钪作为战略性稀土元素，其萃取与分离工艺是资源高效利用的核心环节。本文系统总结了钪的萃取分离全流程，涵盖矿石预处理、酸浸富集、溶剂萃取优化、离心萃取技术创新等关键技术，并结合红土镍矿、钛白母液等典型资源的高效回收案例，解析工艺优势与发展趋势。通过对比传统方法与新型萃取体系，为钪的工业化提纯提供技术参考，助力新能源与高端材料领域应用。  

一、钪资源提取的工艺流程概述

钪的萃取与分离需经历原料预处理、浸出富集、杂质分离、溶剂萃取提纯四大阶段，其核心在于实现钪与铁、铝、钛等伴生元素的高效分离。  

1. 原料预处理与酸浸富集

矿石选矿与破碎：含钪原料（如钪钇石、黑钨矿、红土镍矿等）需经破碎、磨细至适宜粒度，通过重选或浮选法初步富集钪精矿。  

酸浸溶解：采用硫酸或盐酸溶液对预处理矿物进行浸出，控制酸浓度（通常为3-6 mol/L）、温度（60-90℃）及反应时间（2-8小时），使钪以Sc³⁺形式进入溶液，溶解率可达85%-95%。

2. 杂质沉淀与钪富集

浸出液中常含铁、铝、钛等杂质，需通过调节pH值（如氢氧化钠调至3.5-4.5）或加入沉淀剂（如草酸、氟化物），选择性沉淀非目标金属，实现钪的初步富集。  

二、溶剂萃取工艺的技术突破

溶剂萃取是钪提纯的核心环节，其核心挑战在于萃取剂的选择性与反萃效率。  

1. 传统萃取剂体系

P-204（二(2-乙基己基)磷酸）：适用于低氯离子环境，但对钪的选择性较差，易受铁、钛干扰，需多级逆流萃取提升纯度。  

TBP（磷酸三丁酯）：需在高酸度（>6 mol/L HCl）或高氯离子浓度下使用，反萃困难且工艺复杂。

2. 新型萃取剂与协同体系

烷氧基苯氧羧酸+磷酸三丁酯：专利技术显示，该组合可将钪的分离选择性提升至400以上，显著降低杂质共萃率。  

PMBP（1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑酮-5）：乳状液膜法应用下，钪提取率超95%，尤其适合低浓度钪溶液的回收。

三、创新工艺与装备升级

1. 离心萃取机高效分离技术

多级逆流萃取：采用5-8级LXC型离心萃取单元串联，形成浓度梯度，单级萃取率超95%，总回收率达99.9%。  

优势对比：相较传统箱式萃取，离心萃取机处理速度提升3-5倍，有机相消耗量减少30%，适用于钛白母液、红土镍矿浸出液等复杂体系。

四、典型应用场景与工艺优化

1. 红土镍矿提钪

浸出-沉淀-萃取联用：硫酸浸出后，通过沉淀法去除铁、铝，再以P-204萃取钪，最终草酸沉淀煅烧得到纯度＞99%的Sc₂O₃。  

经济效益：每吨红土镍矿可提取5-20 g氧化钪，综合成本降低40%以上。

2. 钛白母液回收钪

选择性吸附+离心萃取：采用螯合树脂预吸附抑制铁钛干扰，再通过离心萃取机富集，氧化钪纯度达99.5%。

五、未来发展方向

绿色萃取体系：开发低毒、可降解的萃取剂（如离子液体），减少有机溶剂污染。  

智能化工艺控制：结合AI算法优化浸出与萃取参数，提升资源利用率。  

伴生资源协同提取：从铝土矿赤泥、钨锡尾矿等二次资源中联合回收钪，实现资源循环利用。

结语

钪的萃取与分离工艺正朝着高效化、绿色化与智能化方向迈进。通过优化萃取剂体系、创新分离装备及开发多源回收技术，钪的工业化提纯将大幅降低成本并推动其在航天合金、固态电池等领域的应用突破。