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-獨居石混合礦采用p507鹽酸體系，進行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行同樣的Nd-Sm，La-Ce分組，其萃入有機相的稀土分別占總分離稀土的32-35%和45-55%，同時進行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-獨居石混合礦，獨居石礦，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相中的Sm-Lu、Y進行分組，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相的稀土離子與酸性膦酸酯中的H+進行交換，使水相中酸度不斷升高，影響進一步萃取分離，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行交換，這樣提高了有機相的操作容量，萃取段中各級稀土離子濃度變化平緩，使操作更易進行。為達到更佳分離目的，必須使用礦物酸作洗酸，把多余萃入有機相的稀土洗下來，起到分餾作用，以達到預(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相溶液，然后導(dǎo)入下一個萃取-加料-洗滌段作為原料液進一步萃取分離，或者把有機相溶液導(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有機相溶液進行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有機相溶液;(9)含Ce-Nd的水溶液;(10)含Sm-Lu、Y的有機相溶液;(11)含Sm-Dy的水溶液(Tb收率＞90)(12)含Dy-Lu，Y有機相溶液;(13)含Dy-Lu，Y的水溶液。
實現(xiàn)本發(fā)明的實例如下，本實施例以輕稀土為主離子吸附型稀土礦為分離對象。
實例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%，萃入有機相溶液中的Sm-Lu，Y，其Nd＜0.05%。
實例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%。
實例4，以實例2分組后得到的已萃入Sm-La、Y的有機相溶液作為進料液，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的有機相溶液。
實例5，以含Dy-Lu，Y的有機相溶液，濃度為0.06-0.1M，0.18l/hr;反萃酸4.5-4.8N HCl，0.06l/hr;在6級分液漏斗中進行反萃串級，得0.18-0.3M含Dy-Lu，Y的水溶液。
實例6，以含Ce、Pr、Nd的有機相溶液，濃度為0.9-0.15M，0.3l/hr;反萃酸1-15N HCl，0.06l/hr;在6級分液漏斗中進行反萃串級，得0.45-0.75M含Ce-Nd的水溶液。
以上實例得到工廠規(guī)模的證實。
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級分液漏斗中進行模擬串級分組，其流比為有機相∶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%，萃入有機相的Sm-Lu，Y中Nd＜0.05%。
4、按權(quán)利項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的有機相溶液。
5、按權(quán)利項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，其流比為有機相∶有機料∶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%和有機相含Dy-Lu，Y的溶液。
6、按權(quán)利項4所敘，含Ce、Pr、Nd有機相溶液的反萃條件其特征是有機相含Ce、Pr、Nd的濃度為0.9-0.15M，在6級分液漏斗中進行反萃串級，反萃酸為1-1.5N HCl，其流比為有機相∶反萃酸＝5∶1，得含Ce、Pr、Nd的氯化物水溶液。
7、按權(quán)利項5所敘，含Dy-Lu、Y的有機相溶液的反萃條件其特征是，含Dy-Lu、Y的有機相溶液其濃度為0.06-0.1M，反萃酸為4.5-4.8N HCl，流比為有機相∶反萃酸＝3∶1，在6級分液漏斗中進行反萃串級，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