一種酸性磷萃取劑p204的稀土皂化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種酸性磷萃取劑P204的稀土皂化方法，以氫氧根型弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂為助劑，來實(shí)現(xiàn)酸性磷萃取劑P204的金屬皂化。在皂化反應(yīng)器中，依次加入P204煤油或磺化煤油溶液、氯化稀土水溶液和氫氧根型弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂；室溫下充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)完畢后靜置分層。上層為酸性萃取劑的稀土皂化P204有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂相。放出水相和苯乙烯系陰離子交換樹脂相，獲得皂化率為30%～45%的稀土皂化P204有機(jī)相。本發(fā)明具有提高產(chǎn)品純度、降低生產(chǎn)成本、節(jié)省能量等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種酸性磷萃取劑P204的稀土皂化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及酸性萃取劑皂化有機(jī)相的制作方法，特別是涉及一種以氫氧根型弱堿 性苯乙烯系陰離子交換樹脂為助劑的酸性磷萃取劑P204的稀土皂化方法。本發(fā)明具體屬于 稀土溶劑萃取技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 溶劑萃取是分離稀土等有色金屬元素的重要方法之一。二（2-乙基己基）磷酸（工 業(yè)上通常簡(jiǎn)稱為P204)是常用萃取劑之一，廣泛用于稀土元素等有色金屬元素的分離。
[0003] 在具體的萃取分離工藝中，為了獲得較高的萃取效率通常需要采用堿性試劑對(duì) P204進(jìn)行皂化。目前，稀土萃取分離使用的皂化劑主要是氫氧化鈉和氫氧化鈣。氫氧化鈉和 氫氧化鈣對(duì)P204進(jìn)行皂化的最大缺點(diǎn)是堿性皂化劑中的部分鈉離子或部分鈣離子進(jìn)入分 離產(chǎn)品而產(chǎn)生沾污，對(duì)稀土產(chǎn)品純度帶來不利影響。因此，在后續(xù)工藝中通常還需要分離這 些皂化雜質(zhì)。結(jié)果是延長稀土分離生產(chǎn)工序的長度，增加分離工藝的復(fù)雜性，提高稀土分離 生產(chǎn)成本。
[0004] 在分離工藝中，評(píng)價(jià)離子交換樹脂的重要技術(shù)指標(biāo)是有效交換容量。有效交換容 量有時(shí)簡(jiǎn)稱交換容量。陰離子離子交換樹脂的有效交換容量是指每kg干樹脂有效交換一價(jià) 陰離子的摩爾數(shù);此時(shí)，有效交換容量的單位為mol/kg。也有人采用每升干樹脂有效交換一 價(jià)陰離子的摩爾數(shù);此時(shí)，有效交換容量的單位則為mol/L。雖然采以質(zhì)量計(jì)的單位mol/kg 與以體積計(jì)的單位mol/L可以換算。但是，就有效交換容量的準(zhǔn)確度而言，采用質(zhì)量計(jì)單位 mol/kg高于采用體積計(jì)單位mol/L。順便說明一下，一定質(zhì)量的干樹脂的總交換量通過以下 公式來計(jì)算：
[0005] n=mXQ (1)
[0006] 式（1)中，m為干樹脂的質(zhì)量，其單位為kg; Q為樹脂的有效交換容量，其單位為mol/ kg;n為總交換量，其單位為mol。由式（1)可知，總交換量是指給定樹脂質(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脂質(zhì)量m時(shí)的最大交換摩爾數(shù)，因此總交換量也稱為 總交換摩爾數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是針對(duì)酸性萃取劑P204采用氫氧化鈉和氫氧化鈣皂化時(shí)存在部分 鈉離子或部分鈣離子會(huì)沾污稀土產(chǎn)品的缺點(diǎn)。提供一種無皂化沾污的酸性磷萃取劑P204的 稀土皂化方法。
[0008] 以稀土皂化為例，本發(fā)明的金屬皂化原理用化學(xué)反應(yīng)方程式表示為：
[0009] 3HA(o) + RECl3(a) + 3 R, N HOH (s) f=±REA3(0) + 3R3:N:HC1掛 +3H/%) (2)
[0010] 反應(yīng)式（2)中，HA表示P204，R3NH0H表示氫氧根型弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹 月旨，R3NHC1表示氯根型弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂，下標(biāo)"〇"表示有機(jī)相，下標(biāo)"a"表示 水相，下標(biāo)"s"表示固態(tài)的樹脂相。反應(yīng)式(2)實(shí)現(xiàn)P204的稀土皂化。由反應(yīng)式(2)可知，本發(fā) 明是通過水溶液中的氯離子與氫氧根型弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂中的氫氧根發(fā)生 交換作用來促進(jìn)稀土金屬離子與萃取劑P204的皂化反應(yīng)。
[0011] 本發(fā)明一種酸性磷萃取劑P204的稀土皂化方法具體通過以下稀土皂化工藝來實(shí) 現(xiàn)。
[0012] 控制氯化稀土與P204的摩爾比為0.1:1~0.15:1、氫氧根型弱堿性苯乙烯系陰離 子交換樹脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與氯化稀土的摩爾數(shù)之比為4.5:1~7.5:1;在皂化 反應(yīng)器中依次加入濃度為0.5M~1.5M的P204煤油或磺化煤油溶液，pH為2~4及稀土濃度為 0.5M~1.5M的氯化稀土水溶液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為3mol/kg~5mol/kg及平均粒 徑為0.4mm~0.6mm的氫氧根型弱堿性苯乙稀系陰離子交換樹脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min~ 40min后，靜置分層;上層為稀土皂化P204有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的弱堿性苯乙烯 系陰離子交換樹脂相。放出水相和弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化P204 有機(jī)相，其皂化率為30 %~45 %。
[0013] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:可以消除氫氧化鈉或氫氧化鈣等無機(jī)堿皂化劑中金屬元素對(duì)稀 土分離產(chǎn)品的玷污，提高分離產(chǎn)品的純度；同時(shí)可以免去在后續(xù)工藝中分離皂化雜質(zhì)的工 序，降低生產(chǎn)成本;室溫下皂化，節(jié)省能量。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的一種酸性磷萃取劑P204的稀土皂化方法作 進(jìn)一步描述。
[0015] 實(shí)施例1:
[0016] 控制氯化稀土與P204的摩爾比為0.12:1，氫氧根型弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹 脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與氯化稀土的摩爾數(shù)之比為6:1;在1000L皂化 反應(yīng)器中依次加入濃度為1.0M的P204磺化煤油溶液500L，pH為3及稀土濃度為1.0M的氯化 稀土水溶液60L，相對(duì)氯離子的有效交換容量為4mol/kg及平均粒徑為0.5mm的氫氧根型弱 堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂90kg(干重）。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀 土皂化P204有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂相;放出水 相和弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化P204有機(jī)相，其皂化率為36%。
[0017] 實(shí)施例2:
[0018]控制氯化稀土與P204的摩爾比為0.15:1，氫氧根型弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹 脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與氯化稀土的摩爾數(shù)之比為7.5:1;在1000L皂 化反應(yīng)器中依次加入濃度為0.5M的P204煤油溶液500L，pH為4及稀土濃度為0.5M的氯化稀 土水溶液75L，相對(duì)氯離子的有效交換容量為3mol/kg及平均粒徑為0.6mm的氫氧根型弱堿 性苯乙烯系陰離子交換樹脂93.75kg(干重）；室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀 土皂化P204有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂相;放出水 相和弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化P204有機(jī)相，其皂化率為45%。
[0019] 實(shí)施例3:
[0020] 控制氯化稀土與P204的摩爾比為0.1:1，氫氧根型弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹 脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與氯化稀土的摩爾數(shù)之比為4.5:1;在1000L皂 化反應(yīng)器中，依次加入濃度為1.5M的P204煤油溶液500L，pH為2及稀土濃度為1.5M的氯化稀 土水溶液50L，相對(duì)氯離子的有效交換容量為5mol/kg及平均粒徑為0.4mm的氫氧根型弱堿 性苯乙烯系陰離子交換樹脂67.5kg(干重）；室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀 土皂化P204有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂相;放出水 相和弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化P204有機(jī)相，其皂化率為30%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種酸性磷萃取劑P204的稀土皂化方法，其特征在于:控制氯化稀土與P204的摩爾 比為0.1:1~0.15:1、氫氧根型弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾 數(shù)與氯化稀土的摩爾數(shù)之比為4.5:1~7.5:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入濃度為0.5 Μ~1.5 Μ的Ρ204煤油或磺化煤油溶液，pH為2~4及稀土濃度為0.5 Μ~1.5 Μ的氯化稀土水溶液， 相對(duì)氯離子的有效交換容量為3 mol/kg~5 mol/kg及平均粒徑為0.4 mm~0.6 mm的氫 氧根型弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂;室溫下充分?jǐn)嚢?0 min~40 min后，靜置分層;上 層為稀土皂化P204有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂相； 放出水相和弱堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化P204有機(jī)相，其皂化率為30% ~45%〇
【文檔編號(hào)】C22B59/00GK105821211SQ201610288726
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】鐘學(xué)明
【申請(qǐng)人】南昌航空大學(xué)