Способ получения металлического скандия
Авторы патента:
Использование: получение скандия кальциетермическим восстановлением в танталовом тигле и рафинированием в вакууме. Сущность: перед рафинированием проводят слив шлака и рафинирование ведут непосредственно в танталовом тигле при вакууме до 10-2-10-3мм рт.ст. и выдержке в течение 2 - 5 мин. 2 табл.
Изобретение относится к металлургии редких металлов и может быть использовано для получения и вакуумной очистки металлического скандия.
В настоящее время скандий получают металлотермией. Предпочтение отдается кальциетермическому восстановлению фторида скандия [1] Полученный скандий характеризуется как металл технической чистоты, так как содержит значительное количество кальция, фторида скандия и фторида кальция, а также тантала. Очистку от кальция, фторида скандия, фторида кальция проводят плавкой в вакууме в дуговой или индукционной печи при 1650о С давлении 10-4-10-5 мм рт. ст. [2] Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ кальциетермического получения скандия из его фторида и очистки его от кальция, фторида скандия и фторида кальция. Процесс проводят в индукционной печи в среде аргона в тиглях из тантала. Фторид восстанавливают при 1550-1600о С. Получающийся расплавленный скандий собирают в нижней части тигля. По окончании процессов восстановления и охлаждения тигель с продуктами плавки извлекают из печи, шлак отделяют от металла. Далее тигель с металлом загружают в печь и проводят вакуумную очистку от кальция, фторида кальция и фторида скандия при 1550-1600о С [3] Недостатком этого способа является низкая производительность процесса. Целью изобретения является повышение производительности процесса. Цель достигается тем, что процесс ведут в индукционной печи в танталовом тигле. После разделения фаз шлак сливают, камеру вакуумируют и выдерживают расплав, затем металл сливают в другую изложницу. Процесс проводят следующим образом. В танталовый тигель диаметром 90 мм и высотой 200 мм, зафутерованный в плавильный узел индукционной печи типа ИСВ-0,016 загружают порцию исходной шихты: фторид скандия 500 г и кальций 315 г. Печь вакуумируют до 110-1 мм рт.ст. и заполняют аргоном. Затем проводят восстановление в присутствии флюса при 1550о С, производят выдержку, разделение фаз, после чего плавильный узел поворачивают вокруг горизонтальной оси и сливают в изложницу шлак. Плавильный узел возвращается в исходное положение. Изложницу со шлаком удаляют из камеры через вакуумный шлюз в буферную камеру, на ее место устанавливают изложницу для металла. Откачивают аргон из камеры и создают разрежение в камере 10-2-10-3 мм рт.ст. и выдерживают расплав при 1550-1600о С от 2 до 5 мин, после чего расплав скандия сливают в водоохлаждаемую медную изложницу. Печь заполняют аргоном. Изложницу с металлом через вакуумный шлюз перемещают в буферную камеру, на ее место устанавливают изложницу для шлака. Плавильный узел возвращают в исходное положение, в него загружают шихту из дозагрузочного устройства, процесс повторяют. Интервал 2-5 мин необходим для полного удаления кальция, фторида кальция, фторида скандия из расплава. Выдержка менее 1 мин не позволяет полностью очиститься от указанных примесей, увеличение времени выдержки более 5 мин нежелательно, так как происходит загрязнение металла материалом тигля, снижается ресурс его работы. Результаты экспериментов по прототипу и предлагаемому способу приведены в табл. 1 и 2. Как следует из приведенных в табл.1 и 2 данных, предлагаемый способ позволяет повысить производительность процесса получения и вакуумной очистки скандия в 5 раз. Способ прошел промышленные испытания и рекомендован к внедрению на ПО ПГМК.Формула изобретения
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СКАНДИЯ, включающий проведение процесса кальциетермического восстановления в танталовом тигле в присутствии флюса в инертной атмосфере, разделение фаз и рафинирование в вакууме при 1550 - 1600oС, отличающийся тем, что перед рафинированием проводят слив шлака и рафинирование ведут непосредственно в танталовом тигле при вакуумировании до 10-2 10-3 мм рт.ст. и выдержке в течение 2 5 мин.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Изобретение относится к способам извлечения легких, преимущественно алюминия, щелочноземельных, преимущественно кальция, и редкоземельных металлов из красных шламов - отходов глиноземных производств
Изобретение относится к устройству для проведения восстановительной плавки редкоземельных металлов, содержащему герметичную камеру, электрический нагреватель с теплоизоляционным экраном, тигель с отверстием в дне и изложницу
Изобретение относится к металлургии редких металлов и может быть использовано в технологии соединений коллективных и индивидуальных редкоземельных металлов (РЗМ)
Изобретение относится к способу получения редкоземельных металлов, иттрия и скандия, включающему термическую обработку хлоридов металлов, последующую гидрометаллургическую переработку реакционной массы и сушку полученного продукта
Способ получения металлического скандия // 2102513
Изобретение относится к способу металлического скандия, включающему смешивание хлорида скандия с восстановителем и нагрев шихты
Шихта для получения редкоземельных металлов // 2103402
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к шихте для получения редкоземельных металлов, содержащей фторид редкоземельного металла и металлический кальций в качестве восстановителя
Изобретение относится к металлургии с получением сплавов редкоземельных и редких металлов методом кальциетермического восстановления и может использоваться для получения сплавов и лигатур состава железо-ниодим-бор и других, служащих для изготовления высокоэнергетических магнитов
Изобретение относится к области извлечения веществ органическими экстрагентами из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, при переработке отходов металлургических производств, а также для очистки шахтных и рудничных вод, промышленных сточных вод
Изобретение относится к металлургии для получения редких и редкоземельных металлов, сплавов и лигатур редкоземельных и переходных металлов методом металлотермического восстановления
Способ извлечения церия (варианты) // 2114204
Изобретение относится к металлургии, а именно к способам получения редкоземельных металлов, и может быть использовано при переработке фторсодержащих руд церия
Способ получения оксида церия // 2139949
Изобретение относится к получению оксида церия, используемого в качестве материала для полировки стекол или в производстве катализаторов
Способ переработки красного шлама // 2140998
Изобретение относится к комплексной переработке бокситов и может быть использовано для извлечения ценных компонентов из красного шлама глиноземного производства
Способ переработки лопаритового концентрата // 2145980
Изобретение относится к гидрометаллургической переработке рудных концентратов, а более конкретно к переработке лопаритового концентрата
Изобретение относится к гидрометаллургической переработке рудных концентратов, а более конкретно к переработке лопаритового концентрата