中國釩鈦磁鐵礦分布廣泛，儲量豐富，儲量和開采能力均居中國第三位，已探明儲量98.3億噸，遠景儲量300多億噸[1]，主要分布在四川攀枝花-西昌地區、河北承德地區、陜西漢中地區、湖北雲陽地區、廣東襄陽地區和山西代縣地區。其中，攀枝花-西昌地區是我國釩鈦磁鐵礦的主要成礦帶，也是世界同類礦床的重要產地之壹。南北長約300公裏，已探明大型和超大型礦床7處，中型礦床6處。原礦和選礦產品的化學成分見表1和表2。
表1四川攀枝花釩鈦磁鐵礦的化學成分[2]
化學成分
（英國）繼續教育
二氧化鈦
五氧化二釩
鈷
鎳
S
P
百分比含量(%)
30.55
10.42
0.30
0.017
0.014
0.64
0.013
表2四川攀枝花釩鈦磁鐵礦選礦產品化學成分(%)[2]
（英國）繼續教育
二氧化鈦
五氧化二釩
鈷
鎳
氧化鋁
二氧化矽
首席行政官
船用汽油（Marine Gas Oil的縮寫）
S
P
鐵釩精礦
51.56
12.73
0.564
0.020
0.013
4.69
4.64
1.57
3.91
0.53
0.004
鈦精礦
31.56
47.53
0.68
0.016
0.006
1.16
2.78
1.20
4.48
0.25
0.01
硫鈷精礦
49.01
1.62
0.282
0.258
0.192
1.40
5.42
1.69
2.16
36.61
0.019
原礦中鈧主要分布在鈦輝石、鈦鐵礦和鈦磁鐵礦中，在選礦產品中的分布隨前兩種礦物的含量而變化，鈧以類質同象的形式存在[3]。在鈦輝石中，Sc3+以類質同象的方式取代Fe2+和Mg2+，用Fe3+和Al3+取代Si4+達到電價平衡。排列關系是
Sc3+ + Al3+ →(Fe2+，Mg2+)+ Si4+
鈦鐵礦中鈧的類質同象置換關系如下
Sc3+ +(Fe3+ + Al3+)→(Fe2+，Mg2+)+ Ti4+
鈦磁鐵礦中鈧的賦存狀態主要與鈦鐵礦和鈦鐵礦晶體有關。
在選礦產品中，最富鈧的是電選尾礦，Sc2O3含量達到77ppm，其次是鐵精礦和重選尾礦，Sc2O3含量分別為63ppm和51.4ppm[4]。從這些原料中提取鈧的常規方法總結如下。
1)電尾礦和重力尾礦
鈧主要富集在鈦輝石中。目前，從輝石中回收鈧大致有兩種方法:
酸處理——用硫酸分解，加熱攪拌4-5小時，直至完全除去SO2蒸汽；或用鹽酸(HCl+NaF)在80~100℃分解4~5h。
堿處理——分別用硫酸氫鈉和氫氧化鈉在500~600℃下熔融65438±0h。堿熔法得到的水合物經過濾沈澱除去堿，然後加熱溶解於鹽酸中。用氨從溶液中沈澱出水合物，過濾並煆燒成氧化物。
2)鈦精礦
鈦精礦電爐熔煉過程中，鈧主要富集在高鈦渣中。當高鈦渣在沸騰爐中高溫下進壹步氯化生產四氯化鈦時，大部分鈧被氯化成ScCl3並揮發到粉塵中，冷卻後由除塵器收集，Sc2O3含量可達736ppm[5]。
3)鐵精礦
鐵精礦中鈧的品位為Sc2O3 20ppm，鈧主要富集在燒結和煉鋼過程中的高爐渣中，可從中回收。蘇聯於20世紀50年代開始了這方面的研究，采用堿-碳酸鹽法從高爐渣中回收鈧。即先用硫酸分解渣，然後堿化分離氫氧化物，再用碳酸鹽處理制備鈧精礦，最後用硫代硫酸鹽萃取沈澱草酸鹽，再煆燒草酸鹽得到Sc2O3。
20世紀80年代，隨著世界市場鈧的價格飆升，我國出現了分離鈧的研究熱潮，提取主要集中在含鈦原料上，如鈦白粉生產中的硫酸廢液、鈦白生產中的氯化粉塵和鈦尾礦。國內生產單位有上海東升鈦白粉廠、廣西西平桂礦務局、湖南稀土金屬材料研究院、江西贛州鈷冶煉廠、廣州鈦白粉廠等。進入90年代後，由於前蘇聯國家大量出售過去的庫存，中國生產過剩，世界鈧市場供大於求，鈧的價格大幅下降，直接影響了鈧的生產。從含鈦原料中提取鈧的研究和生產情況介紹如下。
(1)從鈦白粉廢酸中提取鈧
硫酸法鈦鐵礦生產鈦白粉時，水解酸性廢液中的鈧含量約占鈦鐵礦中總含量的80%[6]。我國生產的氧化鈧大部分來自鈦白粉廠。上海東升鈦白廠、上海躍龍化工廠、廣州鈦白廠建立了氧化鈧生產線。杭州硫酸廠投產了年產30kg氧化鈧的工業裝置，形成了“連續萃取-12逆流洗鈦-化學精煉”的三級提鈧工藝路線，產品含量穩定在98-99% [7]。上海躍龍化工廠初期采用P204-TBP-煤油協同萃取富集鈧，NaOH反萃，鹽酸溶解，55-62%TBP(或P350)萃淋樹脂萃取色層分離提純鈧，最後草酸精制得到純度大於99.9%的Sc2O3。整個方法的鈧收率超過70%[8]。
前蘇聯用0.4M P204從鈦白母液中提取鈧。當O/A比為1/100時，鈧幾乎可以與鈦、鐵和鈣等雜質完全分離。鈧用固體氟化鈉反萃，然後用3%硫酸溶解。在擴大試驗中鈧的收率為85-90%。楊堅等[6]用P204-TBP從鈦白母液中萃取鈧，先加入抑制劑抑制P204萃取鐵和鈦，再用混酸和硫酸洗滌萃取有機相，使有機相中TiO2含量降至0.1mg/l，Fe含量降至0.5 mg/L..馮等[9]用P507-N7301-煤油混合萃取劑萃取鈧，萃取率達95%以上，草酸沈澱Sc2O3純度達99%以上。聶力等[10]采用兩段法提取鈧，第壹段用P507-癸醇-煤油提取，第二段用P5709-TBP-煤油提取，鈧富集50倍以上。劉[11]先用N1923選擇性提取鈧，再加入提取鈧進壹步除雜。鈧在兩個階段的總濃度超過50倍。草酸精制後，Sc2O3的純度為99%，回收率為84%。此外，離子交換法[12]和乳狀液膜法[13]也已用於從鈦白廢水中提取鈧。
(2)從氯化煙氣中提取鈧
用電弧爐冶煉鈦鐵礦時，Sc2O3與鈮、鈾、釩等氧化物壹樣，因其生成熱高而穩定，不會被還原而殘留在高鈦渣中。用這種高鈦渣高溫氯化生產四氯化鈦時，鈧富集在氯化煙氣中。撫順鋁廠武義分廠建設的生產線每年生產氧化鈧20 ~ 30公斤。柯家軍等【14】發現氯化煙塵中鈧的含量可達0.03~0.12%，主要形式為ScCl3；研究了濕法提取Sc2O3的工藝，包括水浸、TBP煤油溶液萃取、草酸沈澱提純和灼燒等單元操作。先後進行了小試和大試，Sc2O3的純度為99.5%。從氯化煙灰到產品，鈧的回收率為60%。謝麗娜[15，16]采用低濃度烷基膦酸(P507，P204)直接從含有大量Fe3+的浸出液中提取鈧，規模較小。鈧可以在室溫下用乙醇作反萃劑反萃。用0.4%HF洗滌鋯，鈧和鋯的分離系數達到βSc/Zr=1893。楊誌發等[17]用P5709-N235-煤油萃取鈧，5MHCl 60℃反萃，可將Sc3+與Fe3+、Fe2+、Ti3+、Al3+、Mn2+、Ca2+等完全分離。解決了Sc3+/Fe3+分離和分相問題。何金林等[18，19]從氯化煙灰中提取鈧時，用P204萃取分離鐵和錳，用NaOH反萃富集鈧83倍。化學精煉采用鹽酸溶解，TBP-濃鹽酸萃取鈧分離稀土，Dowex50W-X8交換樹脂吸附鈧，得到鈧純度> 99.5%，實收率> 56%。孫本良等[20，265，438+0]用壹種有機多元弱酸沈澱劑沈澱氯化煙灰鹽酸浸出液中的鈧。經過兩次沈澱和兩次酸解，浸出液中鐵、錳的去除率達到99.8%以上，鈧的沈澱率達到100%。然後用P204+改性劑+磺化煤油作萃取劑，O/A=1/20，在室溫下萃取鈧，DSc達到139，鈧與鐵和錳的分離系數分別達到9270和10700。用5%NaOH反萃鈧，反萃率達99.6%。林偉明等人[22]用芐化氧提取鈧，鈧的收率為98.3%。
(3)從鈦尾礦中提取鈧。
攀枝花已建成設計規模654.38+0350萬t/a的選礦廠，年產鐵精礦588.3萬噸，尾礦745.53萬噸，急需綜合利用。張[23]在承擔“八五”攻關課題“攀枝花釩鈦磁鐵礦綜合提鈧試驗研究”時，檢測出該選鐵廠原礦含鈧27.00g/t。按設計規模，每年從處理後的礦石中回收鈧364.25t，價值244.25億元。他們以鈧含量為63g/t的鈦尾礦為原料，通過預處理磁選或添加處理電選，可從尾礦中分離出鈦輝石和長石，鈧含量分別為114g/t和121g/t。加入助溶劑鹽酸浸出鈧，浸出率可達93.64%。鈧用堿熔水解鹽酸浸出，浸出率可達97.90%。用TBP提取鈧，提取率可達98.90%。用水反萃，反萃率為98.00%；然後用草酸精制，可得到品位為99.95%的產品，其市場價格為36000元/公斤。由於價格高，市場容量小，至今沒有建廠。
總結:
綜上所述，鈦白粉母液中鈧為離子型，提取工藝簡單，早期生產多以氧化鈧為原料；但鈧的含量較低(10~25ppm)，受鈦白粉生產的制約(年產1000t鈦白粉，可回收氧化鈧幾十公斤)。氯化煙塵中鈧以ScCl3的形式存在，回收並不困難。問題是氯化煙的資源是否充足。假設氧化鈧平均含量為500ppm，至少要處理100t氯化煙塵才能得到50kg氧化鈧產品，處理量相當大。鈦尾礦中的鈧主要以(Ca，Mg，Al，Ti)Si2O6矽酸鹽結構的輝石存在，尾礦分解困難，常被酸化或堿化高溫(~1000℃)熔融。但尾礦產量很大，鈧的絕對量可觀，為鈧的生產提供了充足的原料。然而，在處理尾礦時，還必須考慮其他資源的綜合利用。
參考資料:
/question/835661.html？si=5