Способ получения скандия высокой чистоты

 

Использование: изобретение относится к металлургии металлов, в частности к получению металлического скандия высокой чистоты методом дистилляции в вакууме. Сущность: пары скандия перед конденсацией фильтруют через порошок сплава на основе вольфрама, содержащий 1-25 мас.% циркония. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии редких металлов, в частности к получению скандия высокой чистоты.

Существует ряд способов рафинирования скандия: вакуумная плавка, зонная плавка, электролиз в твердом состоянии.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ рафинирования чернового скандия методом дистилляции в вакууме 10^-4 10^-5 мм рт.ст. при 1650-1750^оС.

Недостатком данного способа является невозможность эффективной очистки от железа, хрома, ванадия, марганца, никеля и кобальта ввиду близких значений упругости пара.

Целью предлагаемого изобретения является повышение качества получаемого металла.

Цель достигается тем, что в известном способе пары скандия фильтруют через слой порошка сплава вольфрам-цирконий с содержанием последнего 1-25 мас.

Фильтрация паров чернового скандия через вольфрамовый порошок, как установлено экспериментально, приводит к высаживанию на последнем примесных элементов. Введение циркония приводит к более глубокой очистке чернового скандия от кислорода и азота.

Верхний предел содержания циркония в сплаве 25 мас. обусловлен тем, что дальнейшее его увеличение приводит к снижению эффективности очистки от металлических примесей.

Эксперименты по прототипу и предлагаемому способу проводили в печи сопротивления типа СШВЭ-1.2,5/25-2. Черновой скандий дистиллировали в вакууме 10^-4 10^-5 мм рт.ст. при 1650-1750^оС из танталового тигля. Пары рафинирования металла улавливали на медном водоохлаждаемом конденсаторе. В экспериментах по предлагаемому способу готовили сплав вольфрам-цирконий, дробили его до крупности 0,1-1 мм и засыпали слой толщиной 5-10 мм на танталовую сетку, установленную над поверхностью чернового скандия.

Результаты экспериментов по прототипу и предлагаемому способу приведены в таблице.

Как следует из приведенных в таблице данных, предлагаемый способ позволяет снизить содержание железа в 6 раз, хрома в 5 раз, ванадия, никеля и кобальта в 3 раза, марганца в 2 раза, кислорода в 10 раз, азота в 8 раз.

За пределами предлагаемых параметров наблюдается либо снижение эффективности очистки от азота и кислорода (опыт 8), либо от металлических примесей (опыты 9 и 10).

Способ прошел промышленную проверку и рекомендован к внедрению на ПО ПГМК.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СКАНДИЯ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ, включающий дистилляцию чернового скандия в вакууме с получением паров скандия и их конденсацию, отличающийся тем, что пары скандия перед конденсацией подвергают фильтрации через порошок сплава на основе вольфрама, содержащего 1 25 мас. циркония.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2