專利名稱：稀土元素的多餾份分餾萃取方法
專利說明 本發(fā)明是一種多餾份分餾萃取分離稀土元素的方法。確切地說是從混合稀土溶液中分餾萃取得到多種單一稀土及富集物的方法。
采用分餾萃取分離稀土元素，通常是將稀土礦物經(jīng)處理后得到的混和稀土溶液，除去非稀土雜質(zhì)，注入混合澄清槽中的某一級，在萃取槽的一端加入萃取劑，另一端加入洗滌劑，使水相和有機相攪拌接觸達到平衡后，隨即完成萃取過程。
傳統(tǒng)的二出口萃取工藝是在水相和有機相出口，分別獲得兩種稀土產(chǎn)品，而近年來研究的三出口萃取工藝是在萃取槽的中段，又引出一種稀土產(chǎn)品。這樣在一個分餾萃取段，就可以同時獲得三種稀土產(chǎn)品[萃取分離輕稀土元素三出口新工藝《稀土》1986年第二期，P74]。如果要得到四種稀土產(chǎn)品，無論是二出口萃取工藝還是三出口萃取工藝，都必須經(jīng)過2～3個萃取段，多次萃取才能完成。對于純度大于95%的氧化釹的制取，如使用二出口萃取工藝，則需100級左右。
本發(fā)明地目的在于提出一種在一個分餾萃取段一次能同時獲得三種以上稀土產(chǎn)品，且靈活性和適應(yīng)性都很強的萃取工藝。例如，在一個萃取段能同時獲得包括氧化釹在內(nèi)的三種稀土產(chǎn)品，或者在一個萃取段能同時獲得包括氧化鑭和氧化釹在內(nèi)的四種以上稀土產(chǎn)品。
本發(fā)明的依據(jù)是基于稀土各元素對有機萃取劑的活性基團的置換能力不同，在槽體中就出現(xiàn)各個稀土元素的峰，根據(jù)各稀土元素的峰值位置分別引出所需要的餾份。
本發(fā)明的要點是將混合稀土溶液注入混合澄清槽中某一級，在萃取槽的一端加入萃取劑，另一端加入洗滌劑，使水相與有機相攪拌接觸，達到平衡后，分別在水相出口和有機相出口得到兩種稀土產(chǎn)品，并在槽體中間適當(dāng)位置分餾出第3、4、5種稀土產(chǎn)品。
本發(fā)明使用的原料可以是各種稀土礦物經(jīng)處理后制得的混合稀土溶液，或者是經(jīng)過萃取分組后得到的混合稀土溶液。
本發(fā)明所使用的萃取劑可以是磷型、羧酸類、胺類等萃取劑，其中以酸性磷型萃取劑較好，萃取劑對稀土元素的分離因素越大，分離效果越好，所使用的級數(shù)越少，產(chǎn)品純度越高。一般酸性磷型萃取劑多選用下列構(gòu)型
本發(fā)明選用2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯[EHEHPA]，在使用前需將萃取劑予先進行皂化，即用氨或其它堿使萃取劑轉(zhuǎn)成銨鹽或堿金屬鹽，以利于萃取過程的進行。
本發(fā)明所使用的介質(zhì)可以是鹽酸介質(zhì)、硝酸介質(zhì)、或硫酸介質(zhì)。
主要技術(shù)條件如下 1.相比有機∶料液∶洗液＝2～20∶1∶1～12 2.級數(shù)30～150級 3.洗液濃度0.2～6M 4.料液濃度50～350g/l 5.有機萃取劑濃度0.2～2M 6.中間出口位置第三出口6～35級 第四出口55～110級 第五出口80～140級 本發(fā)明與已有技術(shù)相比，由于用一個分離段代替了以往兩個、三個或四個分離段，因而簡化了流程，減少了設(shè)備，使產(chǎn)品成本明顯下降。
實例1. 包括Nd2O3在內(nèi)的三餾份分餾萃取 原料為離子型吸附礦制得的氯化稀土溶液，其典型組成如下 元素 La2O3CeO2Pr6O11Nd2O3Sm2O3Eu2O3 含量%32.463.268.1827.95.460.64 元素 Gd2O3Tb4O7Dy2O3Er2O3Y2O3 含量%4.160.412.380.9912.05 料液濃度240～250g/lPH為1～3 洗液2～4M鹽酸 萃取劑1.5MEHEHPA-煤油溶液皂化度0.52～0.58 級數(shù)42級 相比有機∶料液∶洗液＝9～11∶1∶1.1～1.5 料液從混合澄清槽中間第12級加入，有機相從第一級加入，洗液從最后一級加入，混合時間4分鐘，達到平衡后，從水相出口得到La、Ce、Pr富集物(Nd2O3＜0.3%Pr6O1120～40%)，從有機相出口得到中重稀土富集物(Nd2O3＜0.3%)，從中間第34級得到大于95%的Nd2O3第三餾份。
實例2. 四餾份分餾萃取 原料為氟碳鈰礦經(jīng)處理后制得到的混合氯化稀土溶液，其典型組成如下 元素 La2O3CeO2Pr6O11Nd2O3Sm2O3Eu2O3 含量%41.609.509.0035.552.000.48 元素 Gd2O3Tb4O7Dy2O3Y2O3 含量%0.79＜0.3＜0.30.48 料液濃度90～110g/l，PH為1～3 洗液2～4M鹽酸 萃取劑1.5MEHEHPA-煤油溶液皂化度0.52～0.58 級數(shù)68級 相比有機∶料液∶洗液＝2.4～3.2∶1∶0.4～0.6 萃取槽為一般混合澄清槽。料液從25級加入，有機相從第一級加入，洗液從最后一級加入，混合時間4分鐘，達到平衡后，從水相出口得到大于99%的La2O3，從有機相出口得到中重稀土富集物(Nd2O3＜0.5%)，從第9～12級得到La、Ce、Pr富集物(Pr6O1120～40%)從61～65級得到大于95%的Nd2O3。
實例3. 五餾份分餾萃取 原料為氟碳鈰礦，經(jīng)處理后制得的混合氯化稀土溶液，其典型組成如下 元素 La2O3CeO2Pr6O11Nd2O3Sm2O3Eu2O3 含量%41.609.509.0035.552.000.48 元素 Gd2O3Tb4O7Dy2O3Y2O3 含量%0.79＜0.3＜0.30.48 料液濃度90～110g/l，PH為1～3 洗液2-4M鹽酸 萃取劑1.5M的EHENHPA-煤油溶液，皂化度0.52-0.58 級數(shù)90級 相比有機∶料液∶洗液＝2.4～3.2∶1∶0.4～0.6 萃取槽為一般混合澄清槽。料液從30級加入，有機相從第一級加入，洗液從最后一級加入，混合時間4分鐘，達平衡后，從水相出口得到大于99%的La2O3，從有機相出口得到重稀土富集物，(Y2O3＞40%)，從9-12級得到La、Ce、Pr富集物(Pr6O1120-40%)。從72-75級得到大于95%的Nd2O3，從84-87級得到Sm、Eu、Gd富集物(Eu2O3＞8%)。
權(quán)利要求
1、一種分餾萃取分離稀土元素的方法，將稀土礦物經(jīng)處理后制得的混合稀土溶液注入混合澄清槽中某一級，在萃取槽的一端加入萃取劑，另一端加入洗滌液，料液與有機相攪拌接觸，達到平衡后，分別在水相出口和有機相出口及槽中適當(dāng)位置分餾出不多于三種的稀土產(chǎn)品，其特征在于所述的分餾萃取是在一個分餾萃取段，一次同時可分餾出包括Nd2O3在內(nèi)的三種稀土產(chǎn)品或4～5種稀土產(chǎn)品的多餾份分餾萃取方法，其萃取分離條件為
料液濃度 50～350g/l
洗液濃度 0.5～6M
萃取劑濃度0.2～2M
級數(shù) 30～150級
相比∶有機∶料液∶洗液=2～20∶1∶1～12
中間出口位置第三出口 6～35級
第四出口 55～110級
第五出口 80～140級
2、按照權(quán)利要求1所述的多餾份分餾萃取方法，其特征在于離子吸附礦三餾份分餾萃取，其萃取分離條件為
料液濃度240～250g/l
洗液濃度2～4N鹽酸
萃取劑1.5M EHEHPA-煤油溶液，皂化度0.52～0.58
級數(shù)42級
相比有機∶料液∶洗液＝9～11∶1∶1.1～1.5
第三出口位置第34級
3、按照權(quán)利要求1所述的多餾份分餾萃取方法，其特征在于氟碳鈰礦四餾份分餾萃取，其萃取分離條件為
料液濃度90～110g/l
洗液濃度2～4N鹽酸
萃取劑1.5M EHEHPA-煤油溶液，皂化度0.52～0.58
級數(shù)68級
相比有機∶料液∶洗液＝2.4～3.2∶1∶0.4～0.6
第三出口位置9～12級
第四出口位置61～65級
4、按照權(quán)利要求1所述的多餾份分餾萃取方法，其特征在于氟碳鈰礦五餾份分餾萃取，其萃取分離條件為
料液濃度90～110g/l
洗液濃度2～4N鹽酸
萃取劑1.5M EHEHPA-煤油溶液，皂化度0.52～0.58
級數(shù)90級
相比有機∶料液∶洗液＝2.4～3.2∶1∶0.4～0.6
第三出口位置第9～12級
第四出口位置第72～75級
第五出口位置第84～87級
全文摘要
一種從混合稀土溶液中，選擇性地分餾萃取稀土元素的方法，使稀土溶液與有機萃取劑在混合澄清槽中攪拌接觸，達到平衡后，根據(jù)各稀土峰值位置在一個分餾萃取段，一次同時可制得3～5種稀土產(chǎn)品。
文檔編號C01F17/00GK1035996SQ8810153
公開日1989年10月4日 申請日期1988年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月19日
發(fā)明者李清德, 鄭重, 喬書平, 許延輝, 郝福, 張麗萍, 韓學(xué)印, 柳召剛 申請人:冶金工業(yè)部包頭稀土研究院