專利名稱：一種去除稀土溶液中鋁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種去除稀土溶液中鋁的方法，特別是一種去除鐠釹稀土溶液中鋁的方法
背景技術(shù)：
白云鄂博稀土礦藏是稀土、鐵、鈮、釷等多金屬復(fù)雜共生礦，屬氟碳鈰礦和獨(dú)居石為主(比例約為3: I 4: 1)，混合型輕稀土礦。其中，稀土共生礦中一種典型礦樣的Al2O3含量為2.68%，足可見得含量之高。在2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯-煤油-鹽酸萃取體系分離LaCe/PrNd稀土原料時(shí)，由于鋁的大量存在且在反萃段PrNd液出口積累富集，這就造成了鐠釹溶液中鋁高的結(jié)果。目前生產(chǎn)中常用的除鋁方法有化學(xué)沉淀法、離心法、萃取法等。上述方法多在料液產(chǎn)出后除鋁，生產(chǎn)步驟復(fù)雜且產(chǎn)出的鐠釹料液需單獨(dú)除鋁，浪費(fèi)了大量除鋁試劑，不僅增加了生產(chǎn)成本，而且產(chǎn)出的廢水比較難治理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服當(dāng)前除鋁方法的不足，提供一種工藝簡單、成本低廉的除鋁方法。本發(fā)明是在LaCe/PrNd萃取生產(chǎn)線上反萃段采用分步反萃法，實(shí)現(xiàn)鐠釹與鋁的分離。即首先將負(fù)載鐠釹和鋁的有機(jī)相反萃，反萃率達(dá)80% 90%，得到鋁含量與稀土濃度之比小于500ppm的合格氯化鐠釹溶液；再對負(fù)載其余量鐠釹和鋁的有機(jī)相進(jìn)行二次反萃，得到的反萃液用草酸沉淀法將鋁與鐠釹分離。這樣大大降低了除鋁的后處理量，不僅節(jié)省了大量除鋁試劑，提高了生產(chǎn)效率，而且降低了生產(chǎn)成本，是一種全新的除鋁方法。本發(fā)明是利用2-乙基己基膦酸單(2-乙基己基)酯-煤油-鹽酸萃取體系在輕稀土鑭鈰/鐠釹串級(jí)萃取分離過程中，根據(jù)鐠釹與鋁在反萃過程中的分配系數(shù)差異，進(jìn)行分步反萃，實(shí)現(xiàn)鐠釹與鋁的優(yōu)先分離。首先，使用中低酸度無機(jī)酸(如鹽酸、硝酸等)作為反液，選擇合適的酸量，使鐠釹的反萃率達(dá)80% 90%,得到合格的鐠釹溶液。接下來,其余量的鐠釹和大部分鋁保留在有機(jī)相中，利用酸度3.0 5.0mol/L的無機(jī)酸(如鹽酸、硝酸等)對該有機(jī)相進(jìn)行3 7級(jí)串級(jí)反萃，用草酸沉淀法將所得鐠釹反萃溶液中的鋁與鐠釹分離，得到的草酸鐠釹鹽進(jìn)入下步回收工序。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:(I)將2-乙基己基膦酸單(2-乙基己基)酯與煤油混合，配制成有機(jī)相A ；(2)將上述有機(jī)相A用氫氧化鈉進(jìn)行皂化，得到有機(jī)相B，再向有機(jī)相B中加入鐠釹稀土料液進(jìn)行萃取，得到負(fù)載稀土與鋁的2-乙基己基膦酸單(2-乙基己基)酯有機(jī)相，即有機(jī)相C ；(3)用無機(jī)酸溶液對有機(jī)相C進(jìn)行反萃，使反萃率達(dá)到80% 90%，并得到有機(jī)相D和反萃液A，此時(shí)反萃液A中鋁含量與稀土 REO濃度之比小于500ppm ；(4)將上述 有機(jī)相D用無機(jī)酸溶液進(jìn)行串級(jí)反萃，得到反萃液B，用草酸對反萃液B進(jìn)行處理，回收草酸鐠釹。
進(jìn)一步地，有機(jī)相A中2-乙基己基膦酸單(2-乙基己基)酯的濃度為1.4 1.6mol/L ;有機(jī)相B的皂化度為0.40 0.54mol/L ;步驟(3)與步驟(4)中所用無機(jī)酸溶液可以為鹽酸、硝酸或硫酸溶液；步驟(3)與步驟(4)中所用的無機(jī)酸溶液酸度為3.0
5.0mol/L;步驟(4)中，串級(jí)反萃級(jí)數(shù)可為3 7級(jí)；步驟(4)中，草酸鐠釹中鋁含量(Al2O3/RE0)小于 0.01%。更進(jìn)一步地,步驟(3)與步驟(4)中所用的無機(jī)酸溶液優(yōu)選5.0mol/L的鹽酸。更進(jìn)一步地，本發(fā)明涉及的方法尤其適用于鐠釹稀土料液的濃度為1.50 1.71mol/L的稀土溶液中鋁的分離。本發(fā)明與現(xiàn)有稀土溶液除鋁技術(shù)相比，節(jié)省了除鋁試劑，減少了人工和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，廢水產(chǎn)出量少且容易治理，大大降低了成本，并能達(dá)到很好的除鋁效果。



圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。圖中，S:有機(jī)相；or:堿液；F:稀土料液；ff:洗液；ST:反液；SR:反萃液
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1配制皂化度0.49mol/L的2-乙基己基膦酸單(2-乙基己基)酯-煤油有機(jī)相B6L，用其對640mL含鋁0.016mol/L、RE0濃度為1.53mol/L的鐠釹稀土溶液進(jìn)行萃取，得到負(fù)載稀土與鋁的有機(jī)相C。用528mL濃度為5mol/L的鹽酸對前述的有機(jī)相C進(jìn)行反萃，得到有機(jī)相D和鐠釹反萃液A。該鐠釹反萃液A中Al2O3濃度為0.0017mol/L，稀土溶液REO濃度為
1.64mol/L,該鐠釹反萃液A為招含量小于500ppm的合格產(chǎn)品。用酸量為8ml、酸度為5mol/L的鹽酸對鐠釹濃度為0.04mol/L的有機(jī)相D進(jìn)行5級(jí)串級(jí)反萃，每級(jí)有機(jī)相300mL，得到的鐠釹反萃液B中Al2O3為0.016mol/L，稀土濃度REO為1.66mol/L。用草酸對鋁含量高的鐠釹反萃液B進(jìn)行沉淀，去除雜質(zhì)鋁，制得草酸鐠釹中鋁含量(A1203/RE0)為小于0.01%，符合產(chǎn)品要求。實(shí)施例2配制皂化度0.48mol/L的2_乙基己基膦酸單(2-乙基己基)酯有機(jī)相B25L，用其對2595mL鋁含量0.020mol/L、REO為1.54mol/L的鐠釹料液進(jìn)行萃取，得到有機(jī)相C。用2183mL濃度為5mol/L的鹽酸反萃有機(jī)相C,得到有機(jī)相D和鐠釹反萃液A。該鐠釹反萃液A中Al2O3為0.00037mol/L, REO濃度為1.63mol/L，此反萃液為鋁含量小于500ppm的合格產(chǎn)品。用酸量為18ml、酸度為5mol/L的鹽酸對鐠釹濃度為0.0296mol/L的有機(jī)相D進(jìn)行6級(jí)串級(jí)反萃,每級(jí)有機(jī)相IOOOmL,得到的鐠釹反萃液B中Al2O3為0.015mol/L,稀土濃度REO為1.67mol/L。用草酸對鐠釹反萃液B進(jìn)行沉淀，去除雜質(zhì)鋁，制得草酸鐠釹中鋁含量(A1203/RE0)為小于0.01%，符合產(chǎn)品要求。實(shí)施例3配制皂化度0.50mol/L的P507有機(jī)相B6L，用其對638mL鋁含量0.038mol/L、RE0為1.5336mol/L的鐠釹料液進(jìn)行萃取，得到有機(jī)相C。用528mL濃度為5mol/L的鹽酸反萃有機(jī)相C，得到有機(jī)相D和鐠釹反萃液A。該鐠釹反萃液A中含Al2O3為0.00056mol/L, REO為1.64mol/L,該鐠釹反萃液A為招含量小于500ppm的合格產(chǎn)品。此時(shí)有機(jī)相D中含鐠釹0.0189mol/L。用酸量為4mL的5mol/L鹽酸對有機(jī)相D進(jìn)行7級(jí)串級(jí)反萃，每級(jí)有機(jī)相300mL，得到的鐠釹反萃液B中Al2O3為0.022mol/L，稀土濃度REO為1.67mol/L。用草酸對鐠釹反萃液B進(jìn)行沉淀，去除雜質(zhì)鋁，制得草酸鐠釹中鋁含量(A1203/RE0)為小于0.01%，符合產(chǎn)品要求。實(shí)施例4配制皂化度0.48mol/L的P507有機(jī)相B25L，用其對2600mL鋁含量0.038mol/L、REO為1.5343mol/L的鐠釹料液進(jìn)行萃取，得到有機(jī)相C。用2183mL濃度為5mol/L的鹽酸反萃有機(jī)相C,得到有機(jī)相D和鐠釹反萃液A,該鐠釹反萃液A中Al2O3為0.00048mol/L,REO為1.64mol/L,該鐠釹反萃液A為鋁含量小于500ppm的合格產(chǎn)品。此時(shí)有機(jī)相D中含鐠釹0.016mol/L。用酸量為IOmL的5mol/L鹽酸對有機(jī)相C進(jìn)行5級(jí)串級(jí)反萃，每級(jí)有機(jī)相IOOOmL,得到的鐠釹反萃液B中Al2O3為0.0237mol/L，稀土濃度REO為1.66mol/L。用草酸對鐠釹反萃液B進(jìn)行沉淀，去除雜質(zhì)鋁，制得草酸鐠釹中鋁含量(A1203/RE0)為小于0.01%,符合產(chǎn)品要求。分析結(jié)果表明:每噸除鋁成本不超過680元(以氧化鐠釹計(jì))。它節(jié)省了除鋁試齊U，減少了人工和生產(chǎn)環(huán) 節(jié)，除鋁成本低，工藝簡單，操作性強(qiáng)，并能達(dá)到很好的除鋁效果。
權(quán)利要求
1.一種去除鐠釹稀土溶液中鋁的方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將2-乙基己基膦酸單(2-乙基己基)酯與煤油混合，配制成有機(jī)相A； (2)將上述有機(jī)相A用氫氧化鈉進(jìn)行皂化，得到有機(jī)相B，再向有機(jī)相B中加入鐠釹稀土料液進(jìn)行萃取，得到負(fù)載稀土與鋁的2-乙基己基膦酸單(2-乙基己基)酯有機(jī)相，即有機(jī)相C ； (3)用無機(jī)酸溶液對有機(jī)相C進(jìn)行反萃，使反萃率達(dá)到80% 90 %，并得到有機(jī)相D和反萃液A，此時(shí)反萃液A中鋁含量與稀土 REO濃度之比小于500ppm ； (4)將上述有機(jī)相D用無機(jī)酸溶液進(jìn)行串級(jí)反萃，得到反萃液B，用草酸對反萃液B進(jìn)行處理，回收草酸鐠釹。
2.如權(quán)利要求1所述的去除鐠釹稀土溶液中鋁的方法，其特征在于:有機(jī)相A中2-乙基己基膦酸單(2-乙基己基)酯的濃度為1.4 1.6mol/Lo
3.如權(quán)利要求1或2所述的去除鐠釹稀土溶液中鋁的方法，其特征在于:步驟(2)中有機(jī)相B的皂化度為0.40 0.54mol/L。
4.如權(quán)利要求1或2所述的去除鐠釹稀土溶液中鋁的方法，其特征在于:步驟(3)與步驟(4)中所用無機(jī)酸溶 液酸度為3.0 5.0mol/Lo
5.如權(quán)利要求4所述的去除鐠釹稀土溶液中鋁的方法，其特征在于:步驟(4)中，串級(jí)反萃級(jí)數(shù)可為3 7級(jí)。
6.如權(quán)利要求1、2或5所述的去除鐠釹稀土溶液中鋁的方法，其特征在于:步驟(3)與步驟(4)中所用無機(jī)酸溶液可以為鹽酸、硝酸或硫酸溶液。
7.如權(quán)利要求6所述的去除鐠釹稀土溶液中鋁的方法，其特征在于:步驟(3)與步驟(4)中所用的無機(jī)酸溶液為5.0moI/L的鹽酸。
8.如權(quán)利要求1、2、5或7所述的去除鐠釹稀土溶液中鋁的方法，其特征在于:步驟(4)中，草酸鐠釹中鋁含量小于0.01 %。
9.如權(quán)利要求1、2、5或7所述的去除鐠釹稀土溶液中鋁的方法，其特征在于:步驟(2)中使用的鐠釹稀土料液，REO為1.50 1.71mol/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種去除稀土溶液中鋁的方法。該方法是利用P507-煤油-鹽酸萃取體系在輕稀土鑭鈰/鐠釹串級(jí)萃取分離過程中，根據(jù)鐠釹與鋁在反萃過程中的分配系數(shù)差異，進(jìn)行分步反萃，實(shí)現(xiàn)鐠釹與鋁的優(yōu)先分離。首先，使用中低酸度無機(jī)酸作為反液，用合適的酸量，使鐠釹的反萃率達(dá)80％～90％，得到合格的鐠釹溶液。接下來，其余量的鐠釹和大部分鋁保留在有機(jī)相中，利用酸度3.0～5.0mol/L的無機(jī)酸對該有機(jī)相進(jìn)行3～7級(jí)串級(jí)反萃，再用草酸沉淀法將所得反萃溶液中的鐠釹與鋁分離。本發(fā)明大大降低了除鋁的后處理量，不僅節(jié)省了大量除鋁試劑，提高了生產(chǎn)效率，還降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C22B3/38GK103194627SQ20131011528
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月7日
發(fā)明者王珊, 桑曉云, 趙治華, 方斌, 楊蕾華, 張正中, 趙芝, 姚艷群 申請人:內(nèi)蒙古包鋼稀土(集團(tuán))高科技股份有限公司