專利名稱:氨化p507溶劑萃取分離混合稀土工藝的制作方法
本發(fā)明屬于濕法冶金溶劑萃取。
有人對氟碳鈰鑭-獨(dú)居石混合礦采用p507鹽酸體系，進(jìn)行Nd-Sm，Ce-Pr，La-Ce分組分離或輕、中稀土全萃取連續(xù)分離。其Nd-Sm，La-Ce分組分離后萃入有機(jī)相的稀土分別占總分離稀土的2-6%和～63%。本發(fā)明對含以輕稀土為主的離子吸附型稀土礦的氯化物水溶液進(jìn)行同樣的Nd-Sm，La-Ce分組，其萃入有機(jī)相的稀土分別占總分離稀土的32-35%和45-55%，同時進(jìn)行Tb-Dy分組，使中、重稀土分別得到富集。含以輕稀土為主的離子吸附型稀土礦不同于氟碳鈰鑭-獨(dú)居石混合礦，獨(dú)居石礦，磷釔礦等的稀土組成，它們的含量亦相差甚大，因此針對不同稀土礦的組成和不同要求，就必須提出一個與它相應(yīng)的合理的萃取工藝流程。
本發(fā)明的目的是針對含以輕稀土為主的離子吸附型稀土礦的組成，用氨化p507溶劑萃取進(jìn)行Nd-Sm，La-Cl，Sm-Eu分組分離，最終得到三個分別為Ce、Pr、Nd;Sm、Eu、Gd、Tb、Dy及Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y的富集物和純度大于99.97%收率大于99%的La2O3。
由于本發(fā)明用氨化p507作萃取劑使Nd-Sm間分離因數(shù)由未氨化時的2-5，提高到10以上，La-Ce間分離因數(shù)由未氨化時5-7提高到10左右，Tb-Dy分離因數(shù)提高到2，因此第一步分組由Nd-Sm之間進(jìn)行，分組后在La-Nd萃余水相中Ce含量僅有2%左右，第二步在La-Ce之間分離，這樣可以得到純度大于99.97%收率大于99%的La2O3和Ce、Pr、Nd富集物。第三步對Nd-Sm分組后的已萃入有機(jī)相中的Sm-Lu、Y進(jìn)行分組，使礦中含量僅在0.2-0.5%的Tb和含量為0.2-1.0%的Eu得到富集，從而得到中、重稀土二組富集物。
上述分組分離得到三個含輕、中、重稀土富集物為下一步萃取分離或離子交換，或萃取色層分離單一稀土提供有利條件。在萃取過程中萃入有機(jī)相的稀土離子與酸性膦酸酯中的H+進(jìn)行交換，使水相中酸度不斷升高，影響進(jìn)一步萃取分離，為維持在一定分離因數(shù)條件下萃取分離，就必須加入堿以維持水相中酸度于一定范圍。本發(fā)明氨化p507把單口或雙口導(dǎo)入堿方式改為與萃取劑導(dǎo)入口合并為一，這樣既減少了設(shè)備，又便于操作。氨化p507除了提高萃取分離因數(shù)之外，由于銨離子取代了H+，使水相的酸度始終可以保持在一定水平，稀土離子與銨離子進(jìn)行交換，這樣提高了有機(jī)相的操作容量，萃取段中各級稀土離子濃度變化平緩，使操作更易進(jìn)行。為達(dá)到更佳分離目的，必須使用礦物酸作洗酸，把多余萃入有機(jī)相的稀土洗下來，起到分餾作用，以達(dá)到預(yù)期的滿意分離效果。
本發(fā)明用含以輕稀土為主的離子吸附型稀土礦混合稀土氧化物組成如下La35-36;Ce0.1-0.85;Pr5-10;Nd20-30;Sm3.4-10.4;Eu0.2-1.0;Gd2.45-5.3;Tb0.22-0.5;Dy1.8-3.2;Ho0.1-0.51;Er0.99-1.75;Tm0.11-0.25;Yb0.96-1.8;Lu0.02-0.2;y12.18-20，用鹽酸溶解制得1-2M稀土氯化物水溶液pH2-4，由萃取、加料、洗滌、反萃段諸單元組成的90-120級分液漏斗模擬串級進(jìn)行輕、中、重稀土分組分離，和在一個混合攪拌池中氨化p507。在萃取和洗滌段兩端分別加入氨化p507和洗滌液，加料級加入含混合稀土原料的水溶液或者含已萃入稀土的有機(jī)相溶液，兩端分別流出含萃余稀土的水溶液和含稀土的有機(jī)相溶液，然后導(dǎo)入下一個萃取-加料-洗滌段作為原料液進(jìn)一步萃取分離，或者把有機(jī)相溶液導(dǎo)入反萃段的一端，另一端導(dǎo)入反萃液，兩端分別流出已分離的稀土水溶液和萃取劑p507，把萃取劑導(dǎo)入混合攪拌池中與一定量濃氨水相混合得到可繼續(xù)使用的氨化p507(其流程見圖1)。
本發(fā)明使用氨化p507為萃取劑，其一般式

(式中R是2-乙基己基)
把與水不相混溶的p507(2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯)以煤油為稀釋劑，在1-1.7Mp507-煤油中加入一定量濃氨水溶液，其氨化度為p507的20-45%(即氨化p507占氨化前總的p507的百分含量)。洗滌液和反萃液。采用0.8-5NHCl。
本發(fā)明經(jīng)Nd-Sm分組后La-Nd中Sm＜0.05%;Sm-Lu·Y中Nd＜0.05%;La-Ce分離得純度＞99.97%收率＞99%的La2O3;含Sm-Lu，Y有機(jī)相溶液進(jìn)行Tb-Dy分組，Sm-Dy中Tb收率＞90%，在水相中Dy＜10%。
本發(fā)明可以在工廠得到實(shí)施。
本發(fā)明附圖1說明(1)氨化p507-煤油溶液;(2)濃氨水溶液;(3)反萃后p507-煤油;(4)(4)′洗滌液和反萃液;(5)含混合稀土的氯化物水溶液;(6)萃余的La-Nd水溶液;(7)含La純度＞99.97%，收率＞99%的水溶液;(8)含Ce、Pr、Nd有機(jī)相溶液;(9)含Ce-Nd的水溶液;(10)含Sm-Lu、Y的有機(jī)相溶液;(11)含Sm-Dy的水溶液(Tb收率＞90)(12)含Dy-Lu，Y有機(jī)相溶液;(13)含Dy-Lu，Y的水溶液。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)例如下，本實(shí)施例以輕稀土為主離子吸附型稀土礦為分離對象。
實(shí)例1，用43%氨化1.5Mp507-煤油和1.5Mp507-煤油濃度為0.108M的Tb，Dy氯化物水溶液。結(jié)果見表1。
表1 氨化p507與p507萃取Tb、Dy的分離因數(shù)

實(shí)例2，以1.5-1.8M混合稀土的氯化物水溶液pH2-3，0.28l/hr;洗滌液0.4-0.6NHCl，0.22l/hr;用34-36.8%氨化1.5M;p507-煤油1.08l/hr;在22級分液漏斗中模擬串級萃取，得萃余水相La-Nd中Sm＜0.05%，萃入有機(jī)相溶液中的Sm-Lu，Y，其Nd＜0.05%。
實(shí)例3，以0.5-0.7M含稀土氧化物組成為La45%;Ce2%;Pr12%;Nd41%的稀土氯化物水溶液或Nd-Sm分組后，含La-Nd的萃余水相溶液作為進(jìn)料液，0.36l/hr;洗滌液為0.8-1.2NHCl，0.12l/hr;用34-36%氨化1.5Mp507-煤油，0.9l/hr;在25級分液漏斗模擬串級萃取，得純La，其純度大于99.97%收率大于99%。
實(shí)例4，以實(shí)例2分組后得到的已萃入Sm-La、Y的有機(jī)相溶液作為進(jìn)料液，濃度為0.15-0.17M，0.6l/hr;洗滌液1.3-1.5NHCl，0.17l/hr;用34-36%氨化1.5Mp507-煤油0.21l/hr;在35級分液漏斗中模擬串級萃取，得萃余水相Sm-Dy，Tb收率～100%，其中Dy為6%，和含Dy-Lu，Y的有機(jī)相溶液。
實(shí)例5，以含Dy-Lu，Y的有機(jī)相溶液，濃度為0.06-0.1M，0.18l/hr;反萃酸4.5-4.8N HCl，0.06l/hr;在6級分液漏斗中進(jìn)行反萃串級，得0.18-0.3M含Dy-Lu，Y的水溶液。
實(shí)例6，以含Ce、Pr、Nd的有機(jī)相溶液，濃度為0.9-0.15M，0.3l/hr;反萃酸1-15N HCl，0.06l/hr;在6級分液漏斗中進(jìn)行反萃串級，得0.45-0.75M含Ce-Nd的水溶液。
以上實(shí)例得到工廠規(guī)模的證實(shí)。
權(quán)利要求
1、一種濕法冶金溶劑萃取分組分離輕、中、重稀土的工藝流程，其特征是用20-45%氨化P507-煤油作萃取劑，對以輕稀土為主的離子吸附型稀土礦或稀土氧化物組成范圍為La35-36；Ce0.1-0.85；Pr5-10；Nd20-30；Sm3.4-10；Eu0.2-1.0；Gd2.45-5.3；Tb0.2-0.5；Dy1.8-32；Ho0.1-0.51；Er0.99-1.75；Tm0.11-0.25；Yb0.96-1.8；Lu0.02-0.2；Y12.18-20的稀土氯化物水溶液，其濃度為1-2M，洗滌液和反萃酸為0.8-5N HCl，在90-120級分液漏斗模擬串級，進(jìn)行多級逆流萃取分組分離，經(jīng)Nd-Sm，La-Ce，Tb-Dy分組分離得純度大于99.97%的La2O3，收率為99%，和輕、中、重稀土三組分別為Ce、Pr、Nd；Sm、Eu、Gd、Tb、Dy和Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y富集物。
2、如權(quán)利要求
1所述的工藝流程，其特征是p507(2-乙基己基膦，酸單2-乙基己基酯)以煤油為稀釋劑，在進(jìn)入萃取段之前先在攪拌池內(nèi)與一定量濃氨水溶液混合，得20-45%氨化1-1.7Mp507-煤油。
3、如權(quán)利要求
1所述的工藝流程，其特征在于Nd-Sm采用34-36%氨化1.5Mp507-煤油，在22級分液漏斗中進(jìn)行模擬串級分組，其流比為有機(jī)相∶料液∶洗滌液＝1∶0.28∶0.22;洗滌液0.4-0.6NHCl;1.5-1.8M混合稀土氯化物水溶液，萃余水相La-Nd中Sm＜0.05%，萃入有機(jī)相的Sm-Lu，Y中Nd＜0.05%。
4、按權(quán)利項(xiàng)1La-Ce分組其特征在于以Nd-Sm分組后萃余水相La-Nd為原料，用34-36%氨化1.5Mp507-煤油，在25級分液漏斗中模擬串級萃取分離，其流比為有機(jī)相∶料液∶洗滌液＝0.9∶0.36∶0.12;洗滌液為0.8-1.2N HCl，混合稀土濃度為0.5-0.7M，得萃余水相含La純度大于99.97%，收率為大于99%的La2O3和含Ce、Pr、Nd的有機(jī)相溶液。
5、按權(quán)利項(xiàng)1所敘的混合稀土分離流程中Tb-Dy分組，其特征在于Nd-Sm分組后含Sm-La、Y的有機(jī)相溶液為原料液，濃度為0.15-0.17M，洗滌液為1.3-1.5N HCl，用34-36%氨化1.5Mp507-煤油，在35級分液漏斗中模擬串級萃取分組，其流比為有機(jī)相∶有機(jī)料∶洗滌液＝0.21∶0.6∶0.17，得含Sm-Dy的萃余水相，其中Tb收率大于90%和有機(jī)相含Dy-Lu，Y的溶液。
6、按權(quán)利項(xiàng)4所敘，含Ce、Pr、Nd有機(jī)相溶液的反萃條件其特征是有機(jī)相含Ce、Pr、Nd的濃度為0.9-0.15M，在6級分液漏斗中進(jìn)行反萃串級，反萃酸為1-1.5N HCl，其流比為有機(jī)相∶反萃酸＝5∶1，得含Ce、Pr、Nd的氯化物水溶液。
7、按權(quán)利項(xiàng)5所敘，含Dy-Lu、Y的有機(jī)相溶液的反萃條件其特征是，含Dy-Lu、Y的有機(jī)相溶液其濃度為0.06-0.1M，反萃酸為4.5-4.8N HCl，流比為有機(jī)相∶反萃酸＝3∶1，在6級分液漏斗中進(jìn)行反萃串級，得含Dy-Lu、Y的水溶液。
專利摘要
氨化p507對以輕稀土為主的離子吸附型稀土礦進(jìn)行溶劑萃取分組分離屬于濕法冶金溶劑萃取。用20-45％氨化1-1.7M p507-煤油，洗滌液和反萃酸為0.8-5N HCl對以輕稀土為主的離子吸附型稀土礦氯化物水溶液，其濃度為1-2M，在90-120級分液漏斗中模擬串級萃取分組分離，經(jīng)Nd-Sm，La-Ce，Tb-Dy分組分離得輕、中、重稀土三組分別為Ce、Pr、Nd；Sm、Eu、Gd、Tb、Dy和Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y富集物以及得純度大于99.97％，收率為大于99％的La2O3。
文檔編號C01F17/00GK85102210SQ85102210
公開日1986年9月17日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者沈春雷, 謝延芬, 李德謙 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan