[其他]從硫酸體系中萃取分離稀土元素

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86105043
• 申請(qǐng)日: 1986-08-23
• 公開（公告）號(hào): CN86105043A
• 公開（公告）日: 1988-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國(guó)成;黃小衛(wèi);顧保江;胡凱;羅永
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號(hào): B01D11/04
• 分類號(hào): B01D11/04;C22B59/00
• 代理公司: 北京市第三專利代理事務(wù)所
• 代理人: 母宗緒,陸菊華

本發(fā)明涉及稀土金屬濕法冶金的稀土萃取分離工藝，具體地說是在硫酸體系中以二（2-乙基己基）磷酸（以下簡(jiǎn)稱P204）為萃取劑分餾萃取分組分離稀土元素的工藝。

氟碳鈰鑭礦和氟碳鈰鑭礦與獨(dú)居石的混合礦的分解方法有硫酸焙燒法和碳酸鈉焙燒法及苛性鈉分解法。

硫酸焙燒法分解稀土精礦是將稀土精礦（氟碳鈰鑭礦或氟碳鈰鑭礦與獨(dú)居石的混合礦）與濃硫酸混合后在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)于300～800℃的溫度下連續(xù)焙燒（稀土，上冊(cè)，《稀土》編寫組，冶金工業(yè)出版社，1978，190～210頁(yè)），物料從窯尾加入，分解過程中向窯頭移動(dòng)并逐漸變干，窯頭排出的焙燒物料一般為2～5毫米的小球，遇水后散成漿狀物，可直接用水浸取。稀土精礦與濃硫酸混合后加熱至上述溫度后，稀土和釷等元素生成可溶性硫酸鹽，螢石轉(zhuǎn)變成難溶的硫酸鈣以及揮發(fā)性氣體氟化氫或氟化硅;鐵、錳等礦物也不同程度地分解并轉(zhuǎn)化成硫酸鹽。經(jīng)硫酸焙燒后的物料要用水浸取，由于水浸液中含有鐵、磷、錳、釷等雜質(zhì)，必須進(jìn)行凈化。經(jīng)典的凈化方法是，向水浸液中加入氯化鈉和硫酸鈉使稀土以稀土硫酸鈉復(fù)鹽的形式沉淀出來與其雜質(zhì)分離，沉淀出來的稀土硫酸鈉復(fù)鹽經(jīng)洗滌后用20～30%的苛性鈉水溶液將其轉(zhuǎn)變成稀土的氫氧化物，用鹽酸將稀土氫氧化物溶解，形成稀土氯化物溶液。

稀土元素分組的方法有復(fù)鹽沉淀法和分餾萃取法（稀土，上冊(cè)，《稀土》編寫組，冶金工業(yè)出版社，1978，534-536頁(yè)），但以萃取法為好。用P204為萃取劑，以煤油為稀釋劑，在鹽酸體系或硝酸體系中可將稀土混合物萃取分成輕、中、重稀土三組。分組的原理是控制一定的水相酸度和萃取率。在不同的酸度下，P204與稀土元素的絡(luò)合能力不同，控制一定的酸度可使其具有一定的萃取率和反萃取率，稀土元素就能按預(yù)定的界限分組。分組的界限和酸度控制范圍如下：釤-釹分組，洗液酸度0.5～1.2摩爾/升鹽酸，分離系數(shù)βSm/Nd為5～11;釤-釓分組，洗液酸度為1.5～2.0摩爾/升鹽酸，分離系數(shù)βGd/Sm為3～3.5;釓-鋱分組，洗液酸度2.0摩爾/升鹽酸，分離系數(shù)βTb/Gd為5～6，其稀土元素的具體分餾萃取分組流程是，料液的濃度為1～1.2摩爾/升稀土氯化物，料液酸度為PH4～4.5，有機(jī)相的組成為1.0摩爾/升的P204煤油溶液，洗液的酸度為0.8摩爾/升鹽酸，進(jìn)行釹-釤分組。其含有鑭釹等稀土元素的萃余液，用氨中和后濃縮結(jié)晶生成稀土氯化物，其負(fù)載釓、鏑等稀土元素的有機(jī)相再進(jìn)行釓-鏑的分組萃取，萃取劑的濃度仍為1摩爾/升P204，煤油為稀釋劑，洗液的酸度為2.0摩爾/升鹽酸，萃取后的水相，用碳酸鈉沉淀形成中稀土碳酸鹽。萃取后生成的有機(jī)相用5摩爾/升鹽酸進(jìn)行反萃取，生成釔及重稀土氯化物產(chǎn)品。

用P204分餾萃取分組稀土的流程與復(fù)鹽沉淀法相比有很多優(yōu)點(diǎn)，P204分餾萃取分組法簡(jiǎn)化了工藝，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)連續(xù)化，免除了復(fù)鹽沉淀，堿轉(zhuǎn)化等工序的繁重體力勞動(dòng)，可以生產(chǎn)出輕、中、重稀土產(chǎn)品，擴(kuò)大了稀土的綜合利用，又可直接與下步分餾萃取工藝直接相銜接，再進(jìn)一步分離提純，而且減少了三廢。用P204在鹽酸體系中進(jìn)行分餾萃取，P204需要皂化，消耗大量堿，使P204溶解損失增大。

北京市通縣冶煉廠和北京鋼鐵學(xué)院等單位提出了用P204為萃取劑在鹽酸體系中分餾萃取分組分離稀土元素的工藝（北京市通縣冶煉廠、北京鋼鐵學(xué)院、在鹽酸體系中用P204對(duì)氯化稀土的連續(xù)萃取分離，1979）。

包頭冶金所等單位提出了用2-乙基己基磷酸單2-乙基己酯（以下簡(jiǎn)稱P507）分離稀土元素的工藝流程（包頭冶金所、包鋼稀土公司、包頭冶煉廠，P507-HC1體系輕、中稀土全萃取連續(xù)分離工藝擴(kuò)大試驗(yàn)報(bào)告，1982，10月）該工藝是以氯化稀土為原料，其料液濃度為240～250克/升稀土氯化物，料液酸度為PH2-3，有機(jī)相組成為50%P507-50%煤油（體積比），皂化0.54摩爾/升P507，洗液酸度為1.22～1.28摩爾/升鹽酸，首先進(jìn)行釹-釤分組，再以P507為萃取劑依次進(jìn)行鐠-釹、鈰-鐠、鑭-鈰、釤-銪、釓-鋱的分組分離而得到氧化釹、氧化鐠、氧化鈰、氧化鑭、氧化釤及重稀土氧化物等產(chǎn)品。

日本專利文獻(xiàn)特開昭54-93672亦介紹了以P507為萃取劑萃取分離稀土元素的工藝方法，為了加快分相的速度，需要加入相分離劑，防止乳化和第三相的生成。

用P507為萃取劑的優(yōu)點(diǎn)是反萃取酸度低，易于進(jìn)行反萃取，在某些稀土元素之間分離系數(shù)比P204較大，但是P507萃取與本發(fā)明比較仍需皂化，而且P507的價(jià)格比P204高。