我国钪资源开发利用的战略思考

提钪资源的合理选择

钪最初是从钪钇石中提取，目前则主要是从处理钛、铝、钨、锡、铀、稀土等矿的副产品中综合回收，每年这些矿物的生产规模、其中的钪含量及伴随开采出的钪的数量见表3。从中可以看出每年伴随开采出的钪的量是非常大的，但绝大部分还未回收，因而探求有效的分离方法、建立合理的回收工艺流程，是钪工业生产的关键。其合理性取决于原料中的钪含量、主金属的生产规模以及中间产品和废料中钪的富集程度等。在生产过程中顺便回收钪时，钪在主产品中的分布十分重要，从生产废料(废液、废渣、渣泥等)中富集钪时，应建立合理的流程而不能破坏主要工艺。

表3 随各类原料开采出的钪(不包括前苏联、中国)

从攀枝花钒钛磁铁矿的生产过程中提取钪的研究最为成熟。钛白母液中的钪呈离子态，提取工艺简单，故早期氧化钪的生产多以此为原料;但其中钪的含量低(10~25ppm)，且受钛白粉生产的制约。氯化烟尘中的钪以ScCl3形式存在，回收难度不大，问题是氯化烟尘的处理量相当大。钛尾矿中钪主要赋存在硅酸盐结构的辉石中，尾矿的分解是难点，往往要经过酸化或碱化高温熔融;但尾矿产出量很大，为钪的生产提供了充足的原料。

铝土矿是重要的提钪资源，近来由铝土矿得到的钪，占从其它金属矿得到钪总量的75~85%。铝土矿浸出时，98~100%的钪残留在赤泥中，其中含钪0.02%，是工业上提钪的好原料。我国铝土矿的资源非常丰富，其中含钪量也较高，但长期以来赤泥的综合利用只以生产水泥等建筑材料为主，从铝土矿中综合回收钪还鲜有报道，应引起足够的重视，大力开展这方面的工作。

我国华南地区拥有储量巨大的离子吸附型稀土矿，其中含钪量也相当可观。从中回收钪工艺相对比较简单，是很有前景的提钪方法。但目前贮量和地质普查工作不够全面，回收工艺也有待改进。在从江西稀土矿产品分离稀土时，对富钪的稀土产品，应加上回收钪的工艺，以便得到高纯度的氧化物。

钪生产应遵循全国一盘棋

钪资源开发的程度与工业利用的进展密切相关，国际市场在不同时期对于钪的品种规格和数量的需求不同，市场容量有限，价格的涨落完全由市场支配。1983年，美国曾在国际市场上突然大量采购过去积存的钪，使99.9%的氧化钪的售价提高了2.5倍。90年代，美、日将钪作为与发展高技术应用有关的战略物资进行贮备，致使世界钪市场出现了价格狂涨。但随后由于前苏联国家大量出售其过去的存货、国内的过度生产以及市场容量的骤降，世界钪市场呈现供过于求，价格迅速回落。如今钪的价格已比十几年前下降了60~70%。

八十年代起，国内掀起了提取钪的研究热潮，生产单位有上海东昇钛白粉厂、广西平桂矿务局、湖南稀土金属材料研究所、江西赣州钴冶炼厂、广州钛白粉厂等数十家。进入九十年代以来，大多数厂家生产趋于停滞。国内厂家年产能力一般仅为30kg(以Sc2O3计)，技术力量单薄，生产效率较低，产品成本居高不下;另一方面价格又仅为国外的一半，既得不到良好的经济效益，又造成钪资源的流失。作为战略性资源，钪的生产应遵循全国一盘棋的指导思想，加强宏观调控，避免分散生产的一盘散沙状况;同时还应集中力量进行高纯氧化钪及金属钪的制备研究。作者认为，今后我国提取钪的原料应侧重于钒钛磁铁矿的尾矿与铝土矿的赤泥，因而建议在钒钛磁铁矿的主产地四川攀枝花以及四大铝厂所在地(山东、山西、河南、贵州)建立钪的生产研究基地，以充分利用当地的资源优势。

 加强含钪材料的开发与应用研究

虽然近年来钪的价格下降了许多，但钪及其化合物仍然价格不菲，金属钪的价格为黄金的四倍多。钪价格的降低，一方面取决于提取工艺的优化，生产成本的降低;另一方面则取决于钪及其化合物应用范围的扩大，需求量的增加。

钪的用途很多，应用最为广泛的是用于电光源材料与含钪合金。钪作为电光源材料用于钪钠灯，早已进入商品市场。一盏相同照度的钪钠灯，比普通白炽灯节电80%，使用寿命长达5000~25000h。美国卤化灯的普及率已超过50%，每年产高压钠灯超过1000万只。我国在这方面起步较晚，但也已实行了“大换灯”计划。__性的卤化灯的发展和普及正在日益扩大，对钪的需求量也将变得更加迫切。钪铝合金的研究也已进入实用阶段，俄罗斯生产的钪铝合金广泛用于飞机制造，美国则用以生产各种体育器械(例如棒球棒、垒球棒和自行车横梁等)。我国也已开展了钪铝、钪镁等合金的研制，开发这类特种合金对于我国航空、航天事业的发展具有极大的推动作用。此外，还应积极开展含钪新材料的研究开发。特别值得关注的是，氧化钪稳定的氧化锆(ScSZ)替代传统的氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)用于固体氧化物燃料电池(SOFC)，可使SOFC的功率密度提高一倍，是非常有前景的新型中温固体电解质。我国拥有丰富的钪资源，加速开展钪资源的回收与综合利用研究，对我国国民经济的发展具有十分重要的意义。