Способ получения металлического скандия высокой чистоты

 

Использование: изобретение относится к металлургии редких металлов, в частности к получению скандия высокой чистоты, методом дистилляции черного металла в вакууме 10^-4-10^-5мм рт.ст. при 1650-1850°С. Сущность: дистилляцию ведут из расплава чернового скандия , содержащего 1-20 мас.% циркония. 1 табл.

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

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

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

Недостатком данного способа является невозможность очистки от алюминия ввиду близких значений упругости пара.

Целью изобретения является повышение качества получаемого металла.

Цель достигается тем, что в известном способе дистилляцию ведут из расплава чернового скандия, содержащего 1-20 мас. циркония. Наличие на диаграмме состояния цирконий-алюминий интерметаллических соединений указывает на сильное межатомное взаимодействие между этими элементами. Введение циркония в расплав скандия, загрязненного алюминием, приводит к снижению активности алюминия, а следовательно, и упругости пара алюминия над расплавом. Количество алюминия, испаряемого вместе со скандием, резко уменьшается, чем и достигается снижение его содержания в конденсате.

Нижний предел содержания циркония в расплаве чернового скандия, равный 1 мас. обусловлен тем, что дальнейшее его снижение не обеспечивает эффективного подавления испарения алюминия и приводит к загрязнению конденсата последним.

Верхний предел содержания циркония в расплаве чернового скандия, равный 20 мас. обусловлен тем, что дальнейшее его увеличение не повышает эффективности рафинирования от алюминия в пределах его содержания в черновом скандии (0,04-0,5 мас.).

Эксперименты по прототипу и предлагаемому способу проводили в печи сопротивления типа СШВЭ-1.2,5/25-2 в вакууме 10^-4 10^-5 мм рт.ст. при 1650-1700^оС. Исходный черновой скандий загружали в танталовый тигель диаметром 80 мм, пары улавливали на медном водоохлаждаемом конденсаторе. В экспериментах по предлагаемому способу в тигель со скандием загружали заданное количество иодидного циркония.

Результаты экспериментов по прототипу и предлагаемому способу приведены в таблице.

Как следует из приведенных данных, предлагаемый способ позволяет снизить содержание алюминия по сравнению с прототипом более, чем в 30 раз. За пределами предлагаемых параметров наблюдается либо повышение содержания алюминия в конденсате (опыт N 8), либо увеличение расхода иодидного циркония без повышения эффективности рафинирования (опыт N 9).

Способ прошел укрупненные испытания и рекомендован к внедрению на ПО ПГМК.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СКАНДИЯ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ, включающий дистилляцию чернового скандия в вакууме 10^-4 10^-5 мм рт.ст. при 1650 1850^oС, отличающийся тем, что дистилляцию ведут из расплава чернового скандия, содержащего 1 20 мас. циркония.

РИСУНКИ

Рисунок 1