一種有機(jī)相萃取稀土分離工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于稀土萃取技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種皂化有機(jī)相循環(huán)萃取稀土原液工
ο
【背景技術(shù)】
[0002]稀土元素由于性質(zhì)相似而難以分離。目前，稀土的分離與提純一般采用溶劑萃取法，該方法是基于一種與水溶液不相溶的有機(jī)溶劑對存在于水溶液中的稀土元素進(jìn)行萃取分離，一種具有高的分離系數(shù)的稀土元素或稀土元素組優(yōu)先萃入有機(jī)相(萃取劑)，分離系數(shù)較低的稀土元素或稀土元素組被富集在水相中，經(jīng)過多段多級萃取交換，從而實現(xiàn)多種稀土元素的分離。
[0003]工業(yè)上稀土分離最常用的工藝有:皂化Ρ507、Ρ204等萃取劑在鹽酸體系中萃取分離稀土元素，然后再通過鹽酸酸化，在低酸度下從有機(jī)相中反萃出稀土元素至水相中實現(xiàn)分離。在工業(yè)應(yīng)用中，萃取用的有機(jī)相一般是要實現(xiàn)循環(huán)使用的。實踐中發(fā)現(xiàn)有機(jī)萃取劑在循環(huán)使用若干周期后萃取效果會出現(xiàn)明顯的下降，這成為困擾本領(lǐng)域技術(shù)人員的一道技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種有機(jī)相萃取稀土分離工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)萃取相的循環(huán)使用，并在循環(huán)中確保有機(jī)相的萃取效果。
[0005]稀土萃取分離行業(yè)中所使用的稀土礦產(chǎn)資源中不僅含有各類稀土元素，同時還伴生著各類其他化學(xué)元素如鈾、釷、鈧等，這些伴生元素在萃取分離提純過程中一部分進(jìn)入單一稀土元素中，另一部分則停留在有機(jī)萃取劑中不斷地累積，嚴(yán)重影響了萃取分離效果。本發(fā)明通過預(yù)處理待進(jìn)入循環(huán)前的有機(jī)萃取劑，提高其萃取產(chǎn)能，保障萃取效果。
[0006]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為:一種有機(jī)相萃取稀土分離工藝，以皂化有機(jī)萃取劑與水相稀土液混合，稀土離子交換進(jìn)入有機(jī)相中完成稀土的萃取工序，之后有機(jī)相進(jìn)入洗滌段和或酸洗段，用酸溶液或稀土溶液洗滌有機(jī)相，或者用無機(jī)酸反萃有機(jī)相中的稀土，得到空白有機(jī)相作為循環(huán)，對前述空白有機(jī)相在循環(huán)使用前進(jìn)行預(yù)處理，依次以洗液反萃該空白有機(jī)相中鈾、釷為主的雜質(zhì)，然后水洗空白有機(jī)相。
[0007]上述洗液為草酸鹽、磷酸鹽或兩者的混合物。
[0008]本發(fā)明另外提供一套預(yù)處理系統(tǒng)配合空白有機(jī)相的預(yù)處理工藝，該預(yù)處理系統(tǒng)包括:包含若干級槽體的混合槽，該混合槽一部分作為洗液槽，剩余作為水洗槽；洗液高位槽，該高位槽帶有加熱裝置；低位槽；沉淀反應(yīng)釜，該沉淀反應(yīng)釜帶有抽濾裝置以實現(xiàn)固液分離；濾液儲槽和洗液配制槽；所述高位槽接入末級洗液槽，初級洗液槽接出至低位槽，低位槽再接出至沉淀反應(yīng)釜，沉淀反應(yīng)釜再依次接出至濾液儲槽和洗液配制槽及洗液高位槽。
[0009]優(yōu)選地，所述沉淀反應(yīng)釜內(nèi)配置攪拌裝置，便于鈾釷的沉淀。
[0010]優(yōu)選地，所述洗液配制槽配置攪拌裝置和加熱裝置，攪拌使為了確保混合均勻和保障洗液濃度的穩(wěn)定，加熱是防止洗液結(jié)晶和保證洗滌的效率。
[0011]空白有機(jī)相的具體預(yù)處理工藝是，將空白有機(jī)相順次充入若干級混合槽中，高位槽中的洗液充入洗液槽，與空白有機(jī)相逆流接觸，空白有機(jī)相中的鈾、釷被反萃至洗液中；向后段水洗槽中充入清水對空白有機(jī)相進(jìn)行水洗，水與空白有機(jī)相逆流接觸，水洗產(chǎn)生的廢水送至廢水處理工序；水洗后的空白有機(jī)相作為萃取劑循環(huán)使用；萃取了鈾、釷的洗液廢液從初級洗液槽中排出到低位槽中，然后進(jìn)入沉淀反應(yīng)釜，在沉淀反應(yīng)釜內(nèi)調(diào)節(jié)廢液的pH至8.5?10，使鈾、釷沉淀，抽濾，濾渣裝袋，濾液送入濾液儲槽作進(jìn)一步處理，將主體澄清濾液送入洗液配制槽中配制成符合反萃化學(xué)成分要求的洗液，并送入高位槽循環(huán)使用，剩余的濾液作為萃取廢水送至廢水處理工序。
[0012]洗液的濃度為0.20?(λ 40M，洗液pH為2?5，反萃溫度為35?70°C。
[0013]整個流程中，洗液的溫度控制在35?70°C。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:通過對循環(huán)前的空白有機(jī)相進(jìn)行預(yù)處理，除去難去除的稀土雜質(zhì)鈾釷，將空白有機(jī)相中的鈾釷含量降低至原來的10%以下，以提高有機(jī)相的萃取效果，確保有機(jī)相的循環(huán)產(chǎn)能，本發(fā)明使有機(jī)相的產(chǎn)能提高30%以上，同時可以提尚廣品質(zhì)量。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實施例中預(yù)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0017]有機(jī)相萃取稀土分離工藝，以P507有機(jī)萃取劑為例，有機(jī)萃取劑皂化后，對稀土原液中的稀土離子進(jìn)行萃取，含稀土元素的有機(jī)相經(jīng)過洗滌和無機(jī)酸(鹽酸)反萃，使有機(jī)相中的稀土元素分離至水相中，得到的空白有機(jī)相在循環(huán)皂化前需要進(jìn)行預(yù)處理工序，該預(yù)處理工序是對空白有機(jī)相除雜，依次利用草酸鈉洗液(也可以是磷酸鹽洗液)反萃空白有機(jī)相中90%以上含量的鈾、釷，和清水洗滌，降低有機(jī)相中的游離離子的整體濃度。
[0018]如圖1，具體的預(yù)處理設(shè)備包括，連續(xù)10級槽體作為洗滌空白有機(jī)相的混合槽，其中1?4級為洗液槽2，5?10級為水洗槽3 ;洗液高位槽1，該高位槽1帶有加熱裝置；低位槽4 ;沉淀反應(yīng)釜5，該沉淀反應(yīng)釜5帶有攪拌和抽濾裝置；玻璃鋼濾液儲槽6和洗液配制槽7，該配制槽7帶有攪拌和加熱功能；高位槽1接入第4級洗液槽，第1級洗液槽接出至低位槽4，低位槽4再接出至沉淀反應(yīng)釜5，沉淀反應(yīng)釜5再依次接出至濾液儲槽6和洗液配制槽7及洗液高位槽1。
[0019]預(yù)處理工藝為，將空白有機(jī)相充入混合槽中，高位槽1中的草酸鈉洗液由第4級洗液槽充入，與空白有機(jī)相按逆流的方式分別在1?4級洗液槽中接觸，通過靜置使空白有機(jī)相中的鈾、釷被反萃至草酸鈉洗液中，草酸鈉洗液中草酸根的濃度為0.25M，pH為2.5，溫度為45°C ;向5?10級的水洗槽中充入清水對空白有機(jī)相進(jìn)行水洗，水與空白有機(jī)相按逆流的方式接觸，水洗產(chǎn)生的廢水送至廢水處理工序；水洗后的空白有機(jī)相作為萃取劑循環(huán)使用；萃取了鈾、釷的草酸鈉廢液從第1級洗液槽中排出到低位槽4中，然后進(jìn)入沉淀反應(yīng)? 5，在沉淀反應(yīng)爸5內(nèi)調(diào)節(jié)廢液的pH至8.5?10，使鈾、銑沉淀，抽濾，濾渣裝袋，堆放至預(yù)定的地方，濾液送入濾液儲槽6作進(jìn)一步處理，將大部分的澄清濾液送入洗液配制槽7中，通過添加調(diào)節(jié)劑配制成符合反萃要求的草酸鈉洗液，并送入高位槽1循環(huán)使用，剩余的濾液作為萃取廢水送至廢水處理工序。
[0020]整個流程中，草酸鈉洗液的溫度控制在35?70°C，以防止結(jié)晶，保證洗滌效率。
[0021]經(jīng)過除雜后，槽體中空白有機(jī)相中U、Th的含量至原來的10%以下，有機(jī)相的萃取能力得到了提高，與原有未處理的空白有機(jī)相相比，采用預(yù)處理后再循環(huán)的有機(jī)相的萃取能力提尚了 30%以上。
[0022]本實施例中草酸鈉洗液中還可以是混合草酸鹽、磷酸鹽或兩者的混合物。
[0023]除上述實施例外，本發(fā)明還包括有其他實施方式，凡采用等同變換或者等效替換方式形成的技術(shù)方案，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種有機(jī)相萃取稀土分離工藝，以皂化有機(jī)萃取劑與水相稀土液混合，稀土離子交換進(jìn)入有機(jī)相中完成稀土的萃取工序，之后有機(jī)相進(jìn)入洗滌段和或酸洗段，用酸溶液或稀土溶液洗滌有機(jī)相，或者用無機(jī)酸反萃有機(jī)相中的稀土，得到空白有機(jī)相作為循環(huán)，其特征在于:對前述空白有機(jī)相在循環(huán)使用前進(jìn)行預(yù)處理，依次以洗液反萃該空白有機(jī)相中鈾、釷為主的雜質(zhì)，然后水洗空白有機(jī)相。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)相萃取稀土分離工藝，其特征在于:所述洗液為草酸鹽、磷酸鹽或兩者的混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)相萃取稀土分離工藝，其特征在于:有機(jī)相循環(huán)前的預(yù)處理配套有對應(yīng)的預(yù)處理系統(tǒng)，該預(yù)處理系統(tǒng)包括:包含若干級槽體的混合槽，該混合槽一部分作為洗液槽，剩余作為水洗槽；洗液高位槽，該高位槽帶有加熱裝置；低位槽；沉淀反應(yīng)釜，該沉淀反應(yīng)釜帶有抽濾裝置以實現(xiàn)固液分離；濾液儲槽和洗液配制槽；所述高位槽接入末級洗液槽，初級洗液槽接出至低位槽，低位槽再接出至沉淀反應(yīng)釜，沉淀反應(yīng)釜再依次接出至濾液儲槽和洗液配制槽及洗液高位槽。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機(jī)相萃取稀土分離工藝，其特征在于:所述沉淀反應(yīng)釜內(nèi)配置攪拌裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機(jī)相萃取稀土分離工藝，其特征在于:所述洗液配制槽配置攪拌裝置和加熱裝置。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機(jī)相萃取稀土分離工藝，其特征在于:將空白有機(jī)相順次充入若干級混合槽中，高位槽中的洗液充入洗液槽，與空白有機(jī)相逆流接觸，空白有機(jī)相中的鈾、釷被反萃至洗液中；向水洗槽中充入清水對空白有機(jī)相進(jìn)行水洗，水與空白有機(jī)相逆流接觸，水洗產(chǎn)生的廢水送至廢水處理工序；水洗后的空白有機(jī)相作為萃取劑循環(huán)使用；萃取了鈾、釷的洗液廢液從初級洗液槽中排出到低位槽中，然后進(jìn)入沉淀反應(yīng)釜，在沉淀反應(yīng)釜內(nèi)調(diào)節(jié)廢液的pH至8.5?10，使鈾、釷沉淀，抽濾，濾渣裝袋，濾液送入濾液儲槽作進(jìn)一步處理，將主體澄清濾液送入洗液配制槽中配制成符合反萃化學(xué)成分要求的洗液，并送入高位槽循環(huán)使用，剩余的濾液作為萃取廢水送至廢水處理工序。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的有機(jī)相萃取稀土分離工藝，其特征在于:洗液的濃度為0.20?0.40M，洗液pH為2?5，反萃溫度為35?70°C。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的有機(jī)相萃取稀土分離工藝，其特征在于:整個流程中，洗液的溫度控制在35?70 °C。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種有機(jī)相萃取稀土分離工藝，以皂化有機(jī)萃取劑與水相稀土液混合，稀土離子交換進(jìn)入有機(jī)相中完成稀土的萃取工序，之后有機(jī)相進(jìn)入洗滌段和或酸洗段，用酸溶液或稀土溶液洗滌有機(jī)相，或者用無機(jī)酸反萃有機(jī)相中的稀土，得到空白有機(jī)相作為循環(huán)，對前述空白有機(jī)相在循環(huán)使用前進(jìn)行預(yù)處理，依次以洗液反萃該空白有機(jī)相中鈾、釷為主的雜質(zhì)，然后水洗空白有機(jī)相。通過對循環(huán)前的空白有機(jī)相進(jìn)行預(yù)處理，除去難去除的稀土雜質(zhì)鈾釷，將空白有機(jī)相中的鈾釷含量降低至原有的10%以下，以提高有機(jī)相的萃取效果，確保有機(jī)相的循環(huán)性能，從而提高產(chǎn)量及產(chǎn)品質(zhì)量。
【IPC分類】C22B3/26, C22B59/00
【公開號】CN105420521
【申請?zhí)枴緾N201511010678
【發(fā)明人】肖睿, 廖延全, 史衛(wèi)東, 朱榮華, 吳伯偉, 江海波, 何地寶, 鐘成福, 施瑜
【申請人】江陰加華新材料資源有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月30日