Спосіб здобування скандію з руд

Изобретение относится к способам переработки скандийсодержащих материалов и может быть использовано для извлечения скандия из карбонат-силикатных пород. Известен способ извлечения скандия. включающий разложение скандийсодержащих материалов кислотами [1]. Недостатком этого способа является ограниченная пригодность его: только для переработки карбонатных и други х кислоторастворимых минералов, силикаты при этом полностью не растворяются. Известен способ извлечения скандия, включающий спекание исходного материала с едким натром, промывку спека водой и последующую обработку его кислотой [2]. Этот способ является наиболее близким к заявленному по те хнической сущности и достигаемому результату. Недостатком способа является использование каустической соды - остродефицитного реагента, ухудшающего экологические условия ведения процесса. В основу заявляемого изобретения поставлена задача усовершенствования способа извлечения скандия из руд путем изменения режима спекания, чем обеспечивается исключение из процесса экологически вредных и дефицитных реагентов и за счет этого удешевление процесса и улучшение экологических условий его ведения. Поставленная задача решается тем, что в способе извлечения скандия из руд, включающем спекание исходного материала со щелочным реагентом, промывку спека водой и последующую обработку его кислотой с получением скандийсодержащего раствора, согласно изобретению, спеканию подвергают карбонат-силикатные руды, в качестве щелочного реагента используют карбонат кальция в количестве в 1,1-1,2 раза большем стехиометрически необходимого количества по отношению к кремнезему в исходном материале, спекание ведут в присутствии сульфата натрия при массовом соотношении карбоната кальция и сульфата натрия, равном (24):1 и обработку спека проводят с использованием серной кислоты до рН раствора, равного 2-3. Установлено, что количество вводимого карбоната кальция зависит от количества в пробе силикатов и должно быть больше стехиометрического количества в 1,1-1,2 раза (с учетом оксида кальция в пробе). Сульфат натрия вводят в массовом отношении к карбонату кальция 1:(2-4). В таблице приведены значения извлечения скандия в раствор, при различном составе смеси при спекании проб исходного материала. Таблица 1 Соотношение карбоната Извлечение кальция и сульфата натрия в скандия в смеси при спекании пробы, % раствор, % 1:1 58,2 2:1 74,2 3:1 75,6 4:1 69,5 5:1 50,1 Как видно из табл. 1, при соотношении карбоната кальция и сульфата натрия в смеси при спекании, равном (2-3):1 извлечение скандия в раствор было максимальным и составляло 74,2-75,6%. А при выходе за заявляемые пределы соотношения компонентов в смеси, извлечение снижалось до 58,269,5%. Дополнительная промывка спека кислотой резко повышает извлечение скандия в раствор. При введении кислоты происходит пенообразование, что по мнению авторов, свидетельствуе т о разложении карбонатов. Для достижения максимального извлечения скандия кислоту вводят до достижения рН, равного 2-3. В таблице 2 представлены значения извлечения скандия в раствор при различном значении рН раствора. Таблица 2 Значение рН Извлечение скандия в раствора раствор, % 7,1 30,2 5,5 58,3 3,0 74,6 2,0 74,8 1,0 74,8 Как видно из данных, приведенных в табл. 2, кислотная обработка (промывка) уже при рН = 5,6 спека резко (с 30,2 до 58,3%) повышает извлечение скандия. Значение рН, равное 2-3, обеспечивает максимальное извлечение скандия в раствор - 74,6-74,8%. Дальнейшее повышение кислотности раствора (рН = 1) нецелесообразно, т.к. не способствует дальнейшему повышению извлечения скандия в раствор. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Навеску исследуемой карбонатно-силикатной пробы, содержащей 34,7 SiO2; 18,9 % СaO и 235 г/т скандия, массой 10 г смешали с 9,3 г карбоната кальция и 2,5 г сульфата натрия. Смесь помещали в железный тигель и обжигали в муфельной печи при 800°С в течение 40 минут. Охлажденную на воздухе смесь помещали в стакан, добавляли 60 мл воды и перемешивали 60 мин. После отстаивания раствора сливали его декантацией и добавляли 100 мл 10%-ного раствора серной кислоты до достижения рН, равного 2, и интенсивно перемешивали. После перемешивания в течение 60 мин. осадок фильтровали и промывали водой (80 мл) на фильтре. Полученный осадок высушили при 105°С и взвесили (19,96 г), определяли в нем скандий (38 г/т). Извлечение скандия в раствор составило 74,8 %. Таким образом, заявляемый способ, включающий спекание пробы со смесью карбоната кальция и сульфата натрия, и последующая промывка спека водой и разбавленной кислотой позволяют улучшить экологические условия ведения процесса за счет исключения вредных реагентов и уде шевить процесс.