專利名稱：氧化鈥、氧化鉺的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種稀土氧化物的分離提取方法，特別是氧化鈥、氧化鉺的生產(chǎn)方法。
雖然目前鈥、鉺的用途還受一定限制，有等于人們進(jìn)一步開發(fā)，但可以肯定的是，隨著科技的發(fā)展，鈥、鉺的應(yīng)用將越來越廣泛，越來越受人們重視。目前制約鈥、鉺應(yīng)用的一個重要原因就是，鈥、鉺的分離提純很困難，提純工藝復(fù)雜，成本非常高。例如包鋼稀土研究院采用高溫高真空蒸餾提純技術(shù)，研制出非稀土雜質(zhì)含量很低的高純金屬鈥Ho/∑RE＞99.9％。此種工藝非常復(fù)雜，成本很高，目前還僅能應(yīng)用于研究實驗階段，若用于工業(yè)應(yīng)用，還不現(xiàn)實。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是a，將含鈥(Ho)、鉺(Er)的稀土原料配成酸性溶液水相A循環(huán)通入至第一萃取槽中，用P507(異辛基膦酸單異辛酯)與煤油混合配制成萃取劑有機(jī)相B，并以與水相A相反的通入方向循環(huán)通入第一萃取槽，在水相A與有機(jī)相B充分接觸的槽段采用攪拌器攪拌，得到含Ho、Y、Er及極少含量的以前稀土元素(指元素周期表中)離子的水相A1，還得到含Ho、Y、Er及含量的以后稀土元素離子的有機(jī)相B1；b，將水相A1、有機(jī)相B1以相反的通入方向循環(huán)通入第二萃取槽，A1與B1充分接觸的槽段采用攪拌器攪拌，分離掉Ho以前稀土元素及Er以后的稀土元素，最后得到含Ho、Y、Er離子的混合稀土溶液C；c，對溶液C進(jìn)行調(diào)配及預(yù)平衡；d，采用環(huán)烷酸、辛醇與煤油混合配制成萃取劑有機(jī)相X，將經(jīng)前述c階段的溶液C以水相形式與有機(jī)相X以相反的通入方向循環(huán)通入第三萃取槽，C與X充分接觸的槽段采用攪拌器攪拌，分離掉Y元素，有機(jī)相在出口處經(jīng)反萃得到含Ho、Er離子的混合稀土溶液水相D；e，將水相D、有機(jī)相B2以相反的通入方向循環(huán)通入第四萃取槽，D與B2充分接觸的槽段采用攪拌器攪拌，將Ho、Er進(jìn)行分離，有機(jī)相在出口處經(jīng)反萃得Er離子溶液，在余液水相中得到Ho離子溶液；f，在所得Er、Ho離子溶液中分別加入草酸得到沉淀物，將各自沉淀物經(jīng)灼燒則分別得到氧化鈥、氧化鉺。
根據(jù)前述方法，所述的第一、二、三、四萃取槽均由混合室、潛室、澄清室構(gòu)成。
根據(jù)前述方法，萃取劑有機(jī)相B1、B2中各組分體積比為P507∶煤油＝1∶(1-2)；皂化度25％-40％。
根據(jù)前述方法，萃取劑有機(jī)相X中各組分體積比為環(huán)烷酸∶辛醇∶煤油＝22∶(16-18)∶(60-62)；皂化度75％-85％。
所述的萃取劑有機(jī)相的皂化劑采用NaOH，皂化后濃度B1、B2為0.3-0.6mol/l，X為0.45-0.51mol/l。
根據(jù)前述方法，各萃取槽內(nèi)均為酸性介質(zhì)。
根據(jù)前述方法，所述在c階段中對C溶液的調(diào)配是使溶液PH值為3-4，濃度在1-1.5mol/l，預(yù)平衡后分層時間不超過5分鐘。
根據(jù)前述方法，所述在f階段中灼燒的溫度為800-950℃。
本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的原料可以是分離提純氧化釔后的稀土殘物或其它富HoEr的殘物，對原料的適用范圍廣，本發(fā)明氧化鈥、氧化鉺的純度高均可達(dá)99.95％以上，且因料液循環(huán)通入收率高、消耗低，操作方便、生產(chǎn)連續(xù)，也能與其它工藝如提純氧化釔及相鄰的其它稀土氧化物匹配，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
將水相A1、有機(jī)相B1以相反的通入方向循環(huán)通入第二萃取槽，A1與B1充分接觸的槽段—混合室采用攪拌器攪拌，分離掉Ho以前稀土元素及Er以后的稀土元素如Tb、Dy、Tm、Yb等，最后得到含Ho、Y、Er離子的混合稀土溶液C。
對溶液C進(jìn)行調(diào)配，加入鹽酸，使PH值為3，濃度為1.5mol/l，預(yù)平衡后分層時間3分鐘。
采用環(huán)烷酸、辛醇與煤油混合配制成萃取劑有機(jī)相X，各組分體積比為環(huán)烷酸∶辛醇∶煤油＝22∶18∶60；采用NaOH為皂化劑，皂化度80％，皂化后濃為0.48mol/l。
將溶液C以水相形式與有機(jī)相X以相反的通入方向循環(huán)通入第三萃取槽，分離掉Y元素，有機(jī)相在出口處經(jīng)反萃得到含Ho、Er離子的混合稀土溶液水相D。
將水相D、有機(jī)相B2以相反的通入方向循環(huán)通入第四萃取槽，將Ho、Er進(jìn)行分離，有機(jī)相在出口處經(jīng)反萃得Er離子溶液，在余液水相中得到Ho離子溶液。
在所得Er、Ho離子溶液中分別加入草酸得到沉淀物草酸鉺與草酸鈥，將草酸鉺與草酸鈥經(jīng)離心干燥后置入馬弗爐中在900℃溫度下灼燒，分別得到產(chǎn)品氧化鈥、氧化鉺。
依據(jù)本實施例所得的氧化鈥、氧化鉺的純度均高于99.95％，在氧化鉺中Dy、Ho、Tm、Yb、Y的氧化物的含量均低于100ppm，在氧化鈥中Tb、Dy、Tm、Er、Y的氧化物的含量亦低于100ppm。
權(quán)利要求
1.氧化鈥、氧化鉺的生產(chǎn)方法，采用含鈥(Ho)、鉺(Er)的稀土為原料，其特征在于a，將含鈥(Ho)、鉺(Er)的稀土原料配成酸性溶液水相A循環(huán)通入至第一萃取槽中，用P507(異辛基膦酸單異辛酯)與煤油混合配制成萃取劑有機(jī)相B，并以與水相A相反的通入方向循環(huán)通入第一萃取槽，在水相A與有機(jī)相B充分接觸的槽段采用攪拌器攪拌，得到含Ho、Y、Er及極少含量的以前稀土元素(指元素周期表中)離子的水相A1，還得到含Ho、Y、Er及含量的以后稀土元素離子的有機(jī)相B1；b，將水相A1、有機(jī)相B1以相反的通入方向循環(huán)通入第二萃取槽，A1與B1充分接觸的槽段采用攪拌器攪拌，分離掉Ho以前稀土元素及Er以后的稀土元素，最后得到含Ho、Y、Er離子的混合稀土溶液C；c，對溶液C進(jìn)行調(diào)配及預(yù)平衡；d，采用環(huán)烷酸、辛醇與煤油混合配制成萃取劑有機(jī)相X，將經(jīng)前述c階段的溶液C以水相形式與有機(jī)相X以相反的通入方向循環(huán)通入第三萃取槽，C與X充分接觸的槽段采用攪拌器攪拌，分離掉Y元素，有機(jī)相在出口處經(jīng)反萃得到含Ho、Er離子的混合稀土溶液水相D；e，將水相D、有機(jī)相B2以相反的通入方向循環(huán)通入第四萃取槽，D與B2充分接觸的槽段采用攪拌器攪拌，將Ho、Er進(jìn)行分離，有機(jī)相在出口處經(jīng)反萃得Er離子溶液，在余液水相中得到Ho離子溶液；f，在所得Er、Ho離子溶液中分別加入草酸得到沉淀物，將各自沉淀物經(jīng)灼燒則分別得到氧化鈥、氧化鉺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鈥、氧化鉺的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的第一、二、三、四萃取槽均由混合室、潛室、澄清室構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鈥、氧化鉺的生產(chǎn)方法，其特征在于萃取劑有機(jī)相B1中各組分體積比為P507∶煤油＝1∶(1-2)；皂化度25％-40％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鈥、氧化鉺的生產(chǎn)方法，其特征在于萃取劑有機(jī)相X中各組分體積比為環(huán)烷酸∶辛醇∶煤油＝22∶(16-18)∶(60-62)；皂化度75％-85％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的氧化鈥、氧化鉺的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的萃取劑有機(jī)相的皂化劑采用NaOH，皂化后濃度B1為0.3-0.6mol/l，X為0.45-0.51mol/l。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的氧化鈥、氧化鉺的生產(chǎn)方法，其特征在于各萃取槽內(nèi)均為酸性介質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鈥、氧化鉺的生產(chǎn)方法，其特征在于所述在c階段中對C溶液的調(diào)配是使溶液PH值為3-4，濃度在1-1.5mol/l，預(yù)平衡后分層時間不超過5分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鈥、氧化鉺的生產(chǎn)方法，其特征在于所述在f階段中灼燒的溫度為800-950℃。
全文摘要
氧化鈥、氧化鉺的生產(chǎn)方法，其原理是不同的萃取劑對稀土元素的萃取度不同，用不同的有機(jī)相萃取水相中不同的稀土元素，還依據(jù)水相與有機(jī)相密度的不同而產(chǎn)生分層現(xiàn)象。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的原料可以是分離提純氧化釔后的稀土殘物或其它富HoEr的殘物，對原料的適用范圍廣，本發(fā)明氧化鈥、氧化鉺的純度高均可達(dá)99.95％以上，且因料液循環(huán)通入收率高、消耗低，操作方便、生產(chǎn)連續(xù)，也能與其它工藝如提純氧化釔及相鄰的其它稀土氧化物匹配，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
文檔編號B01D11/00GK1415544SQ02138530
公開日2003年5月7日 申請日期2002年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月31日
發(fā)明者朱亞清, 黃耀忠 申請人:施越群