Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2023(14))

натрия из раствора кристаллизуется совершенно другой состав двойной соли Na 3 Sc(SO 4 )3 5 H 2 O. Существенным недостатком этого кристаллогидрата является высокая растворимость в воде, которая повышается с 1,5 почти до 3,5 г л -1 Sc2O3 с ростом температуры от 20 до 100 °С, что снизит эффективность извлечения скандия при осаждении из бедных растворов. При соосаждении скандия в присутствии РЗЭ (европия и эрбия) была изучена возможность получения допированных сульфоскандатов. В результате был получен (NH4)3Sc0,995Eu0,005(SO4)3, который, так же как недопированный состав, обладает полиморфным переходом при 81,6 °С. Это свойство позволило предложить его в качестве материала люминофора для бесконтактного определения температуры в области 50-100 °С. Расчетными методами доказано, что различие в ионных радиусах Sc3+ и Eu3+, а также формирование полиэдров европия с координационными числами 7 и 9 (EuO7 и EuO9) в низко - и высокотемпературных модификациях соответственно, отличных от строго октаэдрического окружения скандия в ScO6, существенно ограничивают степень допирования [17]. Коэффициенты относительной и абсолютной чувствительности определения температуры (при облучении лазером Aex= 248 нм) оказались высокими, при этом наблюдалась воспроизводимость измерений при многократном термоциклировании. Для менее насыщенного состава NHtSc(SO 4 ) 2 , обладающего меньшим свободным объемом межслоевого пространства, степень допирования была значительно ниже, что подтверждает высокую селективность кристаллизации скандия. Выводы Предложена сернокислотная технология переработки скандийсодержащего концентрата с осаждением двойных солей аммония и щелочных металлов, которые являются дешевым сырьем химической промышленности, что позволит улучшить технико-экономические характеристики производства скандия. Проведено сравнение селективности кристаллизации различных составов сульфоскандатов в зависимости от состава одновалентного катиона для отделения от примесей других металлов, оценена полнота осаждения скандия в виде двойных солей. Для аммонийного состава NH 4 Sc(SO 4 )2 при моделировании многокомпонентных сульфатных систем и изучении растворимости и распределения элементов между раствором и осадком определены наиболее перспективные условия кристаллизации соли с последующим получением 99 % оксида скандия. Список источников 1. R 0 yset J. Scandium in aluminium alloys overview: physical metallurgy, properties and applications // J. Met. Sci. Technol. 2007. V. 25. P. 11-21. 2. Илларионов Е. И., Колобнев Н. И., Горбунов П. З. Алюминиевые сплавы в авиакосмической технике. М.: Наука, 2001. 192 с. 3. Sahlberg M., Zlotea C., Latroche M., Andersson Y. Fully reversible hydrogen absorption and desorption reactions with Sc(Al 1 -xMgx), x = 0.0, 0.15, 0.20 // J. Solid State Chem. 2011. V. 184 (1). P. 104-108. 4. Markov A. A., Patrakeev M. V., Kharton V. V., Pivak Y. V., Leonidov I. A., Kozhevnikov V. L. Oxygen Nonstoichiometry and Ionic Conductivity of SnFe2-xScxO7-8 // Chem. Mater. 2007. V. 19. P. 3980-3987. 5. Baklanova I. V., Krasil’nikov V. N., Perelyaeva L. A., Gyrdasova O. I. Preparation, morphology, and luminescent properties of europium-doped nanodispersed scandium sesquioxide // Russ. J. Inorg. Chem. 2012. V. 57. P. 1529-1534. 6. Pasechnik L. A., Skachkov V. M., Chufarov A. Yu., Suntsov A. Yu., Yatsenko S. P. High purity scandium extraction from red mud by novel simple technology // Hydrometallurgy. 2021. V. 202. Art. 105597. 7. Комиссарова Л. Н. Неорганическая и аналитическая химия скандия. М.: Эдиториал УРСС, 2001. 512 с. 8. Daniel J. Cordier U. S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries. 2022. P. 146-147. 9. Smyshlyaev D., Kirillov E., Kirillov S., Bunkov G., Rychkov V., Botalov M., Taukin A., Yuldashbaeva A., Malyshev A. Recovery and separation of Sc, Zr and Ti from acidic sulfate solutions for high purity scandium oxide production: Laboratory and pilot study // Hydrometallurgy. V. 211. 2022. Art. 105889. 10. Локшин Э. П., Тареева О. А. Разработка технологий извлечения редкоземельных элементов при сернокислотной переработке хибинского апатитового концентрата на минеральные удобрения. Апатиты: КНЦ РАН, 2015. 268 с. 11. Zhai B., Li Z. Y., Zhang C., Zhang F. L., Cao G. X., Li S. Z., Yang X. Y. Three rare Ln-Na heterometallic 3D polymers based on sulfate anion: syntheses, structures, and luminescence properties // Inorg. Chem. Commun. 2016. V. 63. P. 16-19. 12. Комиссарова Л. Н., Шацкий В. М., Моисейченко Г. И. Термическая устойчивость сульфатов скандия и их растворимость в растворах серной кислоты при 25 °С // Журн. неорган. химии. 1965. Т. 10, № 4. С. 755-763. 13. Zhang Y., Zhao H., Sun M., Zhang Y., Meng X., Zhang L., Lv X., Davaasambuu S., Qiu G. Scandium extraction from silicates by hydrometallurgical process at normal pressure and temperature // J. Mater. Res. Technol. 2020. V. 9 (1). P. 709-717. 14. Pasechnik L. A., Skachkov V. M., Chufarov A. Yu., Suntsov A. Yu., Yatsenko S. P. High purity scandium extraction from red mud by novel simple technology // Hydrometallurgy, 2021. V. 202, Art. 105597. 15. Волков В. П., Гущин А. П., Соловьев Б. А. и др. Способ разделения скандия и редкоземельных элементов: Патент РФ № 2079431. 1997. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 197-202. Transactions of the Kda Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 197-202. © Пасечник Л. А., 2023 201