專利名稱:混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)，其特征在于，包括除雜前料液配制系統(tǒng)，其包括帶有攪拌裝置的酸溶解器，其設(shè)置有工業(yè)鹽酸進(jìn)入端和混合稀土原料進(jìn)入端；有機(jī)相配制器；萃取系統(tǒng)，其包括與所述除雜前料液配制系統(tǒng)及有機(jī)相配制器相連的攪拌桶，所述攪拌桶連接固體給料機(jī)、水相過濾裝置和負(fù)載有機(jī)相集中器。本實(shí)用新型可在混合氯化稀土料液中去除鐵、鋁雜質(zhì)。
【專利說明】混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)，其利用溶劑萃取的方法深度去除混合稀土料液的雜質(zhì)元素鐵、鋁。

【背景技術(shù)】
[0002]在稀土分離行業(yè)，針對混合稀土原料，現(xiàn)采用鹽酸溶解、水解除雜、水解渣重溶回收稀土的傳統(tǒng)工藝溶解離子型混合稀土原料(氧化物或碳酸鹽)。
[0003]該工藝操作繁雜、能耗高、過濾困難、稀土直收率低。
[0004]尤其是，雜質(zhì)鋁的去除不完全，隨同稀土料液一同進(jìn)入萃取體系，一方面直接影響各種分離產(chǎn)品的質(zhì)量，另一方面導(dǎo)致萃取過程容易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，從而影響設(shè)備處理能力。
[0005]在產(chǎn)品溶液中，鋁含量的控制方法往往需用草酸沉淀法去除。另外，由于雜質(zhì)元素鋁的存在，稀土產(chǎn)品的后續(xù)加工也十分不利。
[0006]迄今為止，在稀土分離企業(yè)，一直未能解決這一難題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)，可在混合氯化稀土料液中去除鐵、鋁雜質(zhì)。
[0008]為此，本實(shí)用新型提供了一種混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)，其特征在于，包括
[0009]除雜前料液配制系統(tǒng)，其包括帶有攪拌裝置的酸溶解器，其設(shè)置有工業(yè)鹽酸進(jìn)入端和混合稀土原料進(jìn)入端；
[0010]有機(jī)相配制器；
[0011]萃取系統(tǒng)，其包括與所述除雜前料液配制系統(tǒng)及有機(jī)相配制器相連的攪拌桶，所述攪拌桶連接固體給料機(jī)、水相過濾裝置和負(fù)載有機(jī)相集中器。
[0012]優(yōu)選地，還包括反萃系統(tǒng)。
[0013]優(yōu)選地，所述反萃系統(tǒng)與所述負(fù)載有機(jī)相集中器相連。
[0014]優(yōu)選地，所述反萃系統(tǒng)包括萃取槽、沉淀裝置、過濾裝置、灼燒回收裝置。
[0015]優(yōu)選地，所述萃取槽與有機(jī)相配制器相連。
[0016]優(yōu)選地，所述灼燒回收裝置與混合稀土原料進(jìn)入端相連。
[0017]優(yōu)選地，所述除雜前料液配制系統(tǒng)還包括過濾系統(tǒng)和儲(chǔ)料器。
[0018]優(yōu)選地，所述儲(chǔ)料器與萃取系統(tǒng)的攪拌桶相連。
[0019]優(yōu)選地，所述儲(chǔ)料器設(shè)置有交換鹽酸進(jìn)入端。
[0020]優(yōu)選地，所述儲(chǔ)料器帶有泵循環(huán)裝置或攪拌裝置。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)，可在混合氯化稀土料液中去除鐵、銷雜質(zhì)。

【附圖說明】

[0022]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的混合稀土料液的萃取除雜方法的流程圖。
[0023]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1-2所示，本實(shí)用新型采用的混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)包括酸溶解器1、工業(yè)鹽酸進(jìn)入端2、混合稀土原料進(jìn)入端3、過濾裝置4、儲(chǔ)液桶5、交換鹽酸進(jìn)入端6、攪拌桶7、有機(jī)相配制器8、固體給料機(jī)9、過濾裝置10、負(fù)載有機(jī)相集中器11、6N鹽酸進(jìn)入端12、萃取槽13、沉淀裝置14、過濾系統(tǒng)15、灼燒回收裝置16。
[0025]1、鹽酸溶解及過濾
[0026]在一個(gè)實(shí)施例中，可以采用常規(guī)溶礦工藝，不需要作任何改造。將混合稀土碳酸鹽或氧化物和工業(yè)鹽酸分別通過混合稀土原料進(jìn)入端3和工業(yè)鹽酸進(jìn)入端2加入酸溶解器I進(jìn)行溶解，溶解完全到酸度0.2N，經(jīng)過濾裝置4趁熱過濾除機(jī)械雜物。濾好的稀土轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)液桶5待配料。最好能保溫在40°C以上。
[0027]2、稀土料液配制
[0028]配制要求:酸度0.15-0.25N。
[0029]將交換鹽酸通過交換鹽酸進(jìn)入端6加入儲(chǔ)液桶5 (或攪拌桶7)中，與酸溶好的稀土料液混合配置，根據(jù)儲(chǔ)液桶的有效體積Vw，計(jì)算加入交換鹽酸的體積V3i。料液泵循環(huán)或攪拌均勻，取樣化驗(yàn)稀土濃度、雜質(zhì)鐵、鋁含量，然后，該桶配制好的料液存放48小時(shí)以上。
[0030]加入交換鹽酸的體積按以下公式計(jì)算:V$ = Nm *0.20/N$
[0031]3、稀土料液萃取除鐵、鋁
[0032](I)有機(jī)相配制
[0033]在有機(jī)相配制器8中進(jìn)行，酸性萃取劑A濃度0.5-0.7M，或20%酸性萃取劑A、20%輔助試劑B、60%磺化煤油。
[0034](2)皂化劑碳酸氫銨用量的計(jì)算
[0035]A.中和料液中過量的H+所消耗的碳酸氫銨:
[0036]料液體積(升)*0.20*0.079 (kg)
[0037]B.中和萃取鐵離子時(shí)產(chǎn)生的H+所消耗的碳酸氫銨:
[0038]料液體積(升)*料液中鐵的含量(克/升)+ 55.85*3*0.079 (kg)
[0039]C.中和萃取鋁離子時(shí)產(chǎn)生的H+所消耗的碳酸氫銨:
[0040]料液體積(升)*料液中鋁的含量(克/升)+27*3*0.079 (kg)
[0041]以上三種消耗的總和即為稀土料液萃取除鐵、鋁時(shí)將消耗的碳酸氫銨量，實(shí)際操作時(shí)選擇過量30-40%。
[0042](3)稀土料液萃取除鐵、鋁
[0043]適當(dāng)操作決定稀土直收率和除雜效果。在攪拌桶7中完成，要求攪拌均勻，并有一定的攪拌強(qiáng)度。
[0044]萃取除雜相比(有機(jī)相/料液):1_3/1，根據(jù)混合稀土原料中鐵、鋁含量決定(鐵、鋁含量越高，相比越大)，反應(yīng)溫度25 °C (最好大于25°C )。
[0045]根據(jù)攪拌桶的有效體積在攪拌桶內(nèi)加入配制好的并存放48小時(shí)以上的稀土料液和未皂化有機(jī)相，開動(dòng)攪拌，用固體給料機(jī)9在480分鐘內(nèi)均勻加完計(jì)算量的碳酸氫銨。
[0046]加完后，繼續(xù)攪拌60分鐘，澄清8小時(shí)，水相經(jīng)過濾裝置10過濾后得到合格稀土料液，負(fù)載有機(jī)相進(jìn)入負(fù)載有機(jī)相集中器11，然后通入萃取槽13，由6N鹽酸進(jìn)入端12加入6N鹽酸進(jìn)行連續(xù)反萃，空白有機(jī)相返回有機(jī)相配置器8中循環(huán)使用，反萃水相集中通向沉淀裝置14，加入草酸沉淀后，通過過濾系統(tǒng)15進(jìn)行過濾后，經(jīng)灼燒回收裝置16回收稀土。
[0047]除完鐵、鋁后的稀土料液清澈，呈玫瑰紅顏色，pH4.5-5，可直接進(jìn)P507萃取體系進(jìn)行萃取分離。
[0048]根據(jù)碳酸氫銨與酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，每消耗79克的碳酸氫銨將產(chǎn)生18克的水。因此，消耗100千克碳酸氫銨將產(chǎn)生3升水，計(jì)算稀土料液凈化除雜后稀土直收率或體積時(shí)應(yīng)考慮這一因素。
[0049]本實(shí)用新型能夠達(dá)到深度除鐵、鋁的目標(biāo)，操作簡單，除雜效果穩(wěn)定，整個(gè)流程基本封閉循環(huán)，基本無三相產(chǎn)生，稀土無損失，稀土總收率接近100%。
[0050]更具體地，關(guān)于料液配制:
[0051]I)在配制過程中加交換酸是因?yàn)榻粨Q酸是在工業(yè)鹽酸的基礎(chǔ)上進(jìn)行了離子交換處理，鐵、鋁等陽離子已被清除，所以加交換酸不會(huì)帶入鐵鋁等雜質(zhì)元素；
[0052]2)料液配制要求酸度0.15-0.2N并存放48小時(shí)，主要目的:一是讓混合稀土料液中的Fe2+離子全部氧化成Fe 3+離子，以便在萃取除雜過程中鐵能進(jìn)入有機(jī)相；二是讓稀土料液中的懸浮物完全沉入桶底，讓稀土料液清亮，避免萃取除雜過程中乳化現(xiàn)象的發(fā)生。
[0053]萃余液過濾的目的是，讓萃取除鐵、鋁過程中可能形成的“三相”不會(huì)進(jìn)入合格稀土料液中，以免對后續(xù)的萃取分離工藝產(chǎn)生影響。
[0054]萃取除雜形成的負(fù)載有機(jī)相在萃取槽中連續(xù)反萃的目的:一是讓空白機(jī)相不含鐵、鋁和稀土，以利于循環(huán)使用；二是為了降低生產(chǎn)成本，因?yàn)檩腿〔鄱嗉?jí)反萃的反萃液余酸比單級(jí)攪拌桶反萃更低，酸耗更低，同時(shí)，由于余酸更低，草酸沉淀回收稀土?xí)r消耗的氨水也更少。
[0055]反萃水相集中草酸沉淀回收稀土的目的:一是確保整個(gè)除雜系統(tǒng)的稀土回收率；二是草酸沉淀高鐵、鋁雜質(zhì)的反萃液時(shí)，稀土與草酸形成草酸稀土沉淀物，而鐵、鋁等雜質(zhì)離子則與草酸形成溶于水的絡(luò)合物，實(shí)現(xiàn)鐵鋁等雜質(zhì)離子與稀土的分離。總體效果是:鐵鋁等雜質(zhì)離子隨廢水排放(鐵鋁有出路)，稀土離子返回本體系。
[0056]實(shí)施本實(shí)用新型的混合稀土料液的萃取除雜方法包括如下步驟:
[0057]除雜前料液配制:酸度控制在0.15-0.25N，攪拌均勻，至少陳放48小時(shí)；
[0058]有機(jī)相配制:酸性萃取劑A濃度為0.5-0.7M ;或者，20%萃取劑A、20%輔助試劑B、60%磺化煤油；
[0059]稀土料液萃取除鐵、鋁:操作過程在攪拌桶中完成，攪拌均勻，并有一定的攪拌強(qiáng)度；萃取除雜相比(有機(jī)相/料液):1_3/1，根據(jù)混合稀土原料中鐵、鋁含量決定(鐵、鋁含量越高，相比越大)，反應(yīng)溫度25°C (最好大于25°C);邊攪拌邊加入按計(jì)算值確定的固體皂化劑碳酸氫銨；用固體給料機(jī)在8小時(shí)內(nèi)均勻加完計(jì)算量的碳酸氫銨；加完后繼續(xù)攪拌60分鐘，澄清8小時(shí)；除雜后水相用過濾器過濾。
[0060]優(yōu)選地，在鹽酸溶解及過濾步驟，將混合稀土碳酸鹽或氧化物鹽酸溶解完全到酸度0.2N，趁熱過濾除機(jī)械雜物；濾好的稀土溶液轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)液桶待配料(優(yōu)選保溫在40°C以上)。
[0061]優(yōu)選地，在稀土料液配制步驟，將酸度0.15-0.25N的酸溶好的稀土料液加交換鹽酸，根據(jù)儲(chǔ)液桶的有效體積Vw，計(jì)算加入交換鹽酸的體積V3i;料液泵循環(huán)或攪拌均勻，取樣化驗(yàn)稀土濃度、雜質(zhì)鐵、鋁含量，然后，該桶配制好的料液存放48小時(shí)以上；加入交換鹽酸的體積V交=V料*0.20/N交。
[0062]優(yōu)選地，稀土料液萃取除鐵、鋁時(shí)將消耗的皂化劑碳酸氫銨用量為以下三項(xiàng)之和:中和料液中過量的H+所消耗的碳酸氫銨:料液體積(升)*0.20*0.079 (kg)；中和萃取鐵離子時(shí)產(chǎn)生的H+所消耗的碳酸氫銨:料液體積(升)*料液中鐵的含量(克/升)+ 55.85*3*0.079 (kg);中和萃取鋁離子時(shí)產(chǎn)生的H+所消耗的碳酸氫銨:料液體積(升)*料液中鋁的含量(克/升)+27*3*0.079 (kg)，再選擇過量30-40%。
[0063]優(yōu)選地，在稀土料液萃取除鐵、鋁步驟，根據(jù)攪拌桶的有效體積在攪拌桶內(nèi)加入配制好的并存放48小時(shí)以上的稀土料液和未皂化有機(jī)相，開動(dòng)攪拌，用固體給料機(jī)在480分鐘內(nèi)均勻加完計(jì)算量的碳酸氫銨。
[0064]優(yōu)選地，加完后，繼續(xù)攪拌60分鐘，澄清8小時(shí)，水相過濾后得到合格稀土料液；有機(jī)相集中用萃取槽連續(xù)反萃，空白有機(jī)相循環(huán)使用，反萃水相集中草酸沉淀回收稀土。
[0065]優(yōu)選地，除完鐵、鋁后的稀土料液清澈，呈玫瑰紅顏色，pH4.5-5，可直接進(jìn)P507萃取體系進(jìn)行萃取分離。
[0066]根據(jù)本實(shí)用新型，將稀土原料在常溫下鹽酸分解至酸度0.2N，過濾除去機(jī)械雜質(zhì)，然后實(shí)施混合稀土料液的萃取除雜。除雜后，稀土料液中鐵、鋁含量均小于300mg/l ;稀土直收率大于或等于97%，其余稀土與鐵、鋁一起，這部分稀土可以草酸沉淀回收。
[0067]根據(jù)本實(shí)用新型除雜，混合稀土氯化物溶液可達(dá)到以下指標(biāo):
[0068]1.稀土直收率:彡97%。(稀土直收率=合格料液稀土金屬量/酸溶后除雜前稀土金屬量X 100% )；
[0069]2.合格稀土料液中雜質(zhì)含量(料液稀土濃度:1.3M):Fe < 20mg/l，Al < 300mg/I ;
[0070]3.除雜過程中使用的試劑對后續(xù)萃取工序及產(chǎn)品質(zhì)量沒任何影響。
【權(quán)利要求】
1.一種混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)，其特征在于，包括: 除雜前料液配制系統(tǒng)，其包括帶有攪拌裝置的酸溶解器，其設(shè)置有工業(yè)鹽酸進(jìn)入端和混合稀土原料進(jìn)入端； 有機(jī)相配制器； 萃取系統(tǒng)，其包括與所述除雜前料液配制系統(tǒng)及有機(jī)相配制器相連的攪拌桶，所述攪拌桶連接固體給料機(jī)、水相過濾裝置和負(fù)載有機(jī)相集中器。2.如權(quán)利要求1所述的混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)，其特征在于，還包括反萃系統(tǒng)。3.如權(quán)利要求2所述的混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)，其特征在于，所述反萃系統(tǒng)與所述負(fù)載有機(jī)相集中器相連。4.如權(quán)利要求2所述的混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)，其特征在于，所述反萃系統(tǒng)包括萃取槽、沉淀裝置、過濾裝置、灼燒回收裝置。5.如權(quán)利要求4所述的混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)，其特征在于，所述萃取槽與有機(jī)相配制器相連。6.如權(quán)利要求4所述的混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)，其特征在于，所述灼燒回收裝置與混合稀土原料進(jìn)入端相連。7.如權(quán)利要求1所述的混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)，其特征在于，所述除雜前料液配制系統(tǒng)還包括過濾系統(tǒng)和儲(chǔ)料器。8.如權(quán)利要求7所述的混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)料器與萃取系統(tǒng)的攪拌桶相連。9.如權(quán)利要求7所述的混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)料器設(shè)置有交換鹽酸進(jìn)入端。10.如權(quán)利要求7所述的混合稀土料液的萃取除雜系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)料器帶有泵循環(huán)裝置或攪拌裝置。
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