本發(fā)明涉及萃取技術(shù),更具體地,涉及一種由含鈧鈦廢酸液制備氫氧化鈧的方法。
背景技術(shù):
鈧是一種稀土稀有元素,具有良好的耐高溫(1500℃)性、耐高溫強(qiáng)輻照性、高溫絕緣性等優(yōu)點(diǎn),在鈧鈉燈、太陽(yáng)能光電池、合金材料、有機(jī)添加劑等方面有廣泛的用途。
鈧的獨(dú)立礦物極為稀少,因此工業(yè)上是在綜合處理有色和稀有金屬礦石時(shí)伴生回收分散的鈧,目前主要是通過(guò)溶劑萃取法回收富集鈧。采用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉中,大約每生產(chǎn)一噸鈦白粉,在水解工序就要排出20%的濃廢酸,大約為8~10噸濃廢酸。廢酸是回收鈧的重要物料,其中含sc2o3量為10g/m3-20g/m3。鈦白生產(chǎn)中的水解廢酸具有含鈧少,雜質(zhì)金屬元素種類多、且濃度高的特點(diǎn),其中鈦含量為鈧的280倍以上,且不易與鈧分離,因此,鈧與鈦的分離是提鈧工藝的關(guān)鍵。
中國(guó)專利cn201310010538.6公開了一種鈦白生產(chǎn)廢酸中鈧的萃取回收方法。該方法在使用含有二(2-乙基己基)磷酸酯、磷酸三丁酯與煤油的萃取劑萃取得到富集了鈧、鈦的有機(jī)相后,以硫酸和雙氧水對(duì)該有機(jī)相進(jìn)行洗滌后,再重復(fù)進(jìn)行萃取和洗滌過(guò)程,直至達(dá)到富集要求。該方法回收工藝流程長(zhǎng),反復(fù)萃取和洗滌,試劑消耗量大、除鈦效率低,并且,成本高。
中國(guó)專利cn201310329294.8公開了一種鈦白廢水中鈧的回收方法。該方法在使用含有二(2-乙基己基)磷酸酯、磷酸三丁酯與煤油的萃取劑萃取得到富集了鈧、鈦的有機(jī)相后,以氫氧化鈉進(jìn)行反萃,然后以鹽酸或硫酸溶解后,再加入雙氧水,并用前述萃取劑進(jìn)行萃取,重復(fù)反萃、酸溶解、萃取的過(guò)程,直至達(dá)到回收要求。該方法工藝流程長(zhǎng),氫氧化鈉及萃取、反萃的試劑消耗大,鈧、鈦質(zhì)量比不高。
李海等人在《鈦白廢酸中鈧的提取工藝改進(jìn)》(無(wú)機(jī)鹽工業(yè)2006年第38卷第9期)中研究了采用二次萃取富集、一次水解除雜、二次草酸提純,以提取鈦白廢酸中的鈧,可使鈧鈦的質(zhì)量比最終富集到20:1。此方法雖然省去了硫酸雙氧水洗鈦步驟,但是工藝流程長(zhǎng),水解除鈦的操作步驟繁瑣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供一種克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題的工藝流程短、分離回收效率高、成本低廉的由含鈧鈦廢酸液制備氫氧化鈧的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供一種由含鈧鈦廢酸液制備氫氧化鈧的方法,其包括如下步驟:
步驟s1、將含鈧鈦廢酸液去除懸浮物及大顆粒雜質(zhì)后得到澄清酸液;
步驟s2、對(duì)所述澄清酸液進(jìn)行萃取,得富集鈧、鈦的鈧鈦有機(jī)相;
步驟s3、以洗脫劑對(duì)所述鈧鈦有機(jī)相進(jìn)行洗脫,得到除鈦后的有機(jī)相,其中,所述洗脫劑為雙氧水和含有磷酸根的物質(zhì)組成的水溶液;
步驟s4、對(duì)所述有機(jī)相進(jìn)行反萃處理,經(jīng)分離回收得氫氧化鈧。
優(yōu)選地,步驟s1中所述含鈧鈦廢酸液中的鈧的含量為10mg/l-25mg/l,鈧鈦的含量比為1:120-1:500;
優(yōu)選地,所述含鈧鈦廢酸液為熔煉高鈦渣時(shí)的氯化煙塵酸浸液、鎢渣綜合回收時(shí)的酸浸液或硫酸法生產(chǎn)鈦白粉排出的水解廢酸液。
優(yōu)選地,步驟s2中所述萃取采用的萃取劑為二(2-乙基己基)磷酸酯溶于溶劑油組成的混合物或二(2-乙基己基)磷酸酯與磷酸三丁酯溶于溶劑油組成的混合物;
優(yōu)選地,所述二(2-乙基己基)磷酸酯在所述混合物中的體積分?jǐn)?shù)為5%-25%,和/或,所述磷酸三丁酯在所述混合物中的體積分?jǐn)?shù)為2%-5%。
優(yōu)選地,步驟s2中所述萃取的有機(jī)相與水相的體積比為1:1-1:25;
優(yōu)選地,其單級(jí)萃取時(shí)間為5min-20min。
優(yōu)選地,步驟s3中所述含磷酸根的物質(zhì)為磷酸、磷酸鹽或磷酸與磷酸鹽的混合水溶液;
優(yōu)選所述磷酸鹽為含磷酸根的鈉鹽、鉀鹽、銨鹽中的一種或幾種。
優(yōu)選地,步驟s3中,所述磷酸根與所述鈧鈦有機(jī)相中鈦的摩爾比為0.5:1-4:1。
優(yōu)選地,步驟s3中所述雙氧水與所述鈧鈦有機(jī)相中鈦的摩爾比為1:1-10:1;
優(yōu)選地,單級(jí)洗脫時(shí)間為5min-30min。
優(yōu)選地,步驟s3中所述洗脫采用多級(jí)逆流洗脫;
優(yōu)選地,采用三級(jí)逆流洗脫。
優(yōu)選地,步驟s4中所述反萃劑為氫氧化鈉水溶液;
優(yōu)選所述氫氧化鈉水溶液濃度為3mol/l-5mol/l;
更優(yōu)選地,所述有機(jī)相與氫氧化鈉水溶液的體積比為2:1-5:1。
優(yōu)選地,包括如下步驟:
步驟s1、將含鈧鈦廢酸液去除懸浮物及大顆粒雜質(zhì)后得到澄清酸液;
步驟s2、對(duì)所述澄清酸液進(jìn)行萃取,得富集鈧、鈦的鈧鈦有機(jī)相,其中,所述萃取采用的萃取劑為二(2-乙基己基)磷酸酯溶于溶劑油組成的混合物或二(2-乙基己基)磷酸酯與磷酸三丁酯溶于溶劑油組成的混合物,所述二(2-乙基己基)磷酸酯在所述混合物中的體積分?jǐn)?shù)為5%-25%,和/或,所述磷酸三丁酯在所述混合物中的體積分?jǐn)?shù)為2%-5%,所述萃取的有機(jī)相與水相的相比為1:1-1:25;
步驟s3、以洗脫劑對(duì)所述鈧鈦有機(jī)相進(jìn)行洗脫,得到除鈦后的有機(jī)相,其中,所述洗脫劑為雙氧水和含有磷酸根的物質(zhì)組成的水溶液,所述磷酸根與所述鈧鈦有機(jī)相中鈦的摩爾比為0.5:1-4:1,所述雙氧水與所述鈧鈦有機(jī)相中鈦的摩爾比為1:1-10:1;
步驟s4、對(duì)所述有機(jī)相進(jìn)行反萃處理,經(jīng)分離回收得氫氧化鈧,所述反萃采用的反萃劑為氫氧化鈉水溶液,所述氫氧化鈉水溶液濃度為3mol/l-5mol/l,所述有機(jī)相與氫氧化鈉水溶液的體積比為2:1-5:1。
本發(fā)明的一種由含鈧鈦廢酸液制備氫氧化鈧的方法,其有益效果主要如下:
(1)該方法各實(shí)現(xiàn)步驟中,無(wú)需重復(fù)操作,避免了多次萃取、反萃過(guò)程,工藝流程大大縮短;
(2)洗脫過(guò)程中,以洗脫劑直接處理鈧鈦有機(jī)相,所生產(chǎn)的鈦絡(luò)合物性質(zhì)穩(wěn)定,既有效的提高鈦的洗脫率、提高鈧的富集,又能夠降低試劑的消耗,從而降低成本;
(3)本方法分離條件易于控制,可操作性強(qiáng)。
附圖說(shuō)明
圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種由含鈧鈦廢酸液制備氫氧化鈧的方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明,但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
參見圖1所示,一種由含鈧鈦廢酸液制備氫氧化鈧的方法,其包括如下步驟:
步驟s1、將含鈧鈦廢酸液去除懸浮物及大顆粒雜質(zhì)后得到澄清酸液;
步驟s2、對(duì)所述澄清酸液進(jìn)行萃取,得富集鈧、鈦的鈧鈦有機(jī)相;
步驟s3、以洗脫劑對(duì)所述鈧鈦有機(jī)相進(jìn)行洗脫,得到除鈦后的有機(jī)相,其中,所述洗脫劑為雙氧水和含有磷酸根的物質(zhì)組成的水溶液;
步驟s4、對(duì)所述有機(jī)相進(jìn)行反萃處理,經(jīng)分離回收得氫氧化鈧。
步驟s1中,含鈧鈦廢酸液中鈧的含量為10mg/l-25mg/l、鈧鈦的含量比為1:120-1:500。當(dāng)鈧的含量過(guò)低時(shí),其回收效率低,回收成本高昂,達(dá)不到好的回收效益。
其中,本發(fā)明所述的方法尤其適用于熔煉高鈦渣時(shí)的氯化煙塵酸浸液、鎢渣綜合回收時(shí)的酸浸液或硫酸法生產(chǎn)鈦白粉排出的水解廢酸液。由于在這些廢酸液中,鈧、鈦以可溶性離子或絡(luò)合物的形式存在,因此,采用過(guò)濾或靜置的方法,能夠先去除含鈧鈦廢酸液中的懸浮物及大顆粒雜質(zhì),避免其耗費(fèi)試劑及其他對(duì)后續(xù)處理的不利影響,但是,并不會(huì)影響廢酸液中鈧、鈦的含量變化。
步驟s2中,在去除雜質(zhì)后的澄清酸液中,直接加入萃取劑進(jìn)行萃取,使含鈧、鈦的化合物進(jìn)入到鈧鈦有機(jī)相中。在此過(guò)程中,雖然少量的鐵、鈣雜質(zhì)也會(huì)進(jìn)入到鈧鈦有機(jī)相中,但其他大部分雜質(zhì)均被分離而進(jìn)入水相,達(dá)到富集鈧和鈦的目的。
優(yōu)選地,采用串級(jí)逆流萃取方式。逆流萃取是利用螺旋柱在行星運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的多維離心力場(chǎng),使互不相容的兩相不斷混合,同時(shí)保留其中的一相,即固定相,利用恒流泵連續(xù)輸入另一相,即流動(dòng)相,隨流動(dòng)相進(jìn)入螺旋柱的溶質(zhì)在兩相之間反復(fù)分配,以進(jìn)行萃取分離。為保證鈧、鈦能夠有效的富集,優(yōu)選地,采用三級(jí)串級(jí)逆流萃取。
加入到澄清后的澄清酸液中的萃取劑為二(2-乙基己基)磷酸酯溶于溶劑油中形成的混合物。優(yōu)選地,二(2-乙基己基)磷酸酯的體積分?jǐn)?shù)為5%-25%,其余為溶劑油。其中,溶劑油為煤油或環(huán)己烷。
或者,加入到澄清后的澄清酸液中的萃取劑為二(2-乙基己基)磷酸酯與磷酸三丁酯溶于溶劑油的混合物。優(yōu)選地,二(2-乙基己基)磷酸酯的體積分?jǐn)?shù)為5%-25%,磷酸三丁酯的體積分?jǐn)?shù)為2%-5%,其余為溶劑油。其中,溶劑油為煤油或環(huán)己烷。
澄清酸液中加入萃取劑后,其有機(jī)相和水相的體積比優(yōu)選為1:1-1:25。通過(guò)調(diào)節(jié)萃取劑的用量,使鈧、鈦能夠有效的富集而進(jìn)入到萃取的鈧鈦有機(jī)相中,從而達(dá)到鈧、鈦與其他雜質(zhì)分離的目的。優(yōu)選地,萃取過(guò)程的溫度為20℃-50℃。優(yōu)選地,每一級(jí)的萃取時(shí)間控制在5min-20min。
步驟s3中,在經(jīng)過(guò)萃取后得到的鈧鈦有機(jī)相中加入洗脫劑,以洗脫分離鈧鈦有機(jī)相中的鈦。洗脫劑是由雙氧水和含有磷酸根的物質(zhì)組成的水溶液。其中,含有磷酸根的物質(zhì)為磷酸(h3po4)、磷酸鹽或磷酸與磷酸鹽的混合水溶液,磷酸鹽為含有磷酸根的鈉鹽、鉀鹽或銨鹽中的一種或幾種。
具體的,含有磷酸根的鈉鹽、鉀鹽或銨鹽為:磷酸二氫鈉(nah2po4)、磷酸氫二鈉(na2hpo4)、磷酸鈉(na3po4)、磷酸二氫鉀(kh2po4)、磷酸氫二鉀(k2hpo4)、磷酸鉀(k3po4)、磷酸二氫銨(nh4h2po4)、磷酸氫二銨((nh4)2hpo4)、磷酸銨((nh4)3po4)。即,洗脫劑含有h3po4、nah2po4、na2hpo4、na3po4、kh2po4、k2hpo4、k3po4、nh4h2po4、(nh4)2hpo4和(nh4)3po4中的一種或幾種物質(zhì)。
在鈧鈦有機(jī)相中加入洗脫劑,其中,洗脫劑中的磷酸根與鈧鈦有機(jī)相中鈦的摩爾比為0.5:1-4:1;洗脫劑中的雙氧水與鈧鈦有機(jī)相中鈦的摩爾比為1:1-10:1。磷酸根與鈦的摩爾比值以及雙氧水與鈦的摩爾比值設(shè)置在合適的范圍內(nèi),使磷酸根與雙氧水組成的混合物與鈧鈦有機(jī)相中的鈦發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)的效率更高,能夠更有效的絡(luò)合鈦,而達(dá)到分離鈧、鈦的目的,同時(shí),避免試劑的使用量過(guò)高而增加成本或造成試劑的耗費(fèi)。
由于在鈧鈦有機(jī)相中加入洗脫劑后,洗脫劑中的磷酸根和雙氧水與鈧鈦有機(jī)相中的鈦形成可溶于水的絡(luò)合物,鈧鈦有機(jī)相中的鈦以可溶性絡(luò)合物的形態(tài)進(jìn)入水相。同時(shí),洗脫劑中磷酸根和雙氧水與鈧鈦有機(jī)相中的鈧不會(huì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),因此,鈧鈦有機(jī)相中的鈧?cè)匀涣粼谟袡C(jī)相中。通過(guò)磷酸根和雙氧水分別與鈧、鈦的不同反應(yīng)過(guò)程,將鈧鈦有機(jī)相中的鈧、鈦進(jìn)行有效的分離。
現(xiàn)有技術(shù)中的以硫酸雙氧水的洗鈦方法,主要是在硫酸存在的環(huán)境下,雙氧水與鈦形成可溶于水的絡(luò)合物,以達(dá)到洗鈦的目的,為了提高洗鈦的效率,需進(jìn)行10-20級(jí)的串級(jí)洗滌,不僅工藝流程長(zhǎng),而且試劑消耗量大。
而本發(fā)明采用的洗脫劑中的含磷酸根的物質(zhì)和雙氧水組合,在對(duì)鈧鈦有機(jī)相中的鈦進(jìn)行洗脫時(shí),洗脫劑中的磷酸根和雙氧水與鈧鈦有機(jī)相中的鈦,生成可溶于水的鈦的過(guò)氧磷酸絡(luò)合物。
相比于雙氧水與鈦的絡(luò)合,磷酸根和雙氧水同時(shí)與鈦發(fā)生絡(luò)合所得到的絡(luò)合物更穩(wěn)定,具有更高的絡(luò)合強(qiáng)度及絡(luò)合效率。同時(shí),由于磷酸根與雙氧水協(xié)同與鈦發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),即在進(jìn)行洗脫時(shí),含磷酸根的物質(zhì)和雙氧水是同時(shí)加入到鈧鈦有機(jī)相中,在整個(gè)洗脫過(guò)程中,磷酸根和雙氧水能夠充分接觸并反應(yīng)。因此,洗脫劑采用含磷酸根的物質(zhì)和雙氧水組成的水溶液,能夠有效的減少洗脫的次數(shù),縮短工藝流程,提高洗脫效率。
優(yōu)選地,采用多級(jí)逆流洗脫方式進(jìn)行洗脫鈦。為更好的分離鈧、鈦的同時(shí),減少鈧的損失,優(yōu)選采用三級(jí)逆流洗脫。
在鈧鈦有機(jī)相中加入洗脫劑后,優(yōu)選其有機(jī)相與水相的體積比為1:1-10:1。通過(guò)調(diào)節(jié)加入鈧鈦有機(jī)相中的水相的量,保證洗脫效率,同時(shí),避免水相過(guò)大而影響鈧的回收率。在進(jìn)行洗脫作業(yè)時(shí),優(yōu)選其洗脫過(guò)程的溫度為20℃-50℃,更優(yōu)選地,每一級(jí)洗脫的洗脫時(shí)間為5min-30min。
洗脫過(guò)程在常溫或稍高于常溫的狀態(tài)下進(jìn)行,既充分保證磷酸根和雙氧水與鈦的絡(luò)合反應(yīng)順利進(jìn)行,又避免高溫條件下雙氧水的水解損耗。此外,磷酸、磷酸鹽具有ph緩沖調(diào)節(jié)的作用,以含磷酸根的物質(zhì)與雙氧水結(jié)合的方式,能夠有效的避免雙氧水在高溫及酸性介質(zhì)中的分解,從而減小雙氧水的損耗,提高雙氧水的反應(yīng)效率。
由于洗脫過(guò)程是對(duì)鈧鈦有機(jī)相中的鈦進(jìn)行清洗而使鈦進(jìn)入水相中,并且,磷酸根和雙氧水與鈦生產(chǎn)的絡(luò)合物很穩(wěn)定,為避免鈧鈦有機(jī)相中的鈧因大量水溶液的清洗而造成損失,提高抗的富集率,在保證鈦的充分洗脫的基礎(chǔ)上,控制有機(jī)相與水相的體積比。
步驟s4中,在經(jīng)過(guò)洗脫除鈦后得到的含鈧的有機(jī)相中,加入反萃劑,使有機(jī)相中的鈧反應(yīng)以生成沉淀,從而制備得到氫氧化鈧的粗產(chǎn)品。反萃劑采用氫氧化鈉的水溶液,氫氧化鈉水溶液的濃度優(yōu)選為3mol/l-5mol/l,更進(jìn)一步,反萃過(guò)程的溫度條件優(yōu)選為20℃-50℃。在反萃過(guò)程中,為使有機(jī)相中的鈧得以與氫氧根充分反應(yīng)產(chǎn)生沉淀,以進(jìn)行過(guò)濾分離,有機(jī)相與氫氧化鈉水溶液的體積比優(yōu)選為2:1~5:1。
經(jīng)過(guò)萃取和洗脫過(guò)程而得到的有機(jī)相中,鈦及其他雜質(zhì)已經(jīng)過(guò)有效的去除或分離,因此,采用氫氧化鈉溶液反萃得到的粗產(chǎn)品中,氫氧化鈧的純度能夠達(dá)到80%以上。
為更進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的制備氫氧化鈧的方法,一種由含鈧鈦廢酸液制備氫氧化鈧的方法,其包括以下步驟:
步驟s1、將含鈧鈦廢酸液去除懸浮物及大顆粒雜質(zhì)后得到澄清酸液;
步驟s2、對(duì)所述澄清酸液進(jìn)行萃取,得富集鈧、鈦的鈧鈦有機(jī)相,其中,所述萃取采用的萃取劑為二(2-乙基己基)磷酸酯溶于溶劑油組成的混合物或二(2-乙基己基)磷酸酯與磷酸三丁酯溶于溶劑油組成的混合物,所述二(2-乙基己基)磷酸酯在所述混合物中的體積分?jǐn)?shù)為5%-25%,和/或,所述磷酸三丁酯在所述混合物中的體積分?jǐn)?shù)為2%-5%,所述萃取的有機(jī)相與水相的相比為1:1-1:25;
步驟s3、以洗脫劑對(duì)所述鈧鈦有機(jī)相進(jìn)行洗脫,得到除鈦后的有機(jī)相,其中,所述洗脫劑為雙氧水和含有磷酸根的物質(zhì)組成的水溶液,所述磷酸根與所述鈧鈦有機(jī)相中鈦的摩爾比為0.5:1-4:1,所述雙氧水與所述鈧鈦有機(jī)相中鈦的摩爾比為1:1-10:1;
步驟s4、對(duì)所述有機(jī)相進(jìn)行反萃處理,經(jīng)分離回收得氫氧化鈧,所述反萃采用的反萃劑為氫氧化鈉水溶液,所述氫氧化鈉水溶液濃度為3mol/l-5mol/l,所述有機(jī)相與氫氧化鈉水溶液的體積比為2:1-5:1。
對(duì)含鈧鈦廢酸液直接進(jìn)行去除懸浮物及大顆粒,能夠先去除廢酸液中一部分雜質(zhì),利于后續(xù)處理;對(duì)去除懸浮物及大顆粒的澄清酸液進(jìn)行萃取以富集廢酸液中的鈧和鈦,萃取過(guò)程中,在對(duì)鈧和鈦進(jìn)行富集的同時(shí),進(jìn)一步去除鈧、鈦富集的鈧鈦有機(jī)相中的雜質(zhì);在鈧鈦有機(jī)相中直接加入含磷酸根和雙氧水的洗脫劑進(jìn)行洗脫鈦,磷酸根、雙氧水和鈦反應(yīng),形成可溶于水的鈦的過(guò)氧磷酸絡(luò)合物,該絡(luò)合物性質(zhì)穩(wěn)定,有利于鈦進(jìn)入水相,以直接實(shí)現(xiàn)鈧、鈦的分離,鈧、鈦分離效率高;在實(shí)現(xiàn)鈧、鈦分離后的有機(jī)相中,加入反萃劑以沉淀鈧,即可得到氫氧化鈧粗產(chǎn)品。該方法工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、鈧、鈦的分離及鈧富集效率高、成本低廉。
以下通過(guò)實(shí)施例以說(shuō)明本發(fā)明的有益效果,實(shí)施例中的含鈧鈦廢酸液,其組分含量如表1。
表1含鈧鈦廢酸液的主要組分(g/l)
實(shí)施例1
本實(shí)施例的一種由含鈧鈦廢酸液制備氫氧化鈧的方法,其具體的操作步驟如下:
(1)將含鈧鈦廢酸液過(guò)濾,得到澄清酸液。其中,含鈧鈦廢酸液組分如表1。
(2)在澄清酸液中加入萃取劑,其中,萃取劑為含10%的二(2-乙基己基)磷酸酯和90%的煤油的混合物。取分液漏斗進(jìn)行三級(jí)串級(jí)逆流萃取,其有機(jī)相與水相的體積比為1:21,單級(jí)萃取時(shí)間取15min,得到含鈧270mg/l、鈦5.6g/l的鈧鈦有機(jī)相。
(3)在含鈧270mg/l、鈦5.6g/l的鈧鈦有機(jī)相中加入洗脫劑,其中,洗脫劑為na3po4和h2o2的混合溶液。na3po4和h2o2分別與ti的摩爾比為nna3po4/nti=1.5/1,nh2o2/nti=3/1。洗脫體系中有機(jī)相與水相的相比為1:1,洗脫時(shí)間為15min。經(jīng)一級(jí)洗脫作業(yè)后,ti的洗脫率為77.1%,鈧的損失率為0.93%。
采用含磷酸根和雙氧水的洗脫劑對(duì)鈧鈦有機(jī)相進(jìn)行處理,能夠?qū)⑩傗佊袡C(jī)相中的鈦充分的分離出去,而鈧的損失非常小,不僅能夠有效的回收鈧,對(duì)經(jīng)洗脫而進(jìn)入到水相中的鈦也進(jìn)行了有效的回收,便于后續(xù)對(duì)鈦的回收利用。
(4)通過(guò)洗脫過(guò)程分離鈦后的有機(jī)相中加4mol/l的氫氧化鈉水溶液,有機(jī)相與氫氧化鈉水溶液的體積比為3:1,反萃時(shí)間25min,過(guò)濾得到氫氧化鈧粗產(chǎn)品。所得到的粗產(chǎn)品中,氫氧化鈧的回收率為59.3%,氫氧化鈧的純度為34.56%。
實(shí)施例2
(1)將含鈧鈦廢酸液過(guò)濾,得到澄清酸液。其中,含鈧鈦廢酸液組分如表1。
(2)在澄清酸液中加入萃取劑,其中,萃取劑為含10%的二(2-乙基己基)磷酸酯,5%的磷酸三丁酯和85%的煤油的混合物。取分液漏斗進(jìn)行三級(jí)串級(jí)逆流萃取,萃取體系中有機(jī)相與水相的相比為1:21,萃取時(shí)間取15min,得到含鈧430mg/l,含鈦6.05g/l的鈧鈦有機(jī)相。
(3)在含鈧430mg/l,含鈦6.05g/l的鈧鈦有機(jī)相中加入洗脫劑,其中,洗脫劑為na3po4和h2o2的混合溶液,na3po4和h2o2分別與ti的摩爾比為nna3po4/nti=1.5/1,nh2o2/nti=3/1,其有機(jī)相與水相的體積比為1/1,洗脫時(shí)間為15min。經(jīng)一級(jí)洗脫作業(yè)后的水相中ti的含量為4.79g/l。鈦的洗脫率為79.1%,鈧的損失率為2.1%。
(4)通過(guò)洗脫過(guò)程分離鈦后的有機(jī)相中加4mol/l的氫氧化鈉水溶液,有機(jī)相與氫氧化鈉水溶液的體積比為3/1,反萃時(shí)間25min,過(guò)濾得到氫氧化鈧粗產(chǎn)品。所得到的粗產(chǎn)品中,氫氧化鈧的回收率為79.4%,氫氧化鈧的純度為47.76%。
實(shí)施例3
采用與實(shí)施例2相同的操作,區(qū)別僅在于:na3po4和h2o2分別與ti的摩爾比為nna3po4/nti=0.5/1,nh2o2/nti=3/1。經(jīng)一級(jí)洗脫作業(yè)后的水相中,ti的含量為0.7g/l,鈦的洗脫率為11.52%,鈧的損失率為0。經(jīng)反萃后所得到的粗產(chǎn)品中,氫氧化鈧的回收率為81%,氫氧化鈧的純度為17.82%。
實(shí)施例4
采用與實(shí)施例2相同的操作,區(qū)別僅在于:na3po4和h2o2分別與ti的摩爾比為nna3po4/nti=1/1,nh2o2/nti=3/1。經(jīng)一級(jí)洗脫作業(yè)后的水相中,ti的含量為3.59g/l,鈦的洗脫率為59.4%,鈧的損失率為0.12%。經(jīng)反萃所得到的粗產(chǎn)品中,氫氧化鈧的回收率為80.2%,氫氧化鈧的純度為31.88%。
實(shí)施例5
采用與實(shí)施例2相同的操作,區(qū)別僅在于:na3po4和h2o2分別與ti的摩爾比為nna3po4/nti=3/1,nh2o2/nti=3/1。經(jīng)一級(jí)洗脫作業(yè)后的水相中ti的含量為5.06g/l;鈦的洗脫率為83.72%,鈧的損失率為10.23%。所得到的粗產(chǎn)品中,氫氧化鈧的回收率為72.9%,氫氧化鈧的純度為53%。
實(shí)施例6
采用與實(shí)施例2相同的操作,區(qū)別僅在于:na3po4和h2o2分別與ti的摩爾比為nna3po4/nti=4/1,nh2o2/nti=3/1。經(jīng)一級(jí)洗脫作業(yè)后的水相中ti的含量為5.36g/l,鈦的洗脫率為88.6%,鈧的損失率為23.6%。所得到的粗產(chǎn)品中,氫氧化鈧的回收率為62.25%,氫氧化鈧的純度為61.52%。
實(shí)施例7
采用與實(shí)施例2相同的操作,區(qū)別僅在于:na3po4和h2o2分別與ti的摩爾比為nna3po4/nti=1.5/1,nh2o2/nti=1/1。經(jīng)一級(jí)洗脫作業(yè)后的水相中ti的含量為3.29g/l,鈦的洗脫率為54.36%,鈧的損失率為1.4%。經(jīng)反萃所得到的粗產(chǎn)品中,氫氧化鈧的回收率為79.8%,氫氧化鈧的純度為29.43%。
實(shí)施例8
采用與實(shí)施例2相同的操作,區(qū)別僅在于:na3po4和h2o2分別與ti的摩爾比為nna3po4/nti=1.5/1,nh2o2/nti=2/1。經(jīng)一級(jí)洗脫作業(yè)后的水相中ti的含量為4.41g/l,鈦的洗脫率為72.92%,鈧的損失率為0.99%。所得到的粗產(chǎn)品中,氫氧化鈧的回收率為80.2%,氫氧化鈧的純度為41.54%。
實(shí)施例9
采用與實(shí)施例2相同的操作,區(qū)別僅在于:na3po4和h2o2分別與ti的摩爾比為nna3po4/nti=1.5/1,nh2o2/nti=6/1。經(jīng)一級(jí)洗脫作業(yè)后的水相中ti的含量為5.47g/l,鈦的洗脫率為90.41%,鈧的損失率為0.23%。所得到的粗產(chǎn)品中,氫氧化鈧的回收率為80.8%,氫氧化鈧的純度為65.74%。
實(shí)施例10
采用與實(shí)施例2相同的操作,區(qū)別僅在于:na3po4和h2o2分別與ti的摩爾比為nna3po4/nti=1.5/1,nh2o2/nti=10/1。經(jīng)一級(jí)洗脫作業(yè)后的水相中ti的含量為5.58g/l,鈦的洗脫率為92.15%,鈧的損失率為0.12%。所得到的粗產(chǎn)品中,氫氧化鈧的回收率為80.9%,氫氧化鈧的純度為70.57%。
實(shí)施例11
采用與實(shí)施例5相同的操作,區(qū)別僅在于:洗脫劑為h3po4和h2o2的混合溶液,其中,h3po4和h2o2分別與ti的摩爾比為nh3po4/nti=3/1,nh2o2/nti=3/1。經(jīng)一級(jí)洗脫作業(yè)后的水相中ti的含量為1.32g/l,鈦的洗脫率為21.8%,鈧的損失率為0.3%。經(jīng)反萃得到的粗產(chǎn)品中,氫氧化鈧的回收率為80.7%,氫氧化鈧的純度為19.7%。
實(shí)施例12
采用與實(shí)施例5相同的操作,區(qū)別僅在于:洗脫劑為k3po4和h2o2的混合溶液,其中,k3po4和h2o2分別與ti的摩爾比為nk3po4/nti=3/1,nh2o2/nti=3/1。經(jīng)一級(jí)洗脫作業(yè)后的水相中ti的含量為5.1g/l,鈦的洗脫率為84.3%,鈧的損失率為11.3%。經(jīng)反萃得到的粗產(chǎn)品中,氫氧化鈧的回收率為71.8%,氫氧化鈧的純度為52%。
實(shí)施例13
采用與實(shí)施例5相同的操作,區(qū)別僅在于:洗脫劑為(nh4)3po4和h2o2的混合溶液,其中,(nh4)3po4和h2o2分別與ti的摩爾比為n(nh4)3po4/nti=3/1,nh2o2/nti=3/1。經(jīng)一級(jí)洗脫作業(yè)后的水相中ti的含量為3.32g/l,鈦的洗脫率為54.5%,鈧的損失率為1.3%。經(jīng)反萃得到的粗產(chǎn)品中,氫氧化鈧的回收率為79.9%,氫氧化鈧的純度為29.5%。
實(shí)施例14
采用與實(shí)施例2相同的操作,區(qū)別僅在于:進(jìn)行三級(jí)逆流洗脫,且單級(jí)洗脫時(shí)間為15min。經(jīng)三級(jí)洗脫作業(yè)后的有機(jī)相中ti的含量為0.103g/l,鈦的總洗脫率為98.3%,鈧的損失率為4.1%。經(jīng)反萃所得到的粗產(chǎn)品中,氫氧化鈧的回收率為77.76%,氫氧化鈧的純度為85.32%。
最后,本申請(qǐng)的方法僅為較佳的實(shí)施方案,并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。