專利名稱：一種無皂化萃取分離稀土的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種稀土萃取分離的工藝方法，尤其是一種無皂化萃取分離稀土的工
藝方法。
背景技術(shù)：
近幾年，稀土材料在應(yīng)用領(lǐng)域得到迅猛發(fā)展，加劇了稀土市場(chǎng)的需求，但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展， 一些稀土傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹艿教魬?zhàn)，有些稀土產(chǎn)品已經(jīng)或?qū)⒈黄渌牧纤〈?，因此市?chǎng)對(duì)稀土產(chǎn)品的品質(zhì)和成本要求越來越高。對(duì)于稀土產(chǎn)業(yè)來說，由原輔材料造成的高成本和廢水排放造成的環(huán)境污染等問題一直困擾并制約著本行業(yè)的發(fā)展。對(duì)于萃取分離生產(chǎn)稀土化合物的企業(yè)來說，如能減少降低原輔材料中堿類物質(zhì)的用量，就可達(dá)到降低生產(chǎn)成本和減少環(huán)境污染問題。 目前稀土元素之間的分離和稀土元素與其它非稀土元素之間的分離都采用萃取劑(如P507、 P204等)和堿類物質(zhì)(如NH3 H20、 NaOH等)進(jìn)行皂化。以用NaOH皂化為例，其化學(xué)反應(yīng)為 HA + NaOH = = = = = NaA + H20 : : : 萃取劑 堿類物質(zhì) 皂化有機(jī)相 然后用皂化好的有機(jī)相與需進(jìn)行萃取分離的稀土離子溶液(用RE3+表示，如硫酸稀土溶液、氯化稀土溶液)進(jìn)行反應(yīng)使稀土離子RE"被萃入到有機(jī)相中，其反應(yīng)式為
RE3++3NaA = = = = = RA3+3Na+ 根據(jù)萃取劑對(duì)各稀土離子不同的萃取能力，達(dá)到分離的目的。 此過程必須消耗掉大量的堿類物質(zhì)，生產(chǎn)成本大，同時(shí)在萃取過程中產(chǎn)生大量的含堿類物質(zhì)的陽離子溶液。在現(xiàn)有的萃取分離生產(chǎn)工藝中一般都是用氨水對(duì)萃取劑進(jìn)行皂化，結(jié)果會(huì)產(chǎn)生大量的含NH/的生產(chǎn)廢水。生產(chǎn)廢水中氨氮要達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)保投資大，處理難，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述不足，本發(fā)明提供一種稀土無皂化萃取分離生產(chǎn)技術(shù)。不用堿類物質(zhì)
進(jìn)行皂化，而只是用水對(duì)萃取反應(yīng)溶液進(jìn)行酸度稀釋，使萃余液出口的酸度小于萃取劑與稀土離子萃取分離的平衡酸度，達(dá)到萃取分離的目的。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在萃取工藝過程，加水稀釋萃取反
應(yīng)液中的酸度。進(jìn)水的流量
<formula>formula see original document page 3</formula>
其中V《為水流量，Cf為稀土料液濃度，Cw為洗液濃度，Ch為萃余液濃度，Vf為稀 土料液流量，Vw為洗液流量。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明與常規(guī)工藝相比，以水的稀釋替代了萃取工藝過程 中用堿類物質(zhì)的皂化。避免了堿類物質(zhì)的大量消耗，降低了生產(chǎn)成本。尤其是避免了大量 含NH4+廢水產(chǎn)生，做到從源頭上清潔環(huán)保和循環(huán)利用。
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖l為本發(fā)明工藝流程圖 圖中，l.萃取，2.洗滌，3.反萃，4.進(jìn)空白有機(jī)相，5.進(jìn)水口，6.進(jìn)料口，7.進(jìn)洗液 口，8.進(jìn)反酸口，9.出萃余液，IO.出產(chǎn)品，ll.出空白有機(jī)相。
實(shí)施方式 在用串級(jí)萃取槽進(jìn)行萃取分離生產(chǎn)時(shí)，不再加入氨水皂化萃取液，而是加入一定 量的水稀釋萃取反應(yīng)液中的酸度。萃取容器可以是任意容積和任意形狀的容器，萃取容器 的萃取段的任意位置加水。 把需要進(jìn)行萃取分離的稀土離子溶液直接與萃取劑進(jìn)行反應(yīng)，其反應(yīng)式為
RE3++3HA = = = = = REA3+3H+
由此反應(yīng)式可見 萃取1個(gè)稀土離子RE3+，將釋放出3個(gè)H+，反應(yīng)過程中溶液的酸度不斷提高，當(dāng)溶 液的酸度達(dá)到一定值時(shí)，萃取達(dá)到平衡，反應(yīng)難于進(jìn)行。不同的萃取劑對(duì)不同的金屬離子， 當(dāng)萃取達(dá)到平衡時(shí)，都有一個(gè)相對(duì)應(yīng)平衡的酸度(用C^，表示)，若反應(yīng)過程中溶液的酸度 小于CH￥ij，則反應(yīng)向正方向進(jìn)行，稱為萃取過程；若溶液的酸度大于CH￥ij，反應(yīng)向逆方向進(jìn) 行，稱為反萃過程。 要保證此反應(yīng)不斷地向正方向進(jìn)行，則必須保證萃取過程中的溶液酸度小于 CHf#。目前工藝都是用堿類物質(zhì)來中和反應(yīng)過程中產(chǎn)生的H+。生產(chǎn)成本高，廢水難處理。 本工藝是不用堿類物質(zhì)，而用H20對(duì)反應(yīng)過程中的溶液進(jìn)行稀釋，來保證萃取過程中溶液的 酸度小于CH^p反應(yīng)不斷地按正方向進(jìn)行，達(dá)到萃取的目的。同時(shí)將此萃取反應(yīng)所產(chǎn)生的 稀酸進(jìn)行回收再利用。
實(shí)施例1 : 用P507萃取劑分離氯化釔料液中的Ca、Mg等雜質(zhì)，萃取分離出99. 999%氯化釔， 萃取槽為650L的生產(chǎn)實(shí)例。 按照本發(fā)明所述的方法，用水的稀釋替代萃取工藝過程中氨水的皂化。 設(shè)定萃余液9中的鹽酸濃度值Ch小于0. 65N。 進(jìn)槽物體的流量和濃度如下 P507 :流量Vs = 150L/分，濃度Cs = 1. 3-1. 5M ; YC13料液流量Vf = 40. 9L/分，濃度Cf = 0. 4M ; 洗液流量Vw = 1. 1L/分，濃度Cw = 1. 5M ; 水流量V水二 41L/分； 反酸流量V反二 14L/分，濃度C反二 4. 5M。
出槽物體的流量和濃度如下 萃余液流量V^= 83L/分，酸度近0. 65M ;
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產(chǎn)品YC13料液流量V產(chǎn)二 12. 7L/分，濃度C產(chǎn)二 1. 28M ;
反萃空白有機(jī)相流量Vs = 150L/分，濃度Cs = 1. 5M。
效果 反萃下來的YCl3產(chǎn)品，經(jīng)測(cè)定其中Ca、Mg小于2ppm。完全達(dá)到螢光級(jí)的要求。以 萃取分離1噸氧化釔料液計(jì)，可節(jié)省ION的NH3 *H20為3-3. 5噸，相當(dāng)于純液氨0. 51噸-0. 6 噸。萃余液是含0. 65N的鹽酸，可與濃鹽酸進(jìn)行配制，用于其它普通產(chǎn)品分離的洗酸和反 酸。
實(shí)施例2 : 用P204全撈硫酸稀土料液中的稀土，用HCl反萃轉(zhuǎn)化為高濃度的氯化稀土，萃取 槽為800L的生產(chǎn)實(shí)例。 設(shè)定萃余液9中的濃度值Ch小于0. 3N。 進(jìn)料物體的流量和濃度如下 P204 :流量Vs = 150L/分，濃度Cs = 1. 2-1. 5M ; RE2 (S04) 3料液流量Vf = 81. 8L/分，濃度Cf = 0. 2M ; 洗液流量Vw = 1. 1L/分，濃度Cw = 1. 5M ; 水流量V水二 97. 1L/分； 反酸流量V&= 14L/分，濃度C&= 4. 5M。 出槽物體的流量和濃度如下 萃余液流量V余二 180L/分，酸度近0. 3M ; 產(chǎn)品REC13料液流量V產(chǎn)二 11. 6L/分，濃度C產(chǎn)二 1. 4M ; 反萃空白有機(jī)相流量Vs = 150L/分，濃度Cs = 1. 2-1. 5M。
效果 反萃下來的RECl3料液完全達(dá)到產(chǎn)品要求。以萃取分離1噸氧化稀土計(jì)算，可節(jié)省 純液氨0.5-0.6噸。萃余液是含0.3N左右的稀酸，可用于焙燒好的硫酸稀土做浸礦液。減 少廢水的排放。
權(quán)利要求
一種無皂化萃取分離稀土的工藝方法，包括萃取、洗滌、反萃工藝，其特征在于在萃取工藝過程，加水稀釋萃取反應(yīng)液中的酸度。
2. 根據(jù)權(quán)力要求1所述的一種無皂化萃取分離稀土的工藝方法，其特征在于進(jìn)水的流量<formula>formula see original document page 2</formula>其中V《為水流量，Cf為稀土料液濃度，Cw為洗液濃度，Ch為萃余液濃度，Vf為稀土料液流量，Vw為洗液流量。
全文摘要
一種無皂化萃取分離稀土的工藝方法，其特征是在萃取工藝過程，加水稀釋萃取反應(yīng)液中的酸度。本發(fā)明與常規(guī)工藝相比，以水的稀釋替代了萃取工藝過程中用堿類物質(zhì)的皂化。避免了堿類物質(zhì)的大量消耗，降低了生產(chǎn)成本。尤其是避免了大量含NH4+廢水產(chǎn)生，做到從源頭上清潔環(huán)保和循環(huán)利用。
文檔編號(hào)C22B59/00GK101709392SQ20091018644
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者黃建榮 申請(qǐng)人:全南縣新資源稀土有限責(zé)任公司