东方锆业：关于氯氧化锆结晶母液综合利用提取氧化钪的可行性报告.pdf

广东东方锆业科技股份有限公司 关于氯氧化锆结晶母液综合利用提取氧化钪的可行性报告 一、前言 锆英砂是氧氯化锆生产的基本原料，其主要成分是硅酸锆，同时还含有 其它微量杂质。迄今为止，国内的氧氯化锆生产工艺，基本上只提取锆， 只有少数厂家将硅加以利用，其它元素则基本上没有利用。这些微量杂质 元素，除了极少量进入产品和污水，绝大多数进入结晶母液。现在的处理 方法，是在母液富集到一定程度后进行中和，然后固液分离，氯化钠废水 排放，由此产生的大量废渣难以处理，一般是建渣场堆放。以上废渣属于 低放射性工业固体废弃物，需要按照严格的要求进行规范的堆放和管理， 不但兴建渣场需要大笔资金，而且还有不小的维护费用，是所有氧氯化锆 生产企业面临的大难题。 根据我们的检测得知，上述母液富集的微量杂质中，有一些高价值元素， 比如稀土元素。特别是其中的钪，价格昂贵，有很好的回收价值。 钪是一种化学性质很活泼的金属，容易被氧化，不易被还原，在自然 界中常以氧化物的形态存在。由于其原子结构和化学性质与第三副族其他 元素均很相似，因而属于伴生稀散元素，在矿物中一般常与钛铁矿伴生在 一起，在锆矿、钨矿、锡矿中亦有少量存在，地球上很少有专门的钪矿藏， 而我们的原料锆英砂就含有这种昂贵的元素。 氧化钪广泛地应用于航天、激光、固体燃料电池等尖端科学领域，也广 泛地应用于工业生产与日常生活中，以氧化钪为原料制成的钪钠灯已作为 1 一种新型光源，以其节能、光质优良和长寿等特点而逐渐取代其它光源； 钪作为微量元素添加到铝合金中，能够大幅度增加铝合金的强度；掺入钪 的氧化锆，应用于新兴的高性能电池中。 由于没有专门的钪矿藏，全世界钪的生产几乎全部是通过综合利用的 方式提炼，产量很小，难以满足下游工业的需要。供求差距致使钪的价格 长期居高不下，报告起草期间的高纯氧化钪价格为15000—20000元人民币/ 公斤。 2012年以来，我们在充分调研的基础上，对上述母液的综合利用项目 进行了大量实验，确定了优化的工艺路线，随后完成了中试，确定满意的 成果。实验表明，通过实施综合利用项目，能够产生可观的直接经济效益， 同时大幅度减少废渣产生，减少环保方面的投入，也将获得良好的社会效 益。 二、工艺介绍 2．1、原材料 2.1.1、母液 待处理的原料是氯氧化锆生产中的三次结晶母液，呈黄色，是多种金 属元素的氯化物混合溶液。主要溶质是： + - 【H 】≈4.0—4.5mol 【Cl 】≈200—220g/L + 3+ 【Na 】≈15—25g/L 【Fe 】≈0.7—1.4g/L 【Zr （Hf）O 】≈20—40g/L 【TiO 】≈10—20g/L 2 2 【Sc O 】≈0.8—2.0g/L 【SiO 】≈0.3—0.6g/L 2 3 2 大多数企业是中和后排放，未加以利用，本公司现在也是如此。 2 2.1.2辅助原料 品名 规格 备 注 工业盐酸 HCl≥31％ 按照“工业盐酸 （食品级）”国家标准。 草酸 H C O ≥99％ 按“工业草酸”国家标准，需要工业级和高纯两种。 2 2 4 工业液碱 NaOH≥32％ 按照“工业用氢氧化钠”国家标准。 其它 2.2、产品规格 依据母液的成分，从经济效益和环保两方面综合考虑，我