本發(fā)明涉及稀土有機萃取的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及包括有機萃取劑的皂化的步驟的稀土有機萃取方法的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在稀土生產(chǎn)的過程中，大部分情況下，不同稀土元素都是以混合物的形式存在，僅在最終需要分離的時候，才通過不同的處理方法分別提取出來。

目前技術(shù)成熟度最高，應(yīng)用最廣泛的稀土分離方法為有機萃取方法，即通過有機萃取劑將稀土混合物中的不同稀土元素進(jìn)行分離。在有機萃取的過程中，有機萃取劑組成的有機相與稀土混合物會不斷進(jìn)行離子交換，導(dǎo)致萃取劑的萃取能力不斷下降，因此為降低生產(chǎn)成本，提高萃取劑萃取率，不斷有新的技術(shù)開發(fā)出來。如中國專利申請cn101602519a中在背景技術(shù)上提及到，現(xiàn)有技術(shù)中的萃取方法主要分為皂化有機萃取劑進(jìn)行萃取，或使用非皂化的特殊有機萃取劑，其中使用皂化有機萃取劑的方法主要通過皂化劑氨水、碳酸氫銨等對有機萃取劑進(jìn)行皂化后再加入原料進(jìn)行萃取，該方法會產(chǎn)生大量氨氮廢水，造成環(huán)境污染；若使用非皂化有機萃取劑，則生產(chǎn)成本高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種無污染、生產(chǎn)成本低、操作方便、萃取效率高、萃取過程中無第三相形成、得到的產(chǎn)品純度高的稀土有機萃取過程中使用的有機萃取劑的皂化劑，本發(fā)明的另一目的在于公開其應(yīng)用方法。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種稀土有機萃取劑的皂化劑，所述皂化劑由氫氧化鈉和碳酸鈉組成。

優(yōu)選的是：所述皂化劑中氫氧化鈉與碳酸鈉的物質(zhì)的質(zhì)量之比為1:2。

另外優(yōu)選的是：所述皂化劑通過氫氧化鈉溶液與碳酸鈉溶液混合得到，所述氫氧化鈉溶液的當(dāng)量濃度與所述碳酸鈉溶液的當(dāng)量濃度之比為1:1。

另外優(yōu)選的是：所述氫氧化鈉溶液的摩爾濃度為4mol/l，所述碳酸鈉溶液的摩爾濃度為2mol/l。

該優(yōu)選方案中氫氧化鈉與碳酸鈉二者的鈉離子當(dāng)量濃度都是4n/l。二者混合后鈉離子的當(dāng)量濃度不變，有利于整個生產(chǎn)過程的控制與操作的簡便快速，在此摩爾濃度下，氫氧化鈉溶液與碳酸鈉溶液體積比為2:3，不僅可節(jié)約生產(chǎn)成本，同時避免了碳酸鈉溶液對有機萃取劑進(jìn)行皂化時產(chǎn)生過多的二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)致有機相與水相分層不徹底，影響產(chǎn)品的純度和質(zhì)量的現(xiàn)象。

本發(fā)明進(jìn)一步公開了該稀土有機萃取劑的皂化劑的應(yīng)用方法，包括以下步驟：

（1）將摩爾濃度為4mol/l的氫氧化鈉水溶液與摩爾濃度為2mol/l的碳酸鈉水溶液按體積比為2:3混合即得到所述皂化劑，向皂化槽內(nèi)加入所述皂化劑，及作為有機相的磺化煤油和有機萃取劑p507；

（2）將需進(jìn)行萃取分離的混合料液首先加入所述皂化槽內(nèi)進(jìn)行有機皂化，其后將皂化后的混合液進(jìn)行萃取分組即可。

優(yōu)選的是，所述應(yīng)用方法應(yīng)用于混合氯化稀土的萃取與分離上。

進(jìn)一步優(yōu)選的是：所述步驟（2）包括對所述混合料液依次所述步驟（2）包括對所述混合料液依次進(jìn)行nd/sm有機皂化、nd/sm分組、ce/pr有機皂化、ce/pr分組和la/ce有機皂化、la/ce分離的過程，分別得到nd/sm分組物釤銪釓富集物產(chǎn)品、ce/pr分組物鐠釹產(chǎn)品和單一的鑭、鈰產(chǎn)品。

所述應(yīng)用方法的另一種進(jìn)一步的優(yōu)選為：所述nd/sm的有機皂化、nd/sm分組的過程為：在緩慢攪拌的情況下，在皂化槽內(nèi)控制所述有機相的流量為28~32l/min、所述皂化劑的流量為1.54~1.76l/min、所述混合料液的流量為24~30l/min，得到第一皂化流出液，將第一皂化流出液其后在萃取槽內(nèi)進(jìn)行nd/sm分組，得到釤銪釓富集物產(chǎn)品和剩余的第二混合料液。

上述過程中所述有機萃取劑的皂化度為0.2~0.24n/l。

其更進(jìn)一步的優(yōu)選為：所述ce/pr有機皂化、ce/pr分組的過程為：在緩慢攪拌的情況下，在皂化槽內(nèi)控制所述有機相的流量為100~120l/min、所述皂化劑的流量為13.5~16.2l/min、所述第二混合料液的流量為24~30l/min，得到第二皂化流出液，將第二皂化流出液其后在萃取槽內(nèi)進(jìn)行ce/pr分組，得到鐠釹產(chǎn)品和剩余的第三混合料液。

上述過程中所述有機萃取劑的皂化度為0.5~0.54n/l。

其更進(jìn)一步的優(yōu)選為：所述la/ce有機皂化、la/ce分離的過程為：在緩慢攪拌的情況下，在皂化槽內(nèi)控制所述有機相的流量為60~70l/min、所述皂化劑的流量為8.1~9.45l/min，所述第三混合料液的流量為12~15l/min，得到第三皂化流出液，將第三皂化流出液其后在萃取槽內(nèi)進(jìn)行分離，得到單一的氯化鑭及氯化鈰產(chǎn)品。

上述過程中所述有機萃取劑的皂化度為0.5~0.54n/l。

本發(fā)明具有以下有益效果：

（1）顯著降低生產(chǎn)成本，若直接使用氫氧化鈉作為皂化劑，提取單一reo稀土的生產(chǎn)成本需3000~4000元，而使用本發(fā)明可將生產(chǎn)成本降至1500~2500元；

（2）萃取過程中基本無第三相的形成，在萃取過程中，若萃取體系中產(chǎn)生了第三相，皂化劑中的碳酸鈉可在緩慢攪動的情況下將第三相中的有機部分和其他雜物分離，使有機部分回到有機相中，使體系保持為穩(wěn)定的兩相，從而提高了有機萃取劑的萃取能力、顯著降低了有機萃取劑的用量，若直接使用等物質(zhì)的量氫氧化鈉作為皂化劑分離一噸reo，需要損耗有機萃取劑5~10kg，磺化煤油6~8kg，使用本發(fā)明僅需消耗同樣的有機萃取劑2~3kg，磺化煤油3~4kg，若企業(yè)一年需分離5000噸reo稀土，可節(jié)約生產(chǎn)成本30~50萬元；

（3）碳酸鈉溶液除了如上述第（2）點所指出的具有對有機相的再生作用外，還具有洗滌有機相的功能，不僅萃取過程中體系內(nèi)基本無第三相的形成，同時有機相在萃取過程中維持了較高的品質(zhì)，使最終得到的稀土產(chǎn)品純度較高，如直接使用氫氧化鈉作為皂化劑時，提取得到的氧化鑭產(chǎn)品純度為99.95%，氧化鈰產(chǎn)品純度為99.9%，使用本發(fā)明后，同樣的有機萃取劑下，氧化鑭產(chǎn)品純度提升為99.995%，氧化鈰產(chǎn)品純度提升為99.99%；

（4）混合時間自動延長，使產(chǎn)品質(zhì)量得到提升，因本發(fā)明的萃取能力較高，萃取時可選擇更小的有機相流量，如直接使用氫氧化鈉作為皂化劑，在同樣的皂化度、同樣的reo分離量、等質(zhì)量的皂化劑的情況下，有機相的流量為120~140l/min，使用本發(fā)明后有機流量為100~120l/min，原料在萃取槽洗滌段的混合室內(nèi)的平均時間延長15~30s，進(jìn)一步提高了萃取后產(chǎn)品的純度。

說明書附圖

圖1為本發(fā)明的皂化劑的一種優(yōu)選應(yīng)用方法的工藝流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作出進(jìn)一步的說明。

實施例1

（1）在第一攪拌罐內(nèi)加入摩爾濃度為2mol/l的碳酸鈉水溶液6m3，然后進(jìn)行過濾，在第二攪拌罐內(nèi)加入摩爾濃度為4mol/l的氫氧化鈉4m3，靜置，將過濾后的碳酸鈉溶液打入第二攪拌罐中，與提前配制好的氫氧化鈉溶液混合，攪拌均勻后即為皂化劑，打入高位槽備用；另外準(zhǔn)備有機相磺化煤油和有機萃取劑p507；

（2）在皂化槽內(nèi)加入所述皂化劑、有機相、有機萃取劑及混合氯化稀土的混合料液，在緩慢攪拌的情況下，控制所述有機相的流量為28~32l/min、所述有機萃取劑的皂化度為0.2~0.24n/l、所述皂化劑的流量為1.54~1.76l/min、所述混合料液的流量為24~30l/min，得到的流出液為第一皂化流出液，將第一皂化流出液其后在萃取槽內(nèi)進(jìn)行nd/sm萃取分組，得到釤銪釓富集物產(chǎn)品和剩余的第二混合料液；

（3）將第二混合料液、皂化劑、有機相、有機萃取劑在緩慢攪拌的情況下加入皂化槽內(nèi)，控制所述有機相的流量為100~120l/min、所述有機萃取劑的皂化度為0.5~0.54n/l、所述皂化劑的流量為13.5~16.2l/min、所述第二混合料液的流量為24~30l/min，得到的流出液為第二皂化流出液，將第二皂化流出液其后在萃取槽內(nèi)進(jìn)行ce/pr萃取分組，得到鐠釹產(chǎn)品和剩余的第三混合料液；

（4）將第三混合料液、皂化劑、有機相、有機萃取劑在緩慢攪拌的情況下加入皂化槽內(nèi)，控制所述有機相的流量為60~70l/min、所述有機萃取劑的皂化度為0.5~0.54n/l、所述皂化劑的流量為8.1~9.45l/min，所述第三混合料液的流量為12~15l/min，得到的流出液為第三皂化流出液，將第三皂化流出液在萃取槽內(nèi)進(jìn)行l(wèi)a/ce萃取分離，得到單一的氯化鑭及氯化鈰產(chǎn)品。

實施例2

（1）在第一攪拌罐內(nèi)加入摩爾濃度為2mol/l的碳酸鈉水溶液6m3，然后進(jìn)行過濾，在第二攪拌罐內(nèi)加入摩爾濃度為4mol/l的氫氧化鈉4m3，靜置，將過濾后的碳酸鈉溶液打入第二攪拌罐中，與提前配制好的氫氧化鈉溶液混合，攪拌均勻后即為皂化劑，打入高位槽備用；另外準(zhǔn)備有機相磺化煤油和有機萃取劑p507；

（2）在皂化槽內(nèi)加入所述皂化劑、有機相、有機萃取劑及混合氯化稀土的混合料液，在緩慢攪拌的情況下，控制所述有機相的流量為28~32l/min、所述有機萃取劑的皂化度為0.2~0.24n/l、所述皂化劑的流量為1.54~1.76l/min、所述混合料液的流量為24~30l/min，得到的流出液為第一皂化流出液，將第一皂化流出液其后在萃取槽內(nèi)進(jìn)行nd/sm萃取分組，得到釤銪釓富集物產(chǎn)品和剩余的第二混合料液；

（3）將第二混合料液、皂化劑、有機相、有機萃取劑在緩慢攪拌的情況下加入皂化槽內(nèi)，控制所述有機萃取劑的皂化度為0.54n/l、所述皂化劑的流量為13.5~16.2l/min、所述第二混合料液的流量為24~30l/min，得到的流出液為第二皂化流出液，將第二皂化流出液其后在萃取槽內(nèi)進(jìn)行ce/pr萃取分組，得到鐠釹產(chǎn)品和剩余的第三混合料液。

步驟（3）中因控制有機萃取劑的皂化度為0.54n/l、皂化劑的流量為13.5~16.2l/min、第二混合料液的流量為24~30l/min，皂化時有機相的平均流量為115l/min；

使用同樣的有機相、有機萃取劑及等質(zhì)量的相同的第二混合料液，以氫氧化鈉作為皂化劑進(jìn)行對比，在同樣的皂化劑流量、第二混合料液流量及皂化度下，有機相的平均流量為125l/min；

上述對比說明使用碳酸鈉-氫氧化鈉混合皂化劑進(jìn)行皂化萃取時，同樣的分離量和皂化度下，有機相的流量減少，同樣的萃取級數(shù)，混合的時間增長，提高了有機的萃取能力；從而提高了產(chǎn)品的純度。

在完全使用氫氧化鈉作為皂化劑的基礎(chǔ)上，本實施例按每年工作300天計算，可節(jié)約生產(chǎn)成本約30萬元。