預(yù)分萃取法對(duì)低釔和中釔離子稀土礦共同分組的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種預(yù)分萃取法對(duì)低錠和中錠離子稀±礦共同分組的方法，屬于稀± 濕法冶金領(lǐng)域。更具體的說(shuō)，屬于溶劑萃取分離稀±工藝技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 稀±元素具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，在發(fā)光材料、磁性材料、冶金、陶瓷、電子通 訊、石油化工領(lǐng)域及各種功能材料中廣泛應(yīng)用，常選用一種或幾種稀±元素作為添加劑用 于運(yùn)些領(lǐng)域及材料中。自然界性質(zhì)相似的稀±元素往往是伴生存在的，溶劑萃取是國(guó)內(nèi)外 稀±工業(yè)生產(chǎn)分離提純稀±的主要方法。我國(guó)是世界稀±資源大國(guó)，有大型輕稀±礦和世 界罕見(jiàn)的離子吸附型稀±礦資源。我國(guó)的溶劑萃取分離稀±研究工作在國(guó)際上率先研制開(kāi) 發(fā)出不少先進(jìn)的稀±分離工藝技術(shù)。我國(guó)專(zhuān)利CN1070586A率先公布了預(yù)分離萃取的分離方 法，對(duì)稀±元素的多組分原料先進(jìn)行預(yù)分工藝(逆流萃取和/或逆流洗涂)分離，可W減少直 接進(jìn)料量，預(yù)分萃取后也可W從兩個(gè)進(jìn)料口進(jìn)入分饋萃取，運(yùn)樣可W提高工藝的處理能力 和減少萃取劑有機(jī)相的使用量，從而減少酸堿消耗和廢水排放。我國(guó)特有的南方離子吸附 型稀±礦（^下簡(jiǎn)稱(chēng)為離子稀±礦）富含中重稀±，具有較高的開(kāi)采和應(yīng)用價(jià)值。不同稀± 礦化產(chǎn)地、不同礦區(qū)，離子稀±礦的稀±配分會(huì)有差異。由于它們所用萃取分離流程不同， 習(xí)慣上按其含錠的不同又細(xì)分為低錠、中錠、高錠離子稀±礦。低錠離子稀±礦的稀±配分 中輕稀±占67~73%、中稀±占8~12%、重稀±占2~3%、錠含量為8~20% ;中錠離子稀 上礦的稀上配分中輕稀上占54~60%、中稀±占8~11 %、重稀±占6~10%、錠含量為20~ 35%。傳統(tǒng)做法，對(duì)低錠離子稀±礦和中錠離子稀±礦原料采用不同萃取分離流程分別進(jìn) 行萃取分離。高效率、低消耗、排放少和環(huán)境友好始終是稀±濕法冶金追求的目標(biāo)，也一直 是我們研究的方向。輕稀±礦的稀±配分中Ce化含量為42~55%，而離子稀±礦的稀±配 分中Ce化含量較低約為1~10%，一般為5% W下。所W輕稀±礦與離子稀±礦不宜混合共 同分離，但可W聯(lián)合分離，如專(zhuān)利201510686174.2和201510799456.3。低錠離子稀±礦的 La-Nd輕稀±與中錠離子稀±礦的La-Nd輕稀±中〔6含量都較低且相差不大，La、Nd所占百 分比也相近。它們的中稀±也有類(lèi)似，它們的稀±配分相差較明顯的是重稀±Υ的含量。應(yīng) 用預(yù)分萃取法，可W利用運(yùn)一特點(diǎn)，將低錠離子稀±礦和中錠離子稀±礦在同一流程中共 同萃取分組。
[0003] 本發(fā)明采用我國(guó)學(xué)者提出的"預(yù)分增產(chǎn)萃取法"（專(zhuān)利92106000.9)原理，利用低錠 離子稀±礦和中錠離子稀±礦的稀±配分特點(diǎn)，并選擇更合理的工藝走向，研究出了在同 一流程中對(duì)低錠離子稀±礦和中錠離子稀±礦共同分組的工藝方法。運(yùn)種方法可W同時(shí)在 同流程分離低錠離子稀±礦和中錠離子稀±礦，并使整體分離效果更好，使萃取分離工藝 的處理能力提高，酸堿化工原料的消耗降低，萃取劑和稀±金屬的存槽量減少，生產(chǎn)成本降 低，是一種萃取分離低錠離子稀±礦和中錠離子稀±礦的先進(jìn)工藝流程方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種預(yù)分萃取法對(duì)低錠和中錠離子稀±礦共同分組的方法，利用低 錠離子稀±礦和中錠離子稀±礦的La-Nd輕稀±中〔6都較低且含量相差不大，La和Nd所占 百分比也相近，W及運(yùn)兩種礦的重稀±Υ含量相差明顯的稀±配分特點(diǎn)，采用預(yù)分萃取法， 形成將低錠離子稀±礦和中錠離子稀±礦在同一流程中共同萃取分組的工藝方法。運(yùn)方法 既可W將低錠離子稀±礦和中錠離子稀±礦在相同萃取設(shè)備同一流程中共同分組;又可W 減少有機(jī)相皂化的堿消耗和洗涂酸消耗W及廢水排放量。低錠離子稀上礦和中錠離子稀上 礦同一流程共同萃取分組的新方法，與傳統(tǒng)分離工藝比較，新方法的整體萃取分離工藝的 處理能力更大，所用萃取設(shè)備總體積更小、存槽的萃取劑和物料更少、酸堿消耗降低。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種預(yù)分萃取法對(duì)低錠和中錠離子稀±礦共同分組的方 法，所述工藝方法依次包括W下步驟：
[0006] (1)低錠離子稀±礦料液進(jìn)入低錠離子稀±礦的預(yù)分萃取段，其出口水相主要含 La-Nd稀±可W含有Sm及少量Sm后的稀±元素，出口有機(jī)相中主要負(fù)載Dy-Lu、￥稀±也可W 含Pr-Tb稀±;預(yù)分萃取段為逆流萃取，萃取有機(jī)相是將經(jīng)堿皂化有機(jī)相S用運(yùn)預(yù)分萃取段 的出口水相在稀±皂化段進(jìn)行稀±皂，制得它的稀±皂有機(jī)相作為它們的萃取有機(jī)相，或 用運(yùn)出口水相采用其它方式制得它的稀±皂有機(jī)相作為它們的萃取有機(jī)相。視具體情況， 也可W從后續(xù)分離工藝La-Nd/SmEuGd/GdTbDyAl〇-Lu、Y四出口工藝的萃取段某級(jí)引出有機(jī) 相作為運(yùn)預(yù)分萃取段的萃取有機(jī)相；
[0007] (2) W步驟（1)的低錠離子稀±礦預(yù)分萃取段的出口有機(jī)相用作為中錠離子稀± 礦的預(yù)分萃取段的萃取有機(jī)相，從第1級(jí)流入，中錠離子稀上礦料液從第η級(jí)流入，預(yù)分萃取 段為逆流萃?。恢绣V離子稀±礦預(yù)分離萃取段的出口水相主要含La-Sm還含少量的Eu后稀 上尤其是Y稀上，出口有機(jī)相主要負(fù)載化-Lu、Y重稀±;
[0008] (3)w步驟（2)的中錠離子稀±礦預(yù)分萃取段出口水相（主要含La-Sm)為原料從 La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/化-Lu、Y四出口工藝的第η級(jí)進(jìn)入該工藝，此進(jìn)口稱(chēng)為中錠預(yù)分水相 進(jìn)口； W步驟（1)的低錠離子稀±礦預(yù)分萃取段出口水相(主要含La-Nd)為原料從第1級(jí)萃 取有機(jī)相進(jìn)口與第η級(jí)中錠預(yù)分水相進(jìn)口之間進(jìn)入La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu、Y四出口 工藝的萃取段，此進(jìn)口稱(chēng)為低錠預(yù)分水相進(jìn)口；將步驟(2)的中錠離子稀±礦預(yù)分萃取段出 口有機(jī)相(主要負(fù)載化-Lu、Y重稀±)從第η級(jí)中錠預(yù)分水相進(jìn)口與第n+m級(jí)洗酸進(jìn)口之間流 入La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/化-Lu、Y四出口工藝的洗涂段，此進(jìn)口稱(chēng)為重稀±有機(jī)相進(jìn)口；在 La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/H〇-Lu、Y四出口工藝的第η級(jí)中錠預(yù)分水相進(jìn)口和重稀±有機(jī)相進(jìn) 口之間開(kāi)設(shè)第3出口（SmEuGd水相出口）和第4出口（GdTbDy水相出口）；La-Nd/SmEuGd/ GdTbDy/Ho-Lu、Y四出口工藝的出口水相為L(zhǎng)a-Nd(含Sm很低，小于工藝要求），出口有機(jī)相為 化-Lu、￥稀±，經(jīng)反萃后獲得化-Lu、Y高錠重稀±，第3出口水相為SmEuGd富集物，第4出口水 相為GcTTbDy富集物；由于化-Lu、Y高錠重稀±不含La-Dy，是環(huán)燒酸萃取分離制取高純錠的 好原料;La-Nd/S血uGd/GdTbDy/H〇-Lu、Y四出口工藝所用的萃取有機(jī)相是將經(jīng)堿皂化有機(jī) 相S用運(yùn)工藝的出口水相La-Nd在稀±皂化段進(jìn)行制稀±皂，制得的稀±皂有機(jī)相作為運(yùn)四 出口工藝的萃取有機(jī)相，或用它的出口水相1曰-炯稀±采用其它方式制得稀±皂有機(jī)相作 為運(yùn)工藝的萃取有機(jī)相;運(yùn)四出口分離工藝的洗涂液用洗酸從第n+m級(jí)流入。
[0009] 本發(fā)明所述的低錠離子稀±礦料液和中錠離子稀±礦料液為氯化稀±溶液或硝 酸稀±溶液或硫酸稀±溶液，它們?cè)谙嗤鞒讨袘?yīng)該相同。
[0010] 本發(fā)明所述有機(jī)相是由萃取劑和稀釋劑等組成，萃取劑可W是2-乙基己基憐酸單 2-乙基己基醋（也稱(chēng)肥叫EHP]，或P507)或二（2-乙基己基)憐酸(也稱(chēng)HDEHP，或P204)或其它萃 取劑;P507為萃取劑的有機(jī)相中P507的濃度為0.8~1.6mol · 1/1;所述的稀釋劑可W是煤油或 正己燒等有機(jī)溶劑。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)方案具有的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明利用了低錠離子稀±礦和中錠離子稀±礦 的La-Nd輕稀±中〔6含量都較低且相差不大，La和Nd所占百分比也相近，W及運(yùn)兩種礦的重 稀±￥含量相差明顯的稀±配分特點(diǎn)，采用預(yù)分萃取法，將低錠離子稀±礦和中錠離子稀± 礦在同一流程中共同萃取分組。運(yùn)種方法將低錠離子稀±礦和中錠離子稀±礦在相同萃取 設(shè)備同一流程中共同分組，減少了企業(yè)工藝生產(chǎn)線的建設(shè)，拓展了工廠生產(chǎn)用稀±原料的 礦種，從而提高了設(shè)備的利用率，增加工藝設(shè)備處理不同離子稀±礦源的靈活性;而且減少 有機(jī)相皂化的堿消耗和洗涂的酸消耗W及廢水排放量。由于低錠離子稀±礦和中錠離子稀 ±礦的重稀±大部分通過(guò)預(yù)分萃取段的有機(jī)相到達(dá)La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/化-Lu、Y四出口 工藝的第4出口（GdTbDy)后面的洗涂段，所WSmEuGd富集物和GcTTbDy富集物中的化-Lu、Y重 稀±尤其Y含量大為降低，使SmEuGd富集物和GcTTbDy富集物的品質(zhì)大大提高，有利于它們的 后續(xù)純化分離。低錠離子稀±礦和中錠離子稀±礦同一流程共同萃取分組的新方法，與傳 統(tǒng)分離工藝比較，新方法的整體萃取分離工藝的處理能力更大，所用萃取設(shè)備總體積更小、 存槽的萃取劑和物料更少、酸堿消耗降低、工業(yè)排放減少利于綠色環(huán)保。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 附圖為本發(fā)明公開(kāi)的一種預(yù)分萃取法對(duì)低錠和中錠離子稀±礦共同分組的方法 示意圖。但是應(yīng)當(dāng)理解，運(yùn)些說(shuō)明書(shū)附圖只是為了方便更直觀的理解本發(fā)明，而不是構(gòu)成對(duì) 本發(fā)明專(zhuān)利要求的任何限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍W權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
[001引圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖，圖1中：S為堿皂化有機(jī)化W為洗酸，Η為反萃酸；
[0014] 圖2是制備堿皂化有機(jī)相示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 本發(fā)明一種預(yù)分萃取法對(duì)低錠和中錠離子稀±礦共同分組的方法，結(jié)合附圖，其 方法的實(shí)施步驟為：
[0016] (1)低錠離子稀±礦料液進(jìn)入低錠離子稀±礦的預(yù)分萃取段1，其出口水相主要含 La-Nd稀±可W含有Sm及少量Sm后的稀±元素，出口有機(jī)相中主要負(fù)載Dy-Lu、￥稀±也可W 含Pr-TW#±;預(yù)分萃取段1為逆流萃取，萃取有機(jī)相是將經(jīng)堿皂化有機(jī)相S(見(jiàn)圖2的示意 圖）用運(yùn)預(yù)分萃取段1的出口水相在稀±皂化段進(jìn)行稀±皂，制得它的稀±皂有機(jī)相作為它 們的萃取有機(jī)相，或用運(yùn)出口水相采用其它方式制得它的稀±皂有機(jī)相作為它們的萃取有 機(jī)相。視具體情況，也可W從后續(xù)分離工藝La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/化-Lu、Y四出口工藝的萃 取段某級(jí)引出有機(jī)相作為運(yùn)預(yù)分萃取段1的萃取有機(jī)相；
[0017] (2) W步驟(1)的低錠離子稀±礦預(yù)分萃取段1的出口有機(jī)相用作為中錠離子稀± 礦的預(yù)分萃取段2的萃取有機(jī)相，從第1級(jí)流入，中錠離子稀±礦料液從第η級(jí)流入，預(yù)分萃 取段2也為逆流萃??；中錠離子稀±礦預(yù)分離萃取段2的出口水相主要含La-Sm還含少量的 化后稀±尤其是￥稀±，出口有機(jī)相主要負(fù)載化-Lu、Y重稀±;
[0018] (3) W步驟(2)的中錠離子稀±礦預(yù)分萃取段2的出口水相(主要含La-Sm)為原料 從La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/化-Lu、Y四出口工藝的第η級(jí)進(jìn)入該工藝，此進(jìn)口稱(chēng)為中錠預(yù)分水 相進(jìn)口； W步驟(1)的低錠離子稀±礦預(yù)分萃取段1的出口水相(主要含La-Nd)為原料從第1 級(jí)萃取有機(jī)相進(jìn)口