Редкоземельные элементы известны как «промышленные витамины» и обладают превосходными магнитными, оптическими и электрическими свойствами.
Поскольку спрос на редкоземельные элементы в развивающихся отраслях, таких как автомобили на новой энергии, продолжает расти, ресурсы редкоземельных элементов становятся все более скудными. Переработка редкоземельных металлов из вторичных ресурсов стала общей тенденцией.
Красный шлам представляет собой твердые отходы, образующиеся при производстве глинозема, и в основном содержит такие элементы, как Fe, Si, Ca, Al, Ti и небольшое количество Sc. Обычные редкоземельные элементы в красном шламе включают элементы лантаноидов (такие как лантан, церий, празеодим, неодим и т. д.) и элементы иттриевого ряда (такие как иттрий, диспрозий, гольмий и т. д.). Их содержание в основном превышает 500×10-6, а коэффициент обогащения составляет около 2, что имеет высокую общую ценность использования.
В настоящее время способы выщелачивания редкоземельных элементов из красных шламов в основном разделяют на процессы мокрого выщелачивания и мокрые комбинированные процессы. Из-за различных реагентов и методов работы процесс мокрого выщелачивания можно разделить на выщелачивание соляной кислотой, выщелачивание серной кислотой, выщелачивание азотной кислотой, биологическое выщелачивание и т. д.; мокрый комбинированный процесс можно разделить на метод высокотемпературного обжига-выщелачивания, метод сульфатационного обжига-выщелачивания и т. д.
Независимо от того, является ли это процессом мокрого выщелачивания или комбинированным мокрым процессом, полученный фильтрат, богатый редкоземельными элементами, всегда будет содержать примеси, такие как Fe и Al, поэтому для очистки требуется последующий процесс разделения. В настоящее время для разделения и извлечения редкоземельных элементов из фильтрата красного шлама широко используются методы экстракции растворителем и ионного обмена. Метод ионного обмена имеет меньше применений из-за ограничений в производительности и стоимости обменного агента. Метод экстракции стал основным процессом разделения и экстракции благодаря своей отработанной технологии, простоте эксплуатации и высокой степени извлечения.
Принцип экстракции растворителем заключается в использовании разницы в растворимости растворенных веществ в двух взаимно несмешивающихся (или малорастворимых) растворителях для переноса соединения в целевой растворитель, тем самым достигая цели разделения. По сравнению с другими редкоземельными элементами скандий имеет небольшой ионный радиус и простую электронную структуру, что делает экстракт скандия отличным от других редкоземельных элементов и пригодным для экстракции растворителем. Поскольку при экстракции скандия необходимо удалить большое количество примесей, таких как железо и титан, выбор экстрагентов и процессов экстракции является ключом к достижению высокой степени извлечения скандия. В настоящее время обычно используемые экстрагенты в основном делятся на экстрагенты фосфорной кислоты, экстрагенты карбоновой кислоты, первичные амины и т. д.
Он широко используется в химической фармацевтике, экстракции API, гидрометаллургии, защите окружающей среды, разделении нефти и воды, пищевой и многих других областях.