專利名稱：消除釔精礦酸溶液萃取乳化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濕法冶金中消除乳化的方法，更具體的說在分離提純稀土元素時(shí)，特別是分離提純釔時(shí)，稀土礦的酸溶溶液的前處理消除萃取乳化的方法。
我國(guó)南方低釔稀土礦組份復(fù)雜，非稀土元素種類多，而且含量高，其礦石經(jīng)鹽酸分解后，必須進(jìn)行除鐵、鋁、硅等雜質(zhì)的前處理工序，否則在下一步分離萃取提純釔時(shí)，產(chǎn)生嚴(yán)重的乳化現(xiàn)象，使萃取過程難以進(jìn)行下去。
在已有的技術(shù)文獻(xiàn)中，有的研究者(王風(fēng)鳴，南昌硬質(zhì)合金廠，稀土，2，1985，P32-36)，提出將混合稀土礦物用水調(diào)成漿狀，在搪玻璃反應(yīng)罐中放入適量鹽酸，攪拌，徐徐把礦漿加入到鹽酸中去，加完料后加熱煮沸0.5-1小時(shí)，調(diào)PH＝3-4，冷卻至46℃，再徐徐加入凈化劑硫化銨，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)，靜置6-12小時(shí)，過濾，得到分離萃取釔的料液。在該工藝中，由于所用的凈化劑是硫化銨，鐵、鋁等雜質(zhì)除去的不完全。由于混合稀土礦物中，根據(jù)其產(chǎn)地不同，其成分亦有所不同，有的礦含的鈣、鎂、硫酸根較高。有許多種礦石經(jīng)上述的工藝前處理后，在以后的分離萃取釔時(shí)，仍出現(xiàn)乳化現(xiàn)象，使萃取分離釔的工藝難以進(jìn)行下去。
本發(fā)明的目的就在于研究出一種新的消除釔精礦酸溶溶液的萃取乳化的方法，用本發(fā)明的工藝方法進(jìn)行前處理后能將鐵、鋁、重金屬等雜質(zhì)除去完全，適用于各種釔精礦的前處理，而使下一步的萃取分離時(shí)不發(fā)生乳化現(xiàn)象。
本發(fā)明的一種消除釔精礦酸溶溶液萃取乳化的方法，用鹽酸酸溶的釔精礦溶液，經(jīng)除硅后作為料液，用堿金屬的硫化物作為沉淀劑，料液的酸度為PH0.5-6.3，使料液溫度保持在10℃-沸點(diǎn)之間，攪拌下加入沉淀劑堿金屬硫化物，進(jìn)行固液分離，調(diào)節(jié)濾液的PH值在0.5-4.5之間，使料液的溫度保持在50℃-沸點(diǎn)之間，加入氯化鋇，進(jìn)行固液分離。
所說的堿金屬的硫化物沉淀劑是硫化鋰、硫化鈉、硫化鉀其中的一種，但以硫化鈉為佳，硫化鈉價(jià)格便宜，堿性強(qiáng)，不但能除去鉛等重金屬雜質(zhì)亦能使鐵鋁等雜質(zhì)完全除去。
在本發(fā)明中所說的釔精礦是南方低釔稀土礦(離子型礦)經(jīng)硫酸銨或氯化鈉浸出后得到的浸出液經(jīng)草酸沉淀，煅燒得到的氧化物稱為釔精礦，南方低釔稀土礦因產(chǎn)地不同，其化學(xué)成分亦不同，例如有安遠(yuǎn)，贛州地區(qū)的低釔稀土礦和某些龍南稀土礦。這些低釔稀土礦經(jīng)上述處理得到的釔精礦雜質(zhì)含量仍高，必須前處理，而且這些釔精礦通常含釔比較低。這些釔精礦中除了含有鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、等稀土元素外還含有三氧化二釔30%以上，三氧化二鐵0.050-0.15%，二氧化硅0.017-1.2%，氧化鈣、氧化鎂合量0.080-3.5%，含硫酸根0.040-1.40%。
將上述釔精礦礦石加少量水將料潤(rùn)濕調(diào)漿，按每公斤稀土氧化物加入1.8-2.2升工業(yè)鹽酸，攪拌加熱至沸，控制PH0.5-1，煮沸攪拌30分鐘，趁熱過濾，進(jìn)行固液分離，除去硅的濾液作為本發(fā)明的工藝的料液，料液的酸度控制在PH0.3-6.3，以控制料液酸度PH3-4為佳，(可用氫氧化銨，碳酸稀土或鹽酸調(diào)節(jié)PH)，料液中氯化稀土的濃度控制在0.7-3摩爾/升，料液中氯化稀土的較佳濃度為1.5-2.3摩爾/升。料液中氯化稀土濃度小于0.7摩爾/升，凈化不易合格，設(shè)備利用率亦低，經(jīng)濟(jì)效益低，但料液中氯化稀土濃度亦不應(yīng)達(dá)到飽和。
將上述除去硅的氯化稀土溶液作為料液，控制料液的酸度PH為0.5-6.3，較佳的料液酸度為PH3-4，控制料液的溫度為10℃-沸點(diǎn)，如果料液的溫度大于90℃，沉淀劑硫化鈉有部分分解而損失，如果料液的溫度小于10℃，沉淀難以過濾，易透濾，料液達(dá)不到凈化的要求，所以控制料液較佳的溫度為40°-70℃，按稀土氧化物∶硫化鈉＝1000∶25-60(重量比)，在攪拌下緩慢加入硫化鈉溶液，加入硫化鈉的量以稀土氧化物∶硫化鈉＝1000∶30-40(重量比)為佳，加入硫化鈉后再繼續(xù)攪拌15分鐘以上，靜置澄清，進(jìn)行固液分離，固液分離的方法有過濾、真空過濾、吸濾、離心分離，壓濾等。除雜后的溶液的酸度控制在PH4-6.5，但控制在PH4.5-5.5較佳。所加入的硫化鈉溶液為工業(yè)級(jí)含硫化鈉大于60%(重量百分?jǐn)?shù))的硫化鈉溶液亦可以加固體硫化鈉，但加入硫化鈉溶液為佳，易混合均勻。
經(jīng)加入硫化鈉除去鋁、鐵和重金屬離子例如鉛等雜質(zhì)后的濾液，濾液中氯化稀土的濃度為0.7-3摩爾/升，濾液中氯化稀土的濃度為1.5-2.3摩爾/升較佳，濾液的酸度控制在0.5-4.5，濾液的酸度最好控制在PH0.5-1，濾液的溫度控制在50℃-沸點(diǎn)，最好控制在90℃-沸點(diǎn)，在攪拌下加入氯化鋇的量按稀土氧化物∶氯化鋇＝1000∶30-80(重量比)，加入氯化鋇的量以稀土氧化物∶氯化鋇＝1000∶35-50(重量比)為佳，加完氯化鋇后再攪拌5分鐘以上，進(jìn)行固液分離。所加入的氯化鋇可以以固體狀加入亦可以以氯化鋇水溶液的形式加入。
加入氯化鋇溶液后經(jīng)過濾所得的濾液，由環(huán)烷酸萃取檢驗(yàn)后不發(fā)生乳化為合格的萃取分離釔的料液。其檢驗(yàn)的方法是將經(jīng)過氯化鋇沉淀后的濾液，使其氯化稀土的含量為1.0摩爾/升，其PH為2-3，一般控制在PH2.5，有機(jī)相組成為22%環(huán)烷酸-18%工業(yè)級(jí)混合醇-60%磺化煤油，氨化度90%，有機(jī)相∶水相＝5∶1，萃取5分鐘以上，分層時(shí)間在10分鐘以內(nèi)，界面凈兩相清亮為合格。
在本發(fā)明的工藝中所用的分析方法是，總稀土氧化物用EDTA容量滴定法，酸度用酸度計(jì)測(cè)定，或用酸堿滴定法、PH試紙法測(cè)定。
本發(fā)明的工藝方法的優(yōu)點(diǎn)在于消除乳化的方法工藝簡(jiǎn)單，將鋁、鐵和重金屬，例如鉛等雜質(zhì)除去徹底，適用于各種釔精礦的前處理，經(jīng)凈化后的料液均可達(dá)到萃取料液的要求，萃取分離釔時(shí)，不發(fā)生乳化現(xiàn)象。節(jié)省了原材料消耗，提高了稀土回收率。
用以下非限定實(shí)施例更具體地描述本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受這些實(shí)施例的限定。
實(shí)施例1所用的釔精礦的化學(xué)成分如下(重量百分?jǐn)?shù))三氧化二鑭 5.2 二氧化鈰 ＜0.30十一氧化六鐠 2.3 三氧化二釹 8.0三氧化二釤 4.0 三氧化二銪 ＜0.3三氧化二釓 6.0 七氧化四鋱 1.6三氧化二鏑 8.0 三氧化二鈥 2.6三氧化二鉺 5.6 三氧化二銩 1.1三氧化二鐿 5.2 三氧化二镥 1.1三氧化二釔 42.39 三氧化二鐵 0.091總稀土氧化物 93.39 二氧化硅 0.027二氧化釷 0.024 硫酸根 0.67氧化鈣和氧化鎂合量0.82稱取上述1000克釔精礦放入5000毫升的燒杯中，加少量水將料潤(rùn)濕調(diào)漿，在攪拌下按每公斤稀土氧化物加入2.0升工業(yè)鹽酸，攪拌下加熱至沸，煮沸攪拌30分鐘，至料溶解完全清亮后，控制PH為0.7，趁熱過濾，其濾液作為本實(shí)施例的料液。
調(diào)整料液中氯化稀土的濃度為2.25摩爾/升，用稀氨水(或碳酸稀土)調(diào)節(jié)料液的PH為3.5，控制料液溫度為60℃，在攪拌下按稀土氧化物∶硫化鈉＝1000克∶40克(重量比)加入工業(yè)級(jí)含硫化鈉60%(重量百分?jǐn)?shù))的硫化鈉溶液，加入硫化鈉后繼續(xù)攪拌15分鐘，靜置澄清，用布氏漏斗吸濾瓶過濾，得到濾液。
將上述所得到的濾液調(diào)節(jié)其PH0.6，加熱至沸，按稀土氧化物∶氯化鋇＝1000克∶45克，在攪拌下加入20%的氯化鋇溶液，加完氯化鋇后再攪拌10分鐘，靜止幾分鐘后，用濾紙過濾，所得濾液為凈化料液，用上述環(huán)烷酸萃取檢驗(yàn)法檢查合格。
實(shí)施例2-11所用的操作程序與實(shí)施例1相同，唯不同的是所用的釔精礦的產(chǎn)地不同，其釔精礦的化學(xué)成分亦有不同，或略有不同，其各實(shí)施例的操作條件列表于表1、表2中，若加入的氯化鋇量大，則加入固體氯化鋇。
表1 實(shí)施例2-11中的操作條件硫化鈉第一步除雜質(zhì)
表2 實(shí)施例2-11的操作條件氯化鋇第二步除雜質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種消除釓精礦酸溶溶液萃取乳化的方法，用鹽酸酸溶的釓精礦溶液，經(jīng)除硅后作為料液，本發(fā)明的特征是，1)用堿金屬的硫化物作為沉淀劑，料液的酸度為PH0.5-6.3，料液的溫度保持在10℃-沸點(diǎn)之間，攪拌下加入沉淀劑堿金屬硫化物，進(jìn)行固液分離，2)調(diào)節(jié)濾液的PH值在0.5-4.5之間，使料液的溫度保持在50℃-沸點(diǎn)之間，加入氯化鋇，進(jìn)行固液分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種消除釔精礦酸溶溶液萃取乳化的方法，其特征是所說的堿金屬硫化物沉淀劑為硫化鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的一種消除釔精礦酸溶溶液萃取乳化的方法，其特征是加入硫化鈉的量為稀土氧化物∶硫化鈉＝1000∶25-60(重量比)
4.根據(jù)權(quán)利要3的一種消除釔精礦酸溶溶液萃取乳化的方法，其特征是，加入硫化鈉的量為稀土氧化物∶硫化鈉＝1000∶30-40(重量比)
5.根據(jù)權(quán)利要求1的一種消除釔精礦酸溶溶液萃取乳化的方法，其特征是，加入氯化鋇的量按稀土氧化物∶氯化鋇＝1000∶30-80(重量比)
6.根據(jù)權(quán)利要求5的一種消除釔精礦酸溶溶液萃取乳化的方法，其特征是，加入氯化鋇的量按稀土氧化物∶氯化鋇＝1000∶35-50(重量比)。
全文摘要
本發(fā)明涉及分離提純釔時(shí)，消除釔精礦酸溶溶液萃取乳化的方法。用硫化鈉為沉淀劑。除去鋁、鐵和重金屬雜質(zhì)，再加入氯化鋇進(jìn)行沉淀，本工藝方法除去鋁、鐵和重金屬雜質(zhì)徹底，適用于各種釔精礦的前處理，經(jīng)凈化的料液均可達(dá)到萃取料液的要求，萃取分離釔時(shí)不發(fā)生乳化現(xiàn)象。節(jié)省了原材料消耗，提高了稀土回收率。
文檔編號(hào)C22B3/46GK1048889SQ89104730
公開日1991年1月30日 申請(qǐng)日期1989年7月18日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月18日
發(fā)明者蕭本華, 蔣科瑜, 湯生富, 楊鴻蘭 申請(qǐng)人:甘肅稀土公司