一種工業(yè)級(jí)銩原料制備5n銩方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明一種工業(yè)級(jí)銩原料制備5N銩方法，以2N～3N級(jí)氯化銩為料液，酸性膦試劑C272為萃取劑，TBP為萃取有機(jī)相添加劑，包括12個(gè)步驟，其中3個(gè)分離步驟和5個(gè)輔助步驟；3個(gè)分離步驟分別為YErTm/TmYbLu分離、YEr/Tm分離和Tm/YbLu分離工段，5個(gè)輔助步驟分別為濃縮工段、萃酸工段、皂化工段、反萃工段和皂化工段。YEr/Tm分離與Tm/YbLu分離串聯(lián)。本發(fā)明可以獲得相對(duì)純度為99.9990%～99.9996%的5N級(jí)高純銩產(chǎn)品，其產(chǎn)率達(dá)到94.39%～98.29%。本發(fā)明具有銩產(chǎn)品純度高、銩產(chǎn)品產(chǎn)率高、生產(chǎn)規(guī)模大、化工試劑消耗少、操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種工業(yè)級(jí)銩原料制備5N銩方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種工業(yè)級(jí)銩原料制備5N銩方法，特別是涉及以2N?3N級(jí)氯化銩溶液為料液，二 (2，4，4-三甲基戊基)膦酸(簡(jiǎn)稱(chēng)C272或Cyanex27 2)為萃取劑，磷酸三丁酯(簡(jiǎn)稱(chēng)TBP)為萃取有機(jī)相添加劑，制備純度多99.999%銩產(chǎn)品的萃取分離工藝方法。本發(fā)明屬于溶劑萃取中的稀土分離技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]銩是廣泛用于熒光材料、磁泡材料、激光材料、光學(xué)玻璃材料等高科技領(lǐng)域。銩產(chǎn)品的純度是影響相關(guān)銩材料的性能和功能的關(guān)鍵因素之一，因此提高銩產(chǎn)品純度有著重要的實(shí)際意義。相對(duì)純度(即稀土相對(duì)純度，時(shí)常簡(jiǎn)稱(chēng)為純度)為99.999% (簡(jiǎn)稱(chēng)5N)的銩產(chǎn)品是制備高性能銩材料的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。
[0003]1995年，嚴(yán)純?nèi)A發(fā)明了以JS為萃取劑制備純度為99%?99.9%銩產(chǎn)品的萃取分離新方法(嚴(yán)純?nèi)A等，銩、鐿、镥的溶劑萃取分離新體系，中國(guó)專(zhuān)利，1995,95117986.1)。2007年，楊鳳麗等提出采用C272與P507復(fù)合萃取劑制備了 4N(99.99)級(jí)純銩的分離流程(楊鳳麗等，銩鐿镥富集物萃取分離優(yōu)化工藝與傳統(tǒng)工藝分析比較，江西理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2007年，第28卷第3期第6?9頁(yè))。2011年，申請(qǐng)?zhí)枮?01110408624.3的中國(guó)專(zhuān)利提出采用恒溫技術(shù)來(lái)控制溶劑萃取銩的萃取溫度。
[0004]1974年，復(fù)旦大學(xué)采用高溫離子色層法制備了純度達(dá)到99.8%的氧化銩(氧化銩提銩小組，高溫離子交換法提純氧化銩，復(fù)旦學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，1974年，第Zl期第58?65頁(yè))。1985年，申請(qǐng)?zhí)枮镃N85101874A的中國(guó)專(zhuān)利采用萃淋樹(shù)脂色層法制備4N5(99.95%)級(jí)的純銩產(chǎn)品。1996年，鄧佐國(guó)等采用萃淋樹(shù)脂色層法從還原渣中提取了純度為3N5(99.5%)級(jí)的銩產(chǎn)品(鄧佐國(guó)等，由還原渣提取高純氧化銩和氧化镥新工藝研究，江西有色金屬，1996年，第10卷第2期第30?34頁(yè))。2000年，李義久等以3N級(jí)氧化銩為原料采用柱色層法制備了純度為4N5級(jí)高純氧化銩(李義久等，高純氧化銩的分離制備研究，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，2000年，第32卷第2期第4?5頁(yè))。
[0005]不難看出，迄今未見(jiàn)采用溶劑萃取法直接制備5N級(jí)高純銩產(chǎn)品的報(bào)道。
[0006]溶劑萃取法具有產(chǎn)品產(chǎn)率高、生產(chǎn)規(guī)模大、化工試劑消耗少、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。毫無(wú)疑問(wèn)，溶劑萃取法理應(yīng)是制備5N銩產(chǎn)品的首選方法。目前，稀土溶劑萃取分離生產(chǎn)工藝中銩產(chǎn)品的相對(duì)純度為99%?99.9% (即銩的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比)，主要雜質(zhì)是釔、鉺、鐿和镥。本發(fā)明結(jié)合溶劑萃取分離生產(chǎn)銩的實(shí)際，以2N?3N級(jí)氯化銩為料液，采用新的稀土皂化技術(shù)、滿載萃取技術(shù)、濃縮技術(shù)、以及分離流程的優(yōu)化等來(lái)提高銩產(chǎn)品的純度，從而建立以C272為萃取劑、分餾萃取為核心技術(shù)的制備5N銩產(chǎn)品的分離工藝。
[0007]在分離工藝中，評(píng)價(jià)離子交換樹(shù)脂的重要技術(shù)指標(biāo)是有效交換容量。有效交換容量有時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)交換容量。陰離子離子交換樹(shù)脂的有效交換容量是指每kg干樹(shù)脂有效交換一價(jià)陰離子的摩爾數(shù)。順便說(shuō)明一下，一定質(zhì)量的干樹(shù)脂的總交換量通過(guò)以下公式來(lái)計(jì)算:
[0008]n=mXQ (I)
[0009]式(I)中，111為干樹(shù)脂的質(zhì)量，其單位為kg;Q為樹(shù)脂的有效交換容量，其單位為mo I/kg;n為總交換量，其單位為mol。由式(I)可知，總交換量是指給定樹(shù)脂質(zhì)量m時(shí)的最大有效交換量。實(shí)際上，總交換量就是給定樹(shù)脂質(zhì)量m時(shí)的最大交換摩爾數(shù)，因此總交換量也稱(chēng)為總交換摩爾數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是針對(duì)至今未有溶劑萃取制備5N銩產(chǎn)品的分離工藝，建立一種以2N?3N級(jí)氯化銩溶液為原料制備5N鎊的分餾萃取分離方法。
[0011]本發(fā)明一種工業(yè)級(jí)銩原料制備5N銩方法，以2N?3N級(jí)氯化銩為料液，酸性膦試劑C272為萃取劑，TBP為萃取有機(jī)相添加劑，包括12個(gè)步驟，其中3個(gè)分離步驟和5個(gè)輔助步驟；3個(gè)分離步驟分別為YErTm/TmYbLu分離工段、YEr/Tm分離工段和Tm/YbLu分離工段，5個(gè)輔助步驟分別為濃縮工段、萃酸工段、皂化工段1、反萃工段和皂化工段11。12個(gè)步驟具體如下:
[0012]I) YErTm/TmYbLu 分離工段
[0013]第一步為YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)YErTm/TmYbLu分離。來(lái)自第四步的稀土皂化C272有機(jī)相從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，2N?3N級(jí)氯化銩料液從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第三步萃酸工段的萃余水相氯化銩鐿镥溶液作為洗滌劑從最后一級(jí)進(jìn)入YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系；從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得YEr Tm料液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中79.2785%?79.8275%用于第四步稀土皂化工段I，其余20.7215%?20.1725%用作第五步Y(jié)Er/Tm分離工段的料液;從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系的最后一級(jí)獲得負(fù)載TmYbLu有機(jī)相，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中47.9013 %?49.0932%直接進(jìn)入第二步的濃縮工段，其余
52.0987%?50.9068 %用作第六步Tm/YbLu分離工段的原料。
[OOM]所述的氯化鎊料液的稀土濃度為0.6mol/L?1.0mol/L，其中鈥的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比為0.99?0.999，pH值范圍為3?5。
[0015]2)濃縮工段
[0016]第二步為濃縮工段，實(shí)現(xiàn)第一步的負(fù)載TmYbLu有機(jī)相的濃縮。負(fù)載TmYbLu有機(jī)相的濃縮采用濃度為3.0mol/L?3.2mol/L鹽酸，逆流反萃負(fù)載TmYbLu有機(jī)相中的稀土TmYbLu；控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載TmYbLu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為3.9:1?4.2:1;從濃縮工段的反萃余水相獲得的含酸氯化銩鐿镥溶液全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段。
[0017]3)萃酸工段
[0018]第三步為萃酸工段，N235萃取除去第二步濃縮工段所得的含酸氯化銩鐿镥溶液中的殘余鹽酸。萃酸有機(jī)相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6mol/L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L?？刂戚退嵊袡C(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化銩鐿镥溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化銩鐿镥溶液中的殘余鹽酸。萃酸工段出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段出口萃余水相氯化銩鐿镥溶液全部用作第一步Y(jié)ErTm/TmYbLu分離工段的洗滌劑。
[0019]4)皂化工段I
[0020]第四步為C272稀土皂化工段I，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼?lái)自第一步的YErTm料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與YErTm料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入C272萃取有機(jī)相，來(lái)自第一步的YErTm料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為4mol/kg?6mol/kg及平均粒徑為0.4mm?0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙稀陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30%。第四步皂化工段I所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第一步Y(jié)ErTm/TmYbLu滿載分餾萃取分離工段。
[0021]所述的C272萃取有機(jī)相為C272與TBP的磺化煤油溶液，其中C272濃度為0.6mol/L?1.2mol/L，TBP的濃度為0.4mol/L?0.60mol/L。
[0022]5)YEr/Tm 分離工段
[0023]第五步為YEr/Tm分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)YEr/Tm分離。來(lái)自第八步的稀土皂化C272有機(jī)相從YEr/Tm分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第一步的YErTm料液從YEr/Tm分餾萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第六步Tm/YbLu分離工段的第一級(jí)萃余水相作為洗滌劑從最后一級(jí)進(jìn)入YEr/Tm分餾萃取體系；從YEr/Tm分餾萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品富釔鉺料液;從YEr/Tm分餾萃取體系的最后一級(jí)獲得負(fù)載Tm有機(jī)相，該負(fù)載Tm有機(jī)相用作第六步Tm/YbLu分離的稀土皂化有機(jī)相，全部進(jìn)入第六步Tm/YbLu分離工段的第一級(jí)。
[0024]6) Tm/YbLu 分離工段
[0025]第六步為有機(jī)進(jìn)料Tm/YbLu分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Tm/YbLu分離。來(lái)自第五步的負(fù)載Tm有機(jī)相從Tm/YbLu分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第一步的負(fù)載TmYbLu有機(jī)相從Tm/YbLu分饋萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，洗滌酸從最后一級(jí)進(jìn)入Tm/YbLu分饋萃取體系；從Tm/YbLu分饋萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品5N級(jí)高純鎊;從Tm/YbLu分饋萃取體系的最后一級(jí)獲得負(fù)載富YbLu有機(jī)相，該負(fù)載富YbLu有機(jī)相全部進(jìn)入第七步反萃工段。
[0026]所述的洗滌酸為1.5mol/L?1.7mol/L鹽酸；
[0027]所述的分離產(chǎn)品5N級(jí)高純銩中銩的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為0.999990?0.999996，相對(duì)純度為99.9990 % ?99.9996 %，產(chǎn)率為94.39 % ?98.29 %。
[0028]7)反萃工段
[0029]第七步為反萃工段，實(shí)現(xiàn)負(fù)載富YbLu有機(jī)相的反萃取。采用濃度為3.6mol/L?
3.9mol/L鹽酸為反萃酸，逆流反萃負(fù)載富YbLu有機(jī)相中的稀土元素;控制反萃鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載富YbLu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.3:1?4.5:1;從反萃工段的反萃余水相獲得分離產(chǎn)品富鐿镥。
[0030]8)皂化工段II
[0031]第八步為C272稀土皂化工段II，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼?lái)自第五步的富釔鉺料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與富釔鉺料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入C272萃取有機(jī)相，來(lái)自第五步的富釔鉺料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為4mol/kg?6mol/kg及平均粒徑為0.4mm?0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙稀陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30 %。第八步皂化工段II所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第五步Y(jié)Er/Tm分離工段。
[0032]所述的C272萃取有機(jī)相為C272與TBP的磺化煤油溶液，其中C272濃度為0.6mol/L?1.2mol/L，TBP的濃度為0.4mol/L?0.60mol/L。
[0033]所述的YEr/Tm分離與Tm/YbLu分離串聯(lián)。
[0034]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明不僅完全保留了分餾萃取的優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)分離工段進(jìn)行了優(yōu)化。因此，本發(fā)明具有銩產(chǎn)品純度高、銩產(chǎn)品產(chǎn)率高、生產(chǎn)規(guī)模大、化工試劑消耗少、操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為本發(fā)明的萃取分離工藝方法流程圖；
[0036]圖1中，皂化段為皂化工段的簡(jiǎn)稱(chēng);萃酸段為萃酸工段的簡(jiǎn)稱(chēng);濃縮段為濃縮工段的簡(jiǎn)稱(chēng);反萃段為反萃工段的簡(jiǎn)稱(chēng)。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的一種工業(yè)級(jí)銩原料制備5N銩方法作進(jìn)一步描述。
[0038]實(shí)施例1
[0039]I )YErTm/TmYbLu 分離工段
[0040]第一步為YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)YErTm/TmYbLu分離。來(lái)自第四步的皂化率為0.30的C272稀土皂化有機(jī)相從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，稀土濃度為0.80mol/L、鎊的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比為0.995、pH值為4的氯化鎊料液從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系第10級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第三步萃酸工段的萃余水相氯化銩鐿镥溶液作為洗滌劑從第30級(jí)進(jìn)入YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系。從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得YErTm料液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中79.8275 %用于第四步稀土皂化工段I，其余20.1725 %用作第五步Y(jié)Er/Tm分離工段的料液;從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系的第30級(jí)獲得負(fù)載TmYbLu有機(jī)相，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中47.9013%直接進(jìn)入第二步的濃縮工段，其余52.0987 %用作第六步Tm/YbLu分離工段的原料。
[0041 ] YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S= 1.292511，歸一化洗滌量W=0.619130。萃取量:氯化銩料液:洗滌量= 1.292511:1:0.619130(稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.798275，洗滌段萃取比為2.087626。
[0042]2)濃縮工段
[0043]第二步為濃縮工段，實(shí)現(xiàn)第一步的負(fù)載TmYbLu有機(jī)相的濃縮。負(fù)載TmYbLu有機(jī)相的濃縮采用濃度為3.lmol/L的鹽酸，11級(jí)逆流反萃負(fù)載TmYbLu有機(jī)相中的稀土TmYbLu;控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載TmYbLu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.0:1。從濃縮工段的反萃余水相獲得的含酸氯化銩鐿镥溶液全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段。
[0044]3)萃酸工段
[0045]第三步為萃酸工段，N235萃取除去第二步濃縮工段所得的含酸氯化銩鐿镥溶液中的殘余鹽酸。萃酸有機(jī)相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6mol/L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L?？刂戚退嵊袡C(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化銩鐿镥溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化銩鐿镥溶液中的殘余鹽酸。萃酸工段出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段出口萃余水相氯化銩鐿镥溶液全部用作第一步Y(jié)ErTm/TmYbLu分離工段的洗滌劑。
[0046]4)皂化工段I
[0047]第四步為C272稀土皂化工段I，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼?lái)自第一步的YErTm料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與YErTm料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1，在皂化反應(yīng)器中加入含有1.0mo I/L C272、0.5Omo I/L TBP的磺化煤油溶液，來(lái)自第一步的YErTm料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為5mol/kg及平均粒徑為0.5mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30 %。第四步皂化工段I所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第一步Y(jié)ErTm/TmYbLu滿載分餾萃取分離工段。
[0048]5)YEr/Tm 分離工段
[0049]第五步為YEr/Tm分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)YEr/Tm分離。來(lái)自第八步的稀土皂化C272有機(jī)相從YEr/Tm分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第一步的YEr Tm料液從YEr/Tm分餾萃取體系第12級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第六步Tm/YbLu分離工段的第I級(jí)萃余水相作為洗滌劑從第42級(jí)進(jìn)入YEr/Tm分餾萃取體系。從YEr/Tm分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品皂富釔鉺，該富釔鉺中釔的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.050024，該富釔鉺中鉺的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.049988;從YEr/Tm分餾萃取體系的第42級(jí)獲得負(fù)載Tm有機(jī)相，該負(fù)載Tm有機(jī)相用作第六步Tm/YbLu分離的稀土皂化有機(jī)相，全部進(jìn)入第六步Tm/YbLu分離工段的第I級(jí)。
[0050]YEr/Tm分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 1.698954，歸一化洗滌量W =
0.760158。萃取量:YErTm料液:洗滌量=1.698954:1:0.760158稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.965228，洗滌段萃取比為2.235002。
[0051 ] 6)Tm/YbLu 分離工段
[0052]第六步為有機(jī)進(jìn)料Tm/YbLu分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Tm/YbLu分離。來(lái)自第五步的負(fù)載Tm有機(jī)相從Tm/YbLu分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第一步的負(fù)載TmYbLu有機(jī)相從Tm/YbLu分餾萃取體系第23級(jí)進(jìn)入，鹽酸濃度為1.6mol/L的洗滌酸從第30級(jí)進(jìn)入Tm/YbLu分餾萃取體系。從Tm/YbLu分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品5N級(jí)高純銩;從Tm/YbLu分餾萃取體系的第30級(jí)獲得負(fù)載富YbLu有機(jī)相，該負(fù)載富YbLu有機(jī)相全部進(jìn)入第七步反萃工段。
[0053]有機(jī)進(jìn)料Tm/YbLu分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 0.849521，歸一化洗滌量W=1.804984。萃取量:負(fù)載TmYbLu有機(jī)相料液:洗滌量=0.849521:1:1.804984(稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.470653，洗滌段萃取比為1.024674。
[0054]第六步中所述的分離產(chǎn)品5N級(jí)高純銩中銩的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為
0.999994，產(chǎn)率為 95.91%。
[0055]7)反萃工段
[0056]第七步為反萃工段，實(shí)現(xiàn)負(fù)載富YbLu有機(jī)相的反萃取。采用濃度為3.8mol/L的鹽酸為反萃酸，11級(jí)逆流反萃負(fù)載富YbLu有機(jī)相中的稀土元素;控制反萃鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載富YbLu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.4:1;從反萃工段的反萃余水相獲得分離產(chǎn)品富鐿镥，該富鐿镥產(chǎn)品中鐿的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.077798，該富鐿镥產(chǎn)品中镥的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.038913。
[0057]8)皂化工段II
[0058]第八步為C272稀土皂化工段II，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化。控制來(lái)自第五步的YErTm料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與富釔鉺料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入含有1.0mol/L C272、0.50mol/L TBP的磺化煤油溶液，來(lái)自第五步的富釔鉺料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為5mol/kg及平均粒徑為0.5_的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相。放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30%。第八步皂化工段II所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第五步Y(jié)Er/Tm分離工段。
[0059]經(jīng)過(guò)以上步驟，最終獲得三種分離產(chǎn)品分別為:相對(duì)純度為99.9994%、產(chǎn)率為95.91 %的銩產(chǎn)品，由第六步有機(jī)進(jìn)料Tm/YbLu分餾萃取分離工段獲得；釔鉺相對(duì)純度為10.00%的富釔鉺產(chǎn)品，由第五步Y(jié)Er/Tm分離工段獲得;鐿镥相對(duì)純度為11.67 %的富鐿镥廣品，由第七步反萃取工段獲得。
[0060]實(shí)施例2
[0061 ] I )YErTm/TmYbLu 分離工段
[0062]第一步為YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)YErTm/TmYbLu分離。來(lái)自第四步的皂化率為0.30的C272稀土皂化有機(jī)相從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，稀土濃度為0.6mol/L、鎊的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比為0.999、pH值為5的氯化鎊料液從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系第9級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第三步萃酸工段的萃余水相氯化銩鐿镥溶液作為洗滌劑從第26級(jí)進(jìn)入YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系。從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得YErTm料液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中79.4517%用于第四步稀土皂化工段I，其余20.5483 %用作第五步Y(jié)Er/Tm分離工段的料液;從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系的第26級(jí)獲得負(fù)載TmYbLu有機(jī)相，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中49.0932%直接進(jìn)入第二步的濃縮工段，其余50.9068 %用作第六步Tm/YbLu分離工段的原料。
[0063]YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S= 1.302603，歸一化洗滌量W=0.639490。萃取量:氯化銩料液:洗滌量= 1.302603:1:0.639490(稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.794517，洗滌段萃取比為2.036940。
[0064]2)濃縮工段
[0065]第二步為濃縮工段，實(shí)現(xiàn)第一步的負(fù)載TmYbLu有機(jī)相的濃縮。負(fù)載TmYbLu有機(jī)相的濃縮采用濃度為3.0mol/L的鹽酸，12級(jí)逆流反萃負(fù)載TmYbLu有機(jī)相中的稀土 TmYbLu;控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載TmYbLu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為3.9: I。從濃縮工段的反萃余水相獲得的含酸氯化銩鐿镥溶液全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段。
[0066]3)萃酸工段
[0067]第三步為萃酸工段，N235萃取除去第二步濃縮工段所得的含酸氯化銩鐿镥溶液中的殘余鹽酸。萃酸有機(jī)相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6mol/L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L?？刂戚退嵊袡C(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化銩鐿镥溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化銩鐿镥溶液中的殘余鹽酸。萃酸工段出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段出口萃余水相氯化銩鐿镥溶液全部用作第一步Y(jié)ErTm/TmYbLu分離工段的洗滌劑。
[0068]4)皂化工段I
[0069]第四步為C272稀土皂化工段I，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼?lái)自第一步的YErTm料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與YErTm料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入含有0.6mol/L C272、0.40mol/L TBP的磺化煤油溶液，來(lái)自第一步的YErTm料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為4mol/kg及平均粒徑為0.4mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30%。第四步皂化工段I所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第一步Y(jié)ErTm/TmYbLu滿載分餾萃取分離工段。
[0070]5)YEr/Tm 分離工段
[0071 ]第五步為YEr/Tm分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)YEr/Tm分離。來(lái)自第八步的稀土皂化C272有機(jī)相從YEr/Tm分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第一步的YEr Tm料液從YEr/Tm分餾萃取體系第14級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第六步Tm/YbLu分離工段的第I級(jí)萃余水相作為洗滌劑從第41級(jí)進(jìn)入YEr/Tm分餾萃取體系。從YEr/Tm分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品皂富釔鉺，該富釔鉺中釔的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.020039，該富釔鉺中鉺的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.029990;從YEr/Tm分餾萃取體系的第41級(jí)獲得負(fù)載Tm有機(jī)相，該負(fù)載Tm有機(jī)相用作第六步Tm/YbLu分離的稀土皂化有機(jī)相，全部進(jìn)入第六步Tm/YbLu分離工段的第I級(jí)。
[0072]YEr/Tm分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 1.752515，歸一化洗滌量W =
0.782139。萃取量:YErTm料液:洗滌量= 1.752515:1:0.782139(稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.983377，洗滌段萃取比為2.240668。
[0073]6)Tm/YbLu 分離工段
[0074]第六步為有機(jī)進(jìn)料Tm/YbLu分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Tm/YbLu分離。來(lái)自第五步的負(fù)載Tm有機(jī)相從Tm/YbLu分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第一步的負(fù)載TmYbLu有機(jī)相從Tm/YbLu分餾萃取體系第20級(jí)進(jìn)入，鹽酸濃度為1.5mol/L的洗滌酸從第29級(jí)進(jìn)入Tm/YbLu分餾萃取體系。從Tm/YbLu分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品5N級(jí)高純銩;從Tm/YbLu分餾萃取體系的第29級(jí)獲得負(fù)載富YbLu有機(jī)相，該負(fù)載富YbLu有機(jī)相全部進(jìn)入第七步反萃工段。
[0075]有機(jī)進(jìn)料Tm/YbLu分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S= 0.904371，歸一化洗滌量W=1.889320 ο萃取量:負(fù)載TmYbLu有機(jī)相料液:洗滌量=0.904371:1:1.889320 (稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.478675，洗滌段萃取比為1.007966。
[0076]第六步中所述的分離產(chǎn)品5N級(jí)高純銩中銩的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為
0.999996，產(chǎn)率為98.29%。
[0077]7)反萃工段
[0078]第七步為反萃工段，實(shí)現(xiàn)負(fù)載富YbLu有機(jī)相的反萃取。采用濃度為3.6mol/L的鹽酸為反萃酸，12級(jí)逆流反萃負(fù)載富YbLu有機(jī)相中的稀土元素;控制反萃鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載富YbLu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.3:1。從反萃工段的反萃余水相獲得分離產(chǎn)品富鐿镥，該富鐿镥產(chǎn)品中鐿的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.048998，該富鐿镥產(chǎn)品中镥的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.013045。
[0079]8)皂化工段II
[0080]第八步為C272稀土皂化工段II，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化。控制來(lái)自第五步的富釔鉺料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與富釔鉺料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入含有0.6mol/L C272、0.40mol/L TBP的磺化煤油溶液，來(lái)自第五步的富釔鉺料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為4mol/kg及平均粒徑為0.4_的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相。放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30%。第八步皂化工段II所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第五步Y(jié)Er/Tm分離工段。
[0081 ] 經(jīng)過(guò)以上步驟，最終獲得三種分離產(chǎn)品分別為:相對(duì)純度為99.9996%、產(chǎn)率為98.29%的銩產(chǎn)品，由第六步有機(jī)進(jìn)料Tm/YbLu分餾萃取分離工段獲得；釔鉺相對(duì)純度為5.00%的富釔鉺產(chǎn)品，由第五步Y(jié)Er/Tm分離工段獲得;鐿镥相對(duì)純度為6.20%的富鐿镥產(chǎn)品，由第七步反萃取工段獲得。
[0082]實(shí)施例3
[0083]I )YErTm/TmYbLu 分離工段
[0084]第一步為YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)YErTm/TmYbLu分離。來(lái)自第四步的皂化率為0.30的C272稀土皂化有機(jī)相從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，稀土濃度為1.0mol/L、鎊的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比為0.99、pH值為3的氯化鎊料液從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系第12級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第三步萃酸工段的萃余水相氯化銩鐿镥溶液作為洗滌劑從第35級(jí)進(jìn)入YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系。從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得YErTm料液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中79.2785%用于第四步稀土皂化工段I，其余20.7215 %用作第五步Y(jié)Er/Tm分離工段的料液;從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系的第35級(jí)獲得負(fù)載TmYbLu有機(jī)相，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中49.0738%直接進(jìn)入第二步的濃縮工段，其余50.9262 %用作第六步Tm/YbLu分離工段的原料。
[0085]YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S= 1.297626，歸一化洗滌量W=0.636794。萃取量:氯化銩料液:洗滌量= 1.297626:1:0.636794(稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.792785，洗滌段萃取比為2.037747。
[0086]2)濃縮工段
[0087]第二步為濃縮工段，實(shí)現(xiàn)第一步的負(fù)載TmYbLu有機(jī)相的濃縮。負(fù)載TmYbLu有機(jī)相的濃縮采用濃度為3.2mol/L的鹽酸，10級(jí)逆流反萃負(fù)載TmYbLu有機(jī)相中的稀土TmYbLu;控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載TmYbLu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.2:1。從濃縮工段的反萃余水相獲得的含酸氯化銩鐿镥溶液全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段。
[0088]3)萃酸工段
[0089]第三步為萃酸工段，N235萃取除去第二步濃縮工段所得的含酸氯化銩鐿镥溶液中的殘余鹽酸。萃酸有機(jī)相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6mol/L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L。控制萃酸有機(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化銩鐿镥溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化銩鐿镥溶液中的殘余鹽酸。萃酸工段出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段出口萃余水相氯化銩鐿镥溶液全部用作第一步Y(jié)ErTm/TmYbLu分離工段的洗滌劑。
[0090]4)皂化工段I
[0091]第四步為C272稀土皂化工段I，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼?lái)自第一步的YErTm料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與YErTm料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入含有1.2mol/L C272、0.60mol/L TBP的磺化煤油溶液，來(lái)自第一步的YErTm料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為6mol/kg及平均粒徑為0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30%。第四步皂化工段I所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第一步Y(jié)ErTm/TmYbLu滿載分餾萃取分離工段。
[0092]5)YEr/Tm 分離工段
[0093]第五步為YEr/Tm分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)YEr/Tm分離。來(lái)自第八步的稀土皂化C272有機(jī)相從YEr/Tm分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第一步的YEr Tm料液從YEr/Tm分餾萃取體系第10級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第六步Tm/YbLu分離工段的第I級(jí)萃余水相作為洗滌劑從第42進(jìn)入YEr/Tm分餾萃取體系。從YEr/Tm分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品皂富釔鉺，該富釔鉺中釔的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.060011，該富釔鉺中鉺的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.089996;從YEr/Tm分餾萃取體系的第42級(jí)獲得負(fù)載Tm有機(jī)相，該負(fù)載Tm有機(jī)相用作第六步Tm/YbLu分離的稀土皂化有機(jī)相，全部進(jìn)入第六步Tm/YbLu分離工段的第I級(jí)。
[0094]YEr/Tm分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 1.683879，歸一化洗滌量W =
0.782139。萃取量:YErTm料液:洗滌量=I.683879:1:0.782139 (稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.944864，洗滌段萃取比為2.152914。
[0095]6) Tm/YbLu 分離工段
[0096]第六步為有機(jī)進(jìn)料Tm/YbLu分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Tm/YbLu分離。來(lái)自第五步的負(fù)載Tm有機(jī)相從Tm/YbLu分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第一步的負(fù)載TmYbLu有機(jī)相從Tm/YbLu分餾萃取體系第25級(jí)進(jìn)入，鹽酸濃度為1.7mol/L的洗滌酸從第32級(jí)進(jìn)入Tm/YbLu分餾萃取體系。從Tm/YbLu分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品5N級(jí)高純銩;從Tm/YbLu分餾萃取體系的第32級(jí)獲得負(fù)載富YbLu有機(jī)相，該負(fù)載富YbLu有機(jī)相全部進(jìn)入第七步反萃工段。
[0097]有機(jī)進(jìn)料Tm/YbLu分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S= 0.904371，歸一化洗滌量W=1.853939 ο萃取量:負(fù)載TmYbLu有機(jī)相料液:洗滌量=0.904371:1:1.853939(稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.487810，洗滌段萃取比為1.027202。
[0098]第六步中所述的分離產(chǎn)品5N級(jí)高純銩中銩的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為
0.999990，產(chǎn)率為94.39%。
[0099]7)反萃工段
[0100]第七步為反萃工段，實(shí)現(xiàn)負(fù)載富YbLu有機(jī)相的反萃取。采用濃度為3.9mol/L的鹽酸為反萃酸，10級(jí)逆流反萃負(fù)載富YbLu有機(jī)相中的稀土元素;控制反萃鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載富YbLu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.5:1。從反萃工段的反萃余水相獲得分離產(chǎn)品富鐿镥，該富鐿镥產(chǎn)品中鐿的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.122403，該富鐿镥產(chǎn)品中镥的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.032630。
[0101]8)皂化工段II
[0102]第八步為C272稀土皂化工段II，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼?lái)自第五步的富釔鉺料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與富釔鉺料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入含有1.2mol/L C272、0.60mol/L TBP的磺化煤油溶液，來(lái)自第五步的富釔鉺料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為6mol/kg及平均粒徑為0.6_的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相。放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30%。第八步皂化工段II所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第五步Y(jié)Er/Tm分離工段。
[0103]經(jīng)過(guò)以上步驟，最終獲得三種分離產(chǎn)品分別為:相對(duì)純度為99.9990%、產(chǎn)率為94.39%的銩產(chǎn)品，由第六步有機(jī)進(jìn)料Tm/YbLu分餾萃取分離工段獲得；釔鉺相對(duì)純度為15.00%的富釔鉺產(chǎn)品，由第五步Y(jié)Er/Tm分離工段獲得;鐿镥相對(duì)純度為15.50%的富鐿镥廣品，由第七步反萃取工段獲得。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種工業(yè)級(jí)銩原料制備5N銩方法，其特征在于:所述的方法以2N?3N級(jí)氯化銩為料液，酸性膦試劑C272為萃取劑，TBP為萃取有機(jī)相添加劑，包括12個(gè)步驟，其中3個(gè)分離步驟和5個(gè)輔助步驟;3個(gè)分離步驟分別為YErTm/TmYbLu分離工段、YEr/Tm分離工段和Tm/YbLu分離工段，5個(gè)輔助步驟分別為濃縮工段、萃酸工段、皂化工段1、反萃工段和皂化工段11; 12個(gè)步驟具體如下: I )YErTm/TmYbLu 分離工段 來(lái)自第四步的稀土皂化C272有機(jī)相從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，2N?3N級(jí)氯化銩料液從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第三步萃酸工段的萃余水相氯化銩鐿镥溶液作為洗滌劑從最后一級(jí)進(jìn)入YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系;從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得YErTm料液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中79.2785%?79.8275%用于第四步稀土皂化工段I，其余20.7215%?20.1725%用作第五步Y(jié)Er/Tm分離工段的料液;從YErTm/TmYbLu滿載分餾萃取體系的最后一級(jí)獲得負(fù)載TmYbLu有機(jī)相，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中47.9013 %?49.0932%直接進(jìn)入第二步的濃縮工段，其余52.0987%?50.9068 %用作第六步Tm/YbLu分離工段的原料； 所述的氯化鎊料液的稀土濃度為0.6mol/L?1.0mol/L，其中鈥的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比為0.99?0.999，pH值范圍為3?5 ； 2)濃縮工段 負(fù)載TmYbLu有機(jī)相的濃縮采用濃度為3.0mol/L?3.2mol/L鹽酸，逆流反萃負(fù)載TmYbLu有機(jī)相中的稀土 TmYbLu;控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載TmYbLu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為3.9:1?4.2:1;從濃縮工段的反萃余水相獲得的含酸氯化銩鐿镥溶液全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段； 3)萃酸工段 萃酸有機(jī)相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6mol/L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L;控制萃酸有機(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化銩鐿镥溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化銩鐿镥溶液中的殘余鹽酸;萃酸工段出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段出口萃余水相氯化銩鐿镥溶液全部用作第一步Y(jié)ErTm/TmYbLu分離工段的洗滌劑； 4)皂化工段I 控制來(lái)自第一步的YErTm料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與YErTm料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入C272萃取有機(jī)相，來(lái)自第一步的YEr Tm料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為4mol/kg?6mol/kg及平均粒徑為0.4mm?0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙稀陰離子交換樹(shù)脂;室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層；上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30%;第四步皂化工段I所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第一步Y(jié)ErTm/TmYbLu滿載分餾萃取分離工段； 所述的C272萃取有機(jī)相為C272與TBP的磺化煤油溶液，其中C272濃度為0.6mol/L?1.211101/138?的濃度為0.411101/1?0.6011101/1; 5)YEr/Tm分離工段 來(lái)自第八步的稀土皂化C272有機(jī)相從YEr/Tm分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第一步的YEr Tm料液從YEr/Tm分餾萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第六步Tm/YbLu分離工段的第一級(jí)萃余水相作為洗滌劑從最后一級(jí)進(jìn)入YEr/Tm分餾萃取體系；從YEr/Tm分餾萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品釔鉺料液;從YEr/Tm分餾萃取體系的最后一級(jí)獲得負(fù)載Tm有機(jī)相，該負(fù)載Tm有機(jī)相用作第六步Tm/YbLu分離的稀土皂化有機(jī)相，全部進(jìn)入第六步Tm/YbLu分離工段的第一級(jí)； 6)Tm/YbLu分離工段 來(lái)自第五步的負(fù)載Tm有機(jī)相從Tm/YbLu分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第一步的負(fù)載TmYbLu有機(jī)相從Tm/YbLu分餾萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，洗滌酸從最后一級(jí)進(jìn)入Tm/YbLu分餾萃取體系；從Tm/YbLu分餾萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品5N級(jí)高純銩;從Tm/YbLu分餾萃取體系的最后一級(jí)獲得負(fù)載YbLu有機(jī)相，該負(fù)載YbLu有機(jī)相全部進(jìn)入第七步反萃工段； 所述的洗滌酸為1.5mol/L?1.7mol/L鹽酸； 所述的分離產(chǎn)品5N級(jí)高純銩中銩的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為0.999990?0.999996，相對(duì)純度為99.9990%?99.9996%，產(chǎn)率為94.39%?98.29% ； 7)反萃工段 采用濃度為3.6mol/L?3.9mol/L鹽酸為反萃酸，逆流反萃負(fù)載YbLu有機(jī)相中的稀土元素;控制反萃鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載YbLu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.3:1?4.5:1;從反萃工段的反萃余水相獲得分離產(chǎn)品鐿镥； 8)皂化工段II 控制來(lái)自第五步的釔鉺料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與釔鉺料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入C272萃取有機(jī)相，來(lái)自第五步的釔鉺料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為4mol/kg?6mol/kg及平均粒徑為0.4mm?0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙稀陰離子交換樹(shù)脂;室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層;上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30 第八步皂化工段II所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第五步Y(jié)Er/Tm分離工段； 所述的C272萃取有機(jī)相為C272與TBP的磺化煤油溶液，其中C272濃度為0.6mol/L?1.2mol/L，TBP的濃度為0.4mol/L?0.60mol/L。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)級(jí)銩原料制備5N銩方法，其特征在于:所述的YEr/Tm分離與Tm/YbLu分離串聯(lián)。
【文檔編號(hào)】C22B3/38GK105950890SQ201610333951
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月19日
【發(fā)明人】鐘學(xué)明
【申請(qǐng)人】南昌航空大學(xué)