СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СКАНДИЯ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СКАНДИЯ


RU (11) 2034071 (13) C1

(51) 6 C22B59/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5031132/02 
(22) Дата подачи заявки: 1992.01.28 
(45) Опубликовано: 1995.04.30 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Большаков К.А. Химия и технология редких и рассеянных элементов М.: Высшая школа, 1976, ч.П, с.358. 2. Савицкий Е.М., Терехова В.Ф. Металловедение редкоземельных металлов, М.: Наука, 1975, с.270. 3. Коршунов Б.Г. и др. Скандий. М.: Металлургия, 1987, с.158. 
(71) Заявитель(и): Акционерная компания "Каскор" (KZ) 
(72) Автор(ы): Готовчиков Виталий Тимофеевич[RU]; Данилов Виктор Васильевич[KZ]; Зрячев Анатолий Николаевич[RU]; Качур Леонид Исаакович[RU]; Клюшников Михаил Иванович[KZ]; Кротков Василий Вячеславович[KZ]; Михеенков Геннадий Владимирович[KZ]; Теплов Юрий Алексеевич[KZ]; Цветков Сергей Алексеевич[KZ] 
(73) Патентообладатель(и): Акционерная компания "Каскор" (KZ) 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СКАНДИЯ 

Использование: получение скандия кальциетермическим восстановлением в танталовом тигле и рафинированием в вакууме. Сущность: перед рафинированием проводят слив шлака и рафинирование ведут непосредственно в танталовом тигле при вакууме до 10-2-10-3мм рт.ст. и выдержке в течение 2 - 5 мин. 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к металлургии редких металлов и может быть использовано для получения и вакуумной очистки металлического скандия.

В настоящее время скандий получают металлотермией. Предпочтение отдается кальциетермическому восстановлению фторида скандия [1] Полученный скандий характеризуется как металл технической чистоты, так как содержит значительное количество кальция, фторида скандия и фторида кальция, а также тантала. Очистку от кальция, фторида скандия, фторида кальция проводят плавкой в вакууме в дуговой или индукционной печи при 1650о С давлении 10-4-10-5 мм рт. ст. [2]

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ кальциетермического получения скандия из его фторида и очистки его от кальция, фторида скандия и фторида кальция. Процесс проводят в индукционной печи в среде аргона в тиглях из тантала. Фторид восстанавливают при 1550-1600о С.

Получающийся расплавленный скандий собирают в нижней части тигля. По окончании процессов восстановления и охлаждения тигель с продуктами плавки извлекают из печи, шлак отделяют от металла. Далее тигель с металлом загружают в печь и проводят вакуумную очистку от кальция, фторида кальция и фторида скандия при 1550-1600о С [3]

Недостатком этого способа является низкая производительность процесса.

Целью изобретения является повышение производительности процесса.

Цель достигается тем, что процесс ведут в индукционной печи в танталовом тигле. После разделения фаз шлак сливают, камеру вакуумируют и выдерживают расплав, затем металл сливают в другую изложницу.

Процесс проводят следующим образом.

В танталовый тигель диаметром 90 мм и высотой 200 мм, зафутерованный в плавильный узел индукционной печи типа ИСВ-0,016 загружают порцию исходной шихты: фторид скандия 500 г и кальций 315 г.

Печь вакуумируют до 110-1 мм рт.ст. и заполняют аргоном. Затем проводят восстановление в присутствии флюса при 1550о С, производят выдержку, разделение фаз, после чего плавильный узел поворачивают вокруг горизонтальной оси и сливают в изложницу шлак. Плавильный узел возвращается в исходное положение. Изложницу со шлаком удаляют из камеры через вакуумный шлюз в буферную камеру, на ее место устанавливают изложницу для металла. Откачивают аргон из камеры и создают разрежение в камере 10-2-10-3 мм рт.ст. и выдерживают расплав при 1550-1600о С от 2 до 5 мин, после чего расплав скандия сливают в водоохлаждаемую медную изложницу. Печь заполняют аргоном. Изложницу с металлом через вакуумный шлюз перемещают в буферную камеру, на ее место устанавливают изложницу для шлака. Плавильный узел возвращают в исходное положение, в него загружают шихту из дозагрузочного устройства, процесс повторяют. Интервал 2-5 мин необходим для полного удаления кальция, фторида кальция, фторида скандия из расплава. Выдержка менее 1 мин не позволяет полностью очиститься от указанных примесей, увеличение времени выдержки более 5 мин нежелательно, так как происходит загрязнение металла материалом тигля, снижается ресурс его работы. Результаты экспериментов по прототипу и предлагаемому способу приведены в табл. 1 и 2.

Как следует из приведенных в табл.1 и 2 данных, предлагаемый способ позволяет повысить производительность процесса получения и вакуумной очистки скандия в 5 раз.

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


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СКАНДИЯ, включающий проведение процесса кальциетермического восстановления в танталовом тигле в присутствии флюса в инертной атмосфере, разделение фаз и рафинирование в вакууме при 1550 - 1600oС, отличающийся тем, что перед рафинированием проводят слив шлака и рафинирование ведут непосредственно в танталовом тигле при вакуумировании до 10-2 10-3 мм рт.ст. и выдержке в течение 2 5 мин.