项目名称

云南稀土矿提钪简易实验

该项目的选题是怎样确定的

云南含钪稀土矿资源丰富，但从稀土矿中提钪有一定的难度。目前，钪的生产成本，市场价格昂贵，我们选题的意义在于用简易的方法，低廉的成本制备出钪。

设计(或研究)该项目的目的和基本思路

目前，钪的生产成本，市场价格昂贵，2007年国内3N级氧化钪（99.9%）每公斤1万元左右，金属钪价格为每公斤5万元左右。能否用简易的制备方法，低廉的价格制备出钪是我们实验研究的目的。
云南含钪稀土矿资源丰富，本实验选用了昆明理工大学提供的云南某地的含钪稀土矿钪精矿，为了富集钪，由于盐酸易于购买，成本低，实验室采用了盐酸作为浸出剂。通过对比，本实验拟定用萃取的方法富集盐酸溶液中钪。

该项目的研究过程

(1) 酸度试验:用有机相萃取钪，溶液的酸度即PH值的大小严重影响着钪在有机相中赋存还是在溶液中赋存，故需对溶液中的PH值变化对钪的萃取的影响做系统试验。
(2) 混合时间试验:钪的萃取是在溶液中有机相同溶液中的钪相互作用萃取钪的，混合得越好，萃取效果应该越好，为探索其规律做了混合时间对钪萃取率影响的试验。
(3) 相比试验:理论上在一定溶液中，有机相越多，溶液中的钪与有机相接触的比率就越大，钪的萃取效果就越好，为证明这个规律做好钪萃取相比的试验研究。
(4) 煤油用量试验: 由上面钪萃取试验的研究，我们发现了一些反常现象，并怀疑是由于TBP有机相的乳化所造成，故需找出防止TBP乳化的方法，而煤油磺化后能明显防止有机相的乳化现象，为此需对煤油用量作系统试验研究。
(5) 水洗次数试验:水洗的目的是洗去进入有机相中的杂质，然而每一次水洗势必造成钪的损失，因此，必须探索水洗次数与钪损失率的关系。
(6) 反萃取振荡时间试验:由于反萃取是用酸液处理有机相，有机相在强酸条件下，行为方式会发生很大变化，所以有必要做反萃取振荡时间的试验。

该项目应用了哪些科学方法、科学原理

根据稀土矿样的性质，从萃取分离过程的化学平衡入手，分析影响稀土萃取平衡的主要因素，进行影响了萃取提取钪因素试验研究。在影响稀土矿萃取钪因素研究方面，主要进行了酸度试验、混合时间试验、相比试验、煤油用量试验、水洗次数试验、反萃取振荡时间试验等研究，得出了最佳试验条件。

该项目的主要贡献(创新部分)

以云南稀土矿为研究对象，从盐酸溶液中富集提钪,找出防止TBP乳化的方法，在实验室采取简单的萃取方法提钪。

他人同类研究的情况调查

研究含钪合金的最早、最深入的国家是前苏联和现在的俄罗斯，他们在含钪铝合金的研究方面开展了大量的工作，并获得成功应用。除此之外，美、日、德和加拿大等国也开展了不少含钪铝合金的研究工作，取得了很大的成绩。正因为钪、含钪铝合金具有很高应用价值，我国从上世纪90年代开始，在一些大专院校、科研院所对钪、含钪铝合金做了一系列研究工作。如：中南大学、北京大学、昆明理工大学、郑州大学以及长沙矿冶研究院、广西冶金研究所等单位。
经查新，用萃取法从稀土提钪已有相关研究报道，然而从盐酸溶液中富集提取钪国内外仅有少数单位在试验研究中，工业生产实例并未见报道，这为钪的富集提取提出了新的研究课题。当然，国内外从硫酸溶液中富集提取钪已有了成功的实例，加上钪作为稀散元素之一，它的化学性质，行为与其它稀土元素的相近性，也为在盐酸溶液中富集提取钪指出了试验研究的方向。

进一步完善该项目的设想

本研究仅是实验室研究成果。今后打算：扩大实验规模，改善实验工艺，为实现半工业生产打下基础。

集体项目中申报者各自的工作分工

孙卓西主要负责酸度试验、混合时间试验、相比试验方案的制定及其实施。
曹珂主要负责煤油用量试验、水洗次数试验、反萃取振荡时间试验方案制定及其实施。

项 目 摘 要??????????? ??????

目前钪的制品已用于国防、冶金、电子、化工、玻璃、航天、核能、超导体、电光源和医疗等各个领域。但钪的生产成本，市场价格昂贵，2007年国内3N级氧化钪（99.9%）每公斤1万元左右，金属钪价格为每公斤5万元左右。能否用简易的制备方法，低廉的价格制备出钪是我们实验研究的目的。
云南含钪稀土矿资源丰富，本实验选用了昆明理工大学提供的云南某地的含钪稀土矿钪精矿，为了富集钪，由于盐酸易于购买，成本低，实验室采用了盐酸作为浸出剂。然而从盐酸溶液中富集提取钪国内外仅有少数单位在试验研究中，工业生产实例并未见报道，这为钪的富集提取提出了新的研究课题。
本实验采用了盐酸作为浸出剂得到云南某地的含钪稀土矿钪精矿，为了富集盐酸中的钪实验用萃取的方法富集盐酸溶液中钪。进行了酸度试验、混合时间试验、相比试验、煤油用量试验、水洗次数试验、反萃取振荡时间试验。得出最佳工艺条件是：萃取溶液的PH=1.26，TBP用量为溶液的5%，煤油用量是TBP的10%，萃取搅拌时间为3分钟、水洗2次，反萃取振荡时间为1～2分钟。钪的萃取率为99.84%。