申请日2013.07.31
公开(公告)日2013.10.23
IPC分类号C22B7/00; C22B59/00; C22B3/38
摘要
本发明提供了一种钛白废水中钪的回收方法，该方法包括以下步骤：在二次萃取前加入助萃剂双氧水，提高萃钪选择性。用本发明的回收方法回收的氧化钪，在保证氧化钪产品质量的情况下提高了钪的收率，简化工艺流程，降低了投资和运行费用，减少了劳动强度，大大降低了产品的成本。
权利要求书
1.一种钛白废水中钪的回收方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)在萃取槽中按体积分数加入8-30%的2-乙基已基磷酸、2-10%磷酸三丁酯和其余部分为煤油的萃取剂，进行多级萃取，萃取剂与钛白废水比例O/A为1：40-1：10，平衡时间10-20分钟;
(2)然后用1-5mol/LNaOH单级反萃由步骤(1)萃取后的有机相，有机相与NaOH的比例O/A为1：1-5，反应温度60-90℃;
(3)将步骤(2)生成的反萃物过滤，过滤的反萃物碱饼用盐酸或硫酸溶解;
(4)将步骤(3)得到的溶液用调节剂调节H+浓度至0.5-15mol/L后，然后 加入助萃剂双氧水，所述双氧水与步骤(3)得到的溶液中的钛的摩尔比为0.5：1-4：1然后用步骤(1)中的萃取剂进行萃取，有机相与溶液比例O/A为2：1-1：5;
(5)重复步骤(2)和(3)，进行反萃、酸溶;
(6)将步骤(5)得到的溶液中加草酸沉淀钪，于700-1000℃灼烧，可得氧化钪粗产品。
2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述双氧水与步骤(3)得到的溶液中的钛的摩尔比为1:1-2:1。
3.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，在步骤(6)之前向步骤(5)得到的溶液中加入络合剂;所述络合剂为酒石酸和/或乙二胺四乙酸钠。
4.根据权利要求3所述的回收方法，其特征在于，所述络合剂的加入量为步骤(5)得到的溶液重量的1-5wt%。
5.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述调节剂为盐酸、硫酸和硝酸中的至少一种。
说明书
一种钛白废水中钪的回收方法
技术领域
本发明涉及一种工业废水中有价元素的回收方法，尤其涉及一种钛白废水中钪的回收方法。
背景技术
钛白粉的生产方法主要有氯化法和硫酸法两种，我国主要采用硫酸法。在硫酸法生产钛白粉的过程中，产生了大量的废酸水，每生产一吨钛白粉，会产生6-7m3的废酸水，该废酸水中仍含有可利用的钪，应进行回收。
现有技术中从钛白粉废酸水中回收钪的方法主要是采用含P204(2-乙基已基磷酸)、TBP(磷酸三丁酯)和煤油的萃取剂进行连续萃取，萃取后的油相仍需用硫酸和双氧水连续洗涤以除去钛，然后用碱反萃得到碱饼，所得碱饼再用酸溶解，过滤，所得滤液用草酸沉淀钪，得到粗品氧化钪。该方法所需消耗的硫酸和双氧水量偏大，成本偏高，经济性差。
中国专利CN102127641A所公开的从废酸水中回收钪方法是：采用P204、TBP和煤油对钛白粉废酸水进行单级萃取，然后用碱对油相进行反萃，过滤后用酸溶解反萃物，所得溶液调pH值后，加热水解钛，过滤回收钛，上清液进行二次萃取、反萃、酸溶后加草酸沉钪，灼烧后得粗品氧化钪。此方法需设置水解钛步骤，在此过程中，钪的损失高达10-30%，同时设备投资大，工艺流程繁琐，不利于操作。
中国专利CN102703709A公开了一种钛白废水中钪钛的回收方法，步骤为：(1)在钛白废水中加入萃取剂进行单级萃取，有机相与溶液比例O/A为1：50-1：5，平衡时间为10-20分钟;其中，萃取剂包括如下体积百分浓度的组分：P507 1-50%、TBP2-60%，其余为煤油;
(2)用1-6N盐酸洗涤由步骤(1)萃取后的负载有机相，相比O/A为1：1-4;
(3)用1-5mol/L NaOH单级反萃经步骤(2)洗涤后的负载有机相，反萃相比为O/A为1：1-5，反应温度为50-90℃;
(4)将步骤(3)生成的反萃物过滤，过滤后的反萃物碱饼再通过硫酸溶解，调整溶液酸度为4-8M;
(5)将经过步骤(4)所得的溶液重复步骤(1)进行第二次萃取，调整相比O/A为1：1-10;
(6)将步骤(5)第二次萃取后的负载有机相重复步骤(3)进行第二次反萃取;
(7)将步骤(6)生成的反萃物过滤，过滤后的反萃物碱饼再用硫酸、盐酸或硝酸溶液溶解，控制pH值为0.5-4，过滤;
(8)将步骤(7)得到的滤液用草酸沉淀钪，经洗涤后的草酸钪在700-1000℃灼烧，得到纯度大于98%的粗氧化钪。该专利虽声称可达到如上所述效果，但据申请人实验测定，该方法得到氧化钪纯度不高，难以达到98%的粗氧化钪含量。事实上，一次萃取后酸溶的溶液中钛钪比达到20:1-30：1，仅加P507萃取难以提高到1：1左右，仅能提高到钛钪比10：1左右，其最终产品难以达到98%的含量，且由于该方法采用价格比P204高一倍的P507作为萃取剂，生产成本偏高。
综上所述，现有技术中的钛白废水中钪的回收方法需进一步改进。
发明内容
本发明针对现有技术中钛白废水中钪的回收方法所存在的技术问题，提供了一种钛白废水中钪的回收方法。
本发明提供了一种钛白废水中钪的回收方法，该方法包括以下步骤：
(1)在萃取槽中按体积分数加入8-30%的2-乙基已基磷酸、2-10%磷酸三丁酯和其余部分为煤油的萃取剂，进行多级萃取，萃取剂与钛白废水比例O/A为1：40-1：10，平衡时间10-20分钟;
(2) 然后用1-5mol/LNaOH单级反萃由步骤(1)萃取后的有机相，有机相与NaOH的比例O/A为1：1-5，反应温度60-90℃;
(3)将步骤(2)生成的反萃物过滤，过滤的反萃物碱饼用盐酸或硫酸溶解;
(4)将步骤(3)得到的溶液用调节剂调节H+浓度至0.5-15mol/L后，然后 加入助萃剂双氧水，所述双氧水与步骤(3)得到的溶液中的钛的摩尔比为0.5：1-4：1然后用步骤(1)中的萃取剂进行萃取，有机相与溶液比例O/A为2：1-1：5;
(5)重复步骤(2)和(3)，进行反萃、酸溶;
(6)将步骤(5)得到的溶液中加草酸沉淀钪，于700-1000℃灼烧，可得氧化钪粗产品。
本发明的钛白废水中钪的回收方法，将双氧水作为二次萃取的辅助剂，提高了萃钪的选择性，使二次萃取后的油相中钪钛比达到1：1至3：1，大大降低钛在油相中的含量，无需再设置水解除钛步骤，简化了工艺步骤，同时也使草酸沉钪后的氧化钪含量达到95%左右，纯度得到保证。既保证了产品的纯度，又大大提高了产品的收率，使钪的收率达到70%左右，生产成本大大降低。同时取消水解除钛步骤，简化了工艺，减少了设备投资。
