Sс₂О₃.
Для извлечения скандия вместе с ураном из сернокислых растворов после выщелачивания урановой руды (завод Порт-Пири, Австралия) используют Д2ЭГФК. После реэкстракции урана скандий накапливается в органической фазе. После содовой обработки экстракта получают кек, содержащий, %: Sс 0,14, Тh 0,14, Тi 0,3, U_зО₈ 24, Fе 38. Технологическая схема, приведенная на рис. 90, позволяет извлечь из кека 90 % Sс и получить оксид скандия чистотой 99,6 %.
По этой схеме кек вскрывают серной кислотой, скандий концентрируют, экстрагируя 10 %-ным раствором первичного алкиламина. При этом в экстаракт переходит 97 % Sс, 97 % Тh, 55% Тi, 7 % U, 2 % Fе, предварительно Fе (III) вос­станавливают SО₂ в присутствии активированного угля до Fе (II). После реэкстракции 2н. НСl соотношение скандия и примесей изменяется от 1:410 до 1:10. Дальнейшие операции предусматривают доочистку скандия. От урана скандий отде­ляют сорбцией на анионите, от тория - экстракцией роданидного комплекса скандия метилизобутилкетоном. Оконча­тельно скандий выделяют в составе оксалата, который при прокаливании переходит в оксид.
Переработка титаномагнетитовых концентратов. В титано­вом шлаке, получаемом в результате восстановительной пла­вки титаномагнетитов, содержится 0,005 - 0,009 % скандия. При хлорировании шлаков большая часть скандия в составе хлорида концентрируется в отработанном расплаве титановых хлораторов (до 0,01 - 0,03 % Sс₂О₃). Расплав обрабатывают раствором НСl (20 - 40 г/л), выщелачивая скандий. Раствор отфильтровывают, корректируют содержание Ре (III), скан­дий экстрагируют 70 %-ным раствором ТБФ в керосине. Уста­новлено, что FеС1₃ способствует экстракции скандия ТБФ, однако повышение содержания FеС1₃ в растворе приводит к загрязнению экстрагента. Кроме того, FеС1₃ образует с ТБФ соединение, имеющее ограниченную растворимость в ТБФ, что приводит к загустеванию органической фазы, образованию эмульсии. Оптимальная концентрация FеС1₃ в исходном рас­творе 7 - 12 г/л. Корректировка содержания FеС1₃ перед экстракцией заключается в восстановлении Fе³⁺:
2FеС1₃ + Mg = 2FеС1₂ + МgС1₂.
Экстракт, обогащенный скандием, отмывают от примесей соляной кислотой (220 - 240 г/л), скандий реэкстра ги-руют с помощью 7%-ного раствора НСl. Из реэкстракта щаве­левой кислотой осаждают оксалаты скандия и других элемен­тов, пульпу фильтруют, осадок сушат и прокаливают при 700 °С, получая технический оксид скандия, содержащий 40-60% Sс₂О₃.
Технический оксид скандия растворяют в соляной кисло­те, экстрагируют скандий с помощью ТБФ, из реэкстракта после многократных переосаждений иодатов [очистка от Тh (IV) и Zr (IV)], гидроксидов и оксалатов получают товар­ный оксид скандия, содержащий более 99,9 % Sс₂О₃.
Переработка отходов вольфрамового и оловянного производства. Отвальные кеки гидрометаллургической пере­работки вольфрамитовых концентратов состоят в основном из оксидов железа (25 - 35 %) и марганца (25 - 35 %), содержат Nb, Та, Тb,U, Sn РЗЭ и 0,15 - 0,50% Sс₂О₃. Для выделения скандия известны методы хлорирования, методы вскрытия соляной или серной кислотой.
Более высокое извлечение скандия достигнуто в резуль­тате вскрытия кеков 98%-ной серной кислотой при 220 °С (Т:Ж = 1:1,4) (рис.91). При водном выщелачивании в рас­твор вместе со Sс (0,2 - 0,3 г/л) переходят большая часть железа (15 - 25 г/л), марганца (15 - 20 г/л), Zr, Тi, Тh РЗЭ, Аl и другие примеси. Железо и алюминий отделяют кар­бонатным методом, основанным на способности скандия обра­зовывать комплексные карбонаты с содой и карбонатом аммо­ния, растворимые в избытке соответствующего карбоната
Из раствора после подкисления НСl до рН = 1 и кипячения осаждают Sс(ОН)₃, прибавляя концентрированный раствор ам­миака. Прокаливая гидроксид, получают 40 - 70 %-ный 5с₂О₃. Дальнейшую очистку от примеси Тi, Zr, Тh, РЗЭ проводят экстракционными методами с применением различных экстрагентов. Извлечение скандия составляет 80 - 88 %, чистота Sс₂О₃ 99,99%.







Переработка шлаков ферровольфрамового и оловянного производства. Технологические схемы извлечения скандия из этих видов сырья разработаны в СНГ. В результате пирометаллургической переработки вольфрамитовых концентратов на ферровольфрам и переплавки оловосодержащих концентратов получают шлаки, в которых содержание скандия составляем 0,04 - 0,25%. Основные примеси - Fе, Si, Аl, Са, Тi, иногда Тh, РЗЭ. Из обоих видов шлаков извлекать скандий предложено, обрабатывая измельченный материал 18 %-ной ] НСl при 80 - 90°С (Т:Ж = 1:1-5). В раствор извлекается) до 96 % Sс. Для отделения от основных количеств железа и марганца скандий осаждают в составе малорастворимого фторида путем введения в раствор кремнефторида натрия при рН =2. Осадок фторида скандия, содержащий, Са, Аl, РЗЭ, Тi, Мn, обрабатывают серной кислотой, а затем проводят водное выщелачивание. Часть кальция остается нераствори­мой в составе СаSО₄. Для отделения алюминия и осадков кальция осаждают гидроксиды, вводя NаОН, при рН = 10. Указанные примеси остаются в растворе; в осадок вместе с Sс(ОН)₃ выделяются титан, марганец и другие примеси. Оса­док гидроксидов растворяют в соляной кислоте и осаждают скандий щавелевой кислотой. Прокаливанием оксалаты пере­водят в оксиды. После растворения в НСl, осаждения гидро­ксидов, их прокаливания получают концентрат, содержащий 30 % Sс₂О₃ и 70 % (РЗЭ)₂О₃. Извлечение из шлака ~76 %. Схема процесса приведена на рис. 92.
Разработан и проверен в промышленных условиях метод экстракционного концентрирования и очистки скандия, полу­чаемого из шлаков от переплавки оловянных концентратов. Схема процесса приведена на рис. 93. После выщелачивания шлака соляной кислотой получают раствор, содержащий, г/л: Sс 0,2 - 1,0, Тi 0,8 - 3, Si 0,1 - 2, Са 11 - 30, Sn 0,1 - 1, Аl 3,5, Мg 0,5 - 1,6, Zr до 2,6, Fе 0,5 - 2, W 0,03, НСl 110. Скандий экстрагируют 0,3 М Д2ЭГФК в керосине при соотношении объемов водной и органической фаз 10:1. Орга­ническую фазу промывают 15 %-ной НСl при соотношении фаз 1:1, а затем 45 %-ной Н₂SО₄ при таком же соотношении фаз. Скандий реэкстрагируют плавиковой кислотой. После отделе­ния центрифугированием фторид обрабатывают раствором NаОН, переводя в Sс(ОН)₃; затем проводят оксалатную очистку. Прямое извлечение скандия - 75 %.