白云鄂博矿床中的钪无独立矿物存在,以类质同象形式赋存于其他矿物中,品位极低。在现有的铁、稀土、铌的选矿流程中,钪呈现不同程度的贫化和富集现象,为钪的回收利用提供了有利条件,特别是在中贫氧化矿经弱磁-强磁-浮选流程选铌后的尾矿中,钪出现了明显的富集现象,但是Sc₂O₃的平均含量也仅为300~400 ppm,其赋存状态复杂,多分散于霓石、闪石、辉石等硅酸盐矿物中,提取困难,这是造成白云鄂博尾矿钪资源利用率低、开发难度大的主要原因之一。 针对上述问题,本文以白云鄂博选铌尾矿为研究对象,采用“加温浸出-选择性萃取-反萃”工艺,研究了浸出剂种类、固液比、浸出时间、浸出温度、酸浓度对选铌尾矿中钪浸出率的影响,确定了最佳浸出条件,并阐明了含钪物相和其他物相在浸出过程中的转变。同时,研究了分级萃取流程、萃取剂浓度、O/A(相比)、振荡时间、振荡频率对钪、铁、钙选择性萃取的影响。最后通过反萃取剂的筛选、O/A的确定,实现钪的富集。其研究结果如下: 在盐酸浓度12 mol/L、固液比1:6(g/ml)、浸出温度180℃、浸出时间8 h的条件下,钪浸出率达99.3%。浸出渣中的主要物相为BaSO₄、SiO₂、BaSiF₆。钪浸出过程中的活化能为25.812 k J/mol,浸出速率受混合扩散控制。 采用“N-235除铁-TBP萃钪”多级萃取流程,实现钪、铁、钙的选择性萃取。以50%N-235+50%煤油为萃取剂,在振荡时间7 min、振荡频率为220 r/min、O/A=1:1的条件下,铁的萃取率达到99.3%,钪的损失率仅为1%;以50%TBP+50%煤油为萃取剂,在振荡频率220 r/min、振荡时间7 min、O/A=1:1的条件下,钪的萃取率为92.9%、钙的萃取率仅为4.2%。选用1 mol/L盐酸作为反萃取剂,在振荡频率220 r/min、振荡时间7 min、O/A=2:1的条件下,钪的反萃率达到99.1%。 通过“HCl加温浸出-N-235除铁-TBP萃取钪-HCl反萃”从白云鄂博选铌尾矿中富集钪的全流程工艺,钪的总回收率为90.2%、铁的去除率为99.3%、钙的去除率为99.1%。