專利名稱：一種從含鈧稀土混合物中富集和制備高純鈧的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠用羧酸萃取劑錯流萃取富集微量鈧和分餾萃取制備高純鈧的方法。
目前所能得到的鈧產(chǎn)品大多都是從錫、鈦、鎢、鋁礬土、鈮、鉭等有色金屬的副產(chǎn)品中獲得。在這些提取鈧的工藝中，工藝都較繁雜，而且回收率低，生產(chǎn)成本高。
由于鈧是稀土元素，在稀土礦中一般都有鈧元素。雖然到目前為止，還沒有鈧在各種稀土礦中貯存狀態(tài)的詳細(xì)研究報告，但我們的調(diào)查研究表明稀土礦中含有少量的鈧元素，如我國某省離子型吸附稀土礦中含鈧量為9.8ppm；經(jīng)提取所得的稀土精礦中含鈧約為263ppm。
本發(fā)明針對稀土礦中的鈧，提出一種富集和制備高純鈧的方法。
發(fā)明方法采用羧酸作萃取劑，添加適量的醇，煤油為稀釋劑，在鹽酸介質(zhì)中，先以錯流方式萃取富集微量鈧，鈧富集度可達(dá)10-50(wt)％，再以富鈧稀土為原料，用分餾萃取方式分離鈧和稀土，制備高純鈧，可獲得鈧純度等于99.99-99.9999％的高純鈧產(chǎn)品。
本發(fā)明方法包括(1)在鹽酸介質(zhì)中，使用含鈧氯化稀土料液作原料，其中鈧含量(wt％)可為0.02-20％，其余稀土組分不限；(2)以C6-9烷基羧酸或含五員環(huán)的環(huán)烷基羧酸作萃取劑，C6-11醇為添加劑，煤油為稀釋劑，對上述料液進(jìn)行萃取，其中萃取劑與醇的體積比為10-70％∶0-30％，其余的為煤油，該有機相用堿液皂化，至少包括氫氧化鈉或氨水，皂化度可為10-100％；(3).先以錯流方式萃取富集微量鈧，萃取劑皂化值為0.09-0.45mol/l，料液稀土濃度為0.1-2.0mol/l，pH值為2.0-4.0，連續(xù)進(jìn)行1-50次錯流萃取，用鹽酸反萃，鹽酸濃度為0.5-6.0mol/l，即獲得富鈧稀土，其中鈧含量為10-50％(wt％)，稀土濃度CRE＝0.15-2.0mol/l，綜合收率大于80％。
(4).再以富鈧稀土為原料，用分餾萃取方式分離鈧和稀土，制備高純鈧(鈧純度為99.99％-99.9999％重量)。其中萃取劑的皂化值為0.30-0.60mol/l，富鈧稀土料液中鈧含量為10-50％(wt％)，料液稀土濃度0.1-2.0mol/l，pH值為1.0-4.0，洗酸和反酸為鹽酸溶液，其濃度為0.5-6.0mol/l，分餾萃取級數(shù)為萃取段為2-15級，洗滌段為3-20級，各相流比為VS∶VF∶VW＝(6.0-12.0)∶1.0∶(0.35-6.6)，在上述工藝條件下，可以獲得高純鈧產(chǎn)品，鈧純度可達(dá)99.99-99.9999％(金屬wt％)，收率大于90％。
本發(fā)明方法的優(yōu)點是該工藝首次提出從稀土礦中富集和提純鈧的方法，并緊密結(jié)合現(xiàn)有稀土加工廠的稀土分離流程，在現(xiàn)有流程中，加入適量的萃取設(shè)備，即可以回收稀土礦中的鈧元素，因此該工藝是一項投資少、見效快、可以廣泛推廣并能獲得良好經(jīng)濟(jì)效益的實用生產(chǎn)工藝。該工藝具有流程簡短、回收率高、所需設(shè)備簡單、投資少、處理量大、生產(chǎn)過程連續(xù)并易于控制和生產(chǎn)成本低等特點。
產(chǎn)品分析鑒定方法用ICP質(zhì)譜或化學(xué)光譜法。
為了更清楚地說明本發(fā)明，列舉以下實施例，但其對本發(fā)明的范圍無任何限制。
實例1(1).錯流萃取富集鈧有機相組成HA(20％)+ROH(20％)+Kero(60％)，皂化值[NH4A]＝0.36mol/l；含鈧稀土料液稀土濃度CRE＝1.0mol/l，pH＝4.0，含鈧0.0489％(RE2O3wt％)；錯流過程用有機相連續(xù)十次錯流萃取(相比為3∶1)后，用2.0mol/l的鹽酸反萃，可得到鈧含量為22.40％(RE2O3wt％)的富鈧料液。
(2).分餾萃取制備高純鈧有機相組成HA(20％)+ROH(20％)+Kero(60％)，皂化值[NH4A]＝0.48mol/l；富鈧原料稀土濃度CRE＝0.5mol/l，pH＝3.0，含鈧40％(wt％)；用萃取段級數(shù)等于4，洗滌段級數(shù)等于5的萃取槽體，各相流比VS∶VF∶VW＝3.75∶1.0∶2.0可以得到99.9977％(金屬wt％)的高純鈧產(chǎn)品，其中各非鈧稀土元素含量如下。元 素LaCePrNdSmEuGdTb含量(ug/g)2.70 0.71 1.05 3.60 1.60 0.19 2.10 0.54元 素DyHoErTmYbLuY ∑RE含量(ug/g)3.70 0.88 1.42 0.37 2.10 0.28 2.30 23.5權(quán)利要求
1.一種從含鈧稀土中富集和制備高純鈧的方法，其特征在于，所述的方法包括(1)在鹽酸介質(zhì)中，使用含鈧氯化稀土料液作原料，其中鈧含量(wt％)可為0.02-20％，其余稀土組分不限；(2)以C6-9烷基羧酸或含五員環(huán)的環(huán)烷基羧酸作萃取劑，C6-11醇為添加劑，煤油為稀釋劑，對上述料液進(jìn)行萃取，其中萃取劑與醇的體積比為10-70％∶0-30％，其余的為煤油，該有機相用堿液皂化，至少包括氫氧化鈉或氨水，皂化度可為10-100％；(3).先以錯流方式萃取富集微量鈧，萃取劑皂化值為0.09-0.45mol/l，料液稀土濃度為0.1-2.0mol/l，pH值為2.0-4.0，連續(xù)進(jìn)行1-50次錯流萃取，用鹽酸反萃，鹽酸濃度為0.5-6.0mol/l，即獲得富鈧稀土，其中鈧含量為10-50％(wt％)，稀土濃度CRE＝0.15-2.0mol/l，綜合收率大于80％；(4).再以富鈧稀土為原料，用分餾萃取方式分離鈧和稀土，制備高純鈧(鈧純度為99.99％-99.9999％重量)。其中萃取劑的皂化值為0.30-0.60mol/l，富鈧稀土料液中鈧含量為10-50％(wt％)，料液稀土濃度0.1-2.0mol/l，pH值為1.0-4.0，洗酸和反酸為鹽酸溶液，其濃度為0.5-6.0mol/l，分餾萃取級數(shù)為萃取段為2-15級，洗滌段為3-20級，各相流比為VS∶VF∶VW＝(6.0-12.0)∶1.0∶(0.35-6.6)，在上述工藝條件下，可以獲得高純鈧產(chǎn)品，鈧純度可達(dá)99.99-99.9999％(金屬wt％)，收率大于90％。
全文摘要
本發(fā)明提供一種以含鈧稀土料液(鈧含量wt％0.02％-20％)為原料。用羧酸作萃取劑，添加適量的醇，煤油為稀釋劑。水相為鹽酸介質(zhì)，以錯流萃取富集微量鈧，鈧富集度為10-50％。分餾萃取制備高純鈧(鈧純度為99.99-99.9999％)。該方法具有工藝流程簡短、回收率高、所需設(shè)備簡單、投資少、處理量大、生產(chǎn)過程連續(xù)并易于控制和生產(chǎn)成本低等特點。
文檔編號C22B3/00GK1127791SQ9511798
公開日1996年7月31日 申請日期1995年11月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月8日
發(fā)明者嚴(yán)純?nèi)A, 張毅, 廖春生, 魏兆杰, 張亞文, 李標(biāo)國 申請人:北京大學(xué)