钪（Sc）作为战略性稀土元素，因其在航空航天、新能源电池及核能领域的不可替代性，成为全球资源高效利用的研究热点。然而，钪在地壳中丰度极低且常分散于复杂介质中，其提取与分离面临流程冗长、成本高昂等挑战。本文系统梳理了钪的萃取与分离工艺流程，从原料预处理、酸浸富集、溶剂萃取优化到离心分离技术创新，结合典型资源的高效回收案例，解析工艺优势与发展趋势，为钪的工业化提纯提供理论支持。
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1. 原料预处理与酸浸富集
钪的提取需经历原料预处理、浸出富集、杂质分离及溶剂萃取提纯四大阶段。含钪原料（如钪钇石、红土镍矿、钛白母液等）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。酸浸溶解是关键步骤，通常采用硫酸或盐酸溶液在60-90℃下反应2-8小时，使钪以Sc³⁺形式进入溶液，溶解率可达85%-95%。例如，贵州含钪锐钛矿在硫酸作用下经两段逆流浸出，钪浸出率可达96.98%；红土镍矿通过草酸浸出，钪溶解率达94%。
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值或加入沉淀剂选择性沉淀非目标金属。例如，用氢氧化钠调节溶液pH至3.5-4.5，可沉淀铁、铝等杂质，而钪仍留在溶液中；草酸盐沉淀法则适用于从钛、锆中分离钪。通过多级沉淀，钪的富集系数可提升至10-20倍，为后续萃取提供高浓度原料。
3. 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。传统萃取剂如P204（二（2-乙基己基）磷酸）适用于低氯离子环境，但对铁、钛干扰敏感，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）下使用，反萃困难且工艺复杂。近年来，新型萃取剂与协同体系显著提升了分离效率：
烷氧基苯氧羧酸+磷酸三丁酯：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。
三元萃取体系：如P204-TBP-苯乙酮组合，在煤油基载体中可实现钪与钛的高效分离，二级逆流萃取率达90%以上。
4. 离心分离技术的创新应用
离心分离技术通过离心力加速两相（水相与有机相）的分离，显著缩短了相平衡时间，提升了分离效率。多级逆流萃取单元串联可形成浓度梯度，单级萃取率超95%，总回收率达99.9%。例如，红土镍矿提钪工艺中，采用硫酸浸出-沉淀-萃取联用技术，每吨矿石可提取5-20克氧化钪，综合成本降低40%以上；钛白废酸提钪工艺中，P204-TBP-苯乙酮体系配合两级逆流萃取，试剂成本下降60%，废水有机相残留<5 ppm。
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5. 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。
核级钪提取技术：针对乏燃料后处理液，开发耐辐射萃取剂与防爆型分离设备，突破核能用钪的“卡脖子”难题。
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