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

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1、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

2、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

3、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，

4、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）O2】≈20—40g/L【TiO2】≈10—20g/L【Sc2O3】≈0.8—2.0g/L【SiO2】≈0.3—0.6g/L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。22.1.2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H2C2O4≥9

5、9％按“工业草酸”国家标准，需要工业级和高纯两种。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，我们决定从母液中提取氧化钪、氧氯化锆和混合稀土氧化物，氧化钪和混合稀土氧化物对市场销售，氧氯化锆则回收利用，对钛、铝、钠、铀、钍等其它大量元素则暂时不提取。本计划的产品的质量规格如下：2.2.1、氧化钪产品质量规格依据国家标准，氧化钪产品规格很多。本项目计划生产Sc2O3--4和Sc2O3--04两种规格，主要用于冶金和钪稳定氧化锆。对应于稳定锆的用户，我们将对锆含量适当放宽，具体指标也可以与客户协商决定。外观：

6、白色粉末。包装：1000g双层塑料袋，或根据客户要求进行包装。适用于：主要用于激光、电光源、原子能、电子、冶金等领域化学成分：（依据国标：GB/T13219-1991氧化钪）项目Sc2O3-1Sc2O3-2Sc2O3-3Sc2O3-4Sc2O3-04Sc2O3/TREO(≥%)9999.599.999.9599.99Si(≤ppm)3020151020Fe(≤ppm)3020155103Ca(≤ppm)1500100030015030Ti(≤ppm)10005001005010Cu(≤ppm)------------205Al(≤ppm)5005001003010Mg(≤ppm)--

7、--------------5Mn(≤ppm)----------------5Zr(≤ppm)1500100050030030W(≤ppm)----------------5V(≤ppm)------------205Cr(≤ppm)----------------5Ni(≤ppm)----------------5Co(≤ppm)----------------5Na(≤ppm)----------------10REO(≥％)9597989999LO