CN85102210A

CN85102210A - 氨化p507溶剂萃取分离混合稀土工艺

Info

Publication number: CN85102210A
Application number: CN198585102210A
Authority: CN
Inventors: 沈春雷; 谢延芬; 李德谦
Original assignee: Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Current assignee: Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1985-04-01
Publication date: 1986-09-17
Also published as: CN85102210B

Abstract

氨化p507对以轻稀土为主的离子吸附型稀土矿进行溶剂萃取分组分离属于湿法冶金溶剂萃取。用20-45％氨化1-1.7M p507-煤油，洗涤液和反萃酸为0.8-5N HCl对以轻稀土为主的离子吸附型稀土矿氯化物水溶液，其浓度为1-2M，在90-120级分液漏斗中模拟串级萃取分组分离，经Nd-Sm，La-Ce，Tb-Dy分组分离得轻、中、重稀土三组分别为Ce、Pr、Nd；Sm、Eu、Gd、Tb、Dy和Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y富集物以及得纯度大于99.97％，收率为大于99％的La₂O₃。

Description

本发明属于湿法冶金溶剂萃取。

有人对氟碳铈镧-独居石混合矿采用p₅₀₇盐酸体系，进行Nd-Sm，Ce-Pr，La-Ce分组分离或轻、中稀土全萃取连续分离。其Nd-Sm，La-Ce分组分离后萃入有机相的稀土分别占总分离稀土的2-6%和～63%。本发明对含以轻稀土为主的离子吸附型稀土矿的氯化物水溶液进行同样的Nd-Sm，La-Ce分组，其萃入有机相的稀土分别占总分离稀土的32-35%和45-55%，同时进行Tb-Dy分组，使中、重稀土分别得到富集。含以轻稀土为主的离子吸附型稀土矿不同于氟碳铈镧-独居石混合矿，独居石矿，磷钇矿等的稀土组成，它们的含量亦相差甚大，因此针对不同稀土矿的组成和不同要求，就必须提出一个与它相应的合理的萃取工艺流程。

本发明的目的是针对含以轻稀土为主的离子吸附型稀土矿的组成，用氨化p₅₀₇溶剂萃取进行Nd-Sm，La-Cl，Sm-Eu分组分离，最终得到三个分别为Ce、Pr、Nd;Sm、Eu、Gd、Tb、Dy及Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y的富集物和纯度大于99.97%收率大于99%的La₂O₃。

由于本发明用氨化p₅₀₇作萃取剂使Nd-Sm间分离因数由未氨化时的2-5，提高到10以上，La-Ce间分离因数由未氨化时5-7提高到10左右，Tb-Dy分离因数提高到2，因此第一步分组由Nd-Sm之间进行，分组后在La-Nd萃余水相中Ce含量仅有2%左右，第二步在La-Ce之间分离，这样可以得到纯度大于99.97%收率大于99%的La₂O₃和Ce、Pr、Nd富集物。第三步对Nd-Sm分组后的已萃入有机相中的Sm-Lu、Y进行分组，使矿中含量仅在0.2-0.5%的Tb和含量为0.2-1.0%的Eu得到富集，从而得到中、重稀土二组富集物。

上述分组分离得到三个含轻、中、重稀土富集物为下一步萃取分离或离子交换，或萃取色层分离单一稀土提供有利条件。在萃取过程中萃入有机相的稀土离子与酸性膦酸酯中的H⁺进行交换，使水相中酸度不断升高，影响进一步萃取分离，为维持在一定分离因数条件下萃取分离，就必须加入碱以维持水相中酸度于一定范围。本发明氨化p₅₀₇把单口或双口导入碱方式改为与萃取剂导入口合并为一，这样既减少了设备，又便于操作。氨化p₅₀₇除了提高萃取分离因数之外，由于铵离子取代了H⁺，使水相的酸度始终可以保持在一定水平，稀土离子与铵离子进行交换，这样提高了有机相的操作容量，萃取段中各级稀土离子浓度变化平缓，使操作更易进行。为达到更佳分离目的，必须使用矿物酸作洗酸，把多余萃入有机相的稀土洗下来，起到分馏作用，以达到预期的满意分离效果。

本发明用含以轻稀土为主的离子吸附型稀土矿混合稀土氧化物组成如下：La35-36;Ce0.1-0.85;Pr5-10;Nd20-30;Sm3.4-10.4;Eu0.2-1.0;Gd2.45-5.3;Tb0.22-0.5;Dy1.8-3.2;Ho0.1-0.51;Er0.99-1.75;Tm0.11-0.25;Yb0.96-1.8;Lu0.02-0.2;y12.18-20，用盐酸溶解制得1-2M稀土氯化物水溶液pH2-4，由萃取、加料、洗涤、反萃段诸单元组成的90-120级分液漏斗模拟串级进行轻、中、重稀土分组分离，和在一个混合搅拌池中氨化p₅₀₇。在萃取和洗涤段两端分别加入氨化p₅₀₇和洗涤液，加料级加入含混合稀土原料的水溶液或者含已萃入稀土的有机相溶液，两端分别流出含萃余稀土的水溶液和含稀土的有机相溶液，然后导入下一个萃取-加料-洗涤段作为原料液进一步萃取分离，或者把有机相溶液导入反萃段的一端，另一端导入反萃液，两端分别流出已分离的稀土水溶液和萃取剂p₅₀₇，把萃取剂导入混合搅拌池中与一定量浓氨水相混合得到可继续使用的氨化p₅₀₇（其流程见图1）。

本发明使用氨化p₅₀₇为萃取剂，其一般式

（式中R是2-乙基己基）

把与水不相混溶的p₅₀₇（2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯）以煤油为稀释剂，在1-1.7Mp₅₀₇-煤油中加入一定量浓氨水溶液，其氨化度为p₅₀₇的20-45%（即氨化p₅₀₇占氨化前总的p₅₀₇的百分含量）。洗涤液和反萃液。采用0.8-5NHCl。

本发明经Nd-Sm分组后La-Nd中Sm＜0.05%;Sm-Lu·Y中Nd＜0.05%;La-Ce分离得纯度＞99.97%收率＞99%的La₂O₃;含Sm-Lu，Y有机相溶液进行Tb-Dy分组，Sm-Dy中Tb收率＞90%，在水相中Dy＜10%。

本发明可以在工厂得到实施。

本发明附图1说明（1）氨化p₅₀₇-煤油溶液;（2）浓氨水溶液;（3）反萃后p₅₀₇-煤油;（4）（4）′洗涤液和反萃液;（5）含混合稀土的氯化物水溶液;（6）萃余的La-Nd水溶液;（7）含La纯度＞99.97%，收率＞99%的水溶液;（8）含Ce、Pr、Nd有机相溶液;（9）含Ce-Nd的水溶液;（10）含Sm-Lu、Y的有机相溶液;（11）含Sm-Dy的水溶液（Tb收率＞90）：（12）含Dy-Lu，Y有机相溶液;（13）含Dy-Lu，Y的水溶液。

实现本发明的实例如下，本实施例以轻稀土为主离子吸附型稀土矿为分离对象。

实例1，用43%氨化1.5Mp₅₀₇-煤油和1.5Mp₅₀₇-煤油浓度为0.108M的Tb，Dy氯化物水溶液。结果见表1。

表1 氨化p₅₀₇与p₅₀₇萃取Tb、Dy的分离因数

实例2，以1.5-1.8M混合稀土的氯化物水溶液pH2-3，0.28l/hr;洗涤液0.4-0.6NHCl，0.22l/hr;用34-36.8%氨化1.5M;p₅₀₇-煤油1.08l/hr;在22级分液漏斗中模拟串级萃取，得萃余水相La-Nd中Sm＜0.05%，萃入有机相溶液中的Sm-Lu，Y，其Nd＜0.05%。

实例3，以0.5-0.7M含稀土氧化物组成为La45%;Ce2%;Pr12%;Nd41%的稀土氯化物水溶液或Nd-Sm分组后，含La-Nd的萃余水相溶液作为进料液，0.36l/hr;洗涤液为0.8-1.2NHCl，0.12l/hr;用34-36%氨化1.5Mp₅₀₇-煤油，0.9l/hr;在25级分液漏斗模拟串级萃取，得纯La，其纯度大于99.97%收率大于99%。

实例4，以实例2分组后得到的已萃入Sm-La、Y的有机相溶液作为进料液，浓度为0.15-0.17M，0.6l/hr;洗涤液1.3-1.5NHCl，0.17l/hr;用34-36%氨化1.5Mp₅₀₇-煤油0.21l/hr;在35级分液漏斗中模拟串级萃取，得萃余水相Sm-Dy，Tb收率～100%，其中Dy为6%，和含Dy-Lu，Y的有机相溶液。

实例5，以含Dy-Lu，Y的有机相溶液，浓度为0.06-0.1M，0.18l/hr;反萃酸4.5-4.8N HCl，0.06l/hr;在6级分液漏斗中进行反萃串级，得0.18-0.3M含Dy-Lu，Y的水溶液。

实例6，以含Ce、Pr、Nd的有机相溶液，浓度为0.9-0.15M，0.3l/hr;反萃酸1-15N HCl，0.06l/hr;在6级分液漏斗中进行反萃串级，得0.45-0.75M含Ce-Nd的水溶液。

以上实例得到工厂规模的证实。

Claims

1、一种湿法冶金溶剂萃取分组分离轻、中、重稀土的工艺流程，其特征是用20-45%氨化P507-煤油作萃取剂，对以轻稀土为主的离子吸附型稀土矿或稀土氧化物组成范围为La35-36；Ce0.1-0.85；Pr5-10；Nd20-30；Sm3.4-10；Eu0.2-1.0；Gd2.45-5.3；Tb0.2-0.5；Dy1.8-32；Ho0.1-0.51；Er0.99-1.75；Tm0.11-0.25；Yb0.96-1.8；Lu0.02-0.2；Y12.18-20的稀土氯化物水溶液，其浓度为1-2M，洗涤液和反萃酸为0.8-5N HCl，在90-120级分液漏斗模拟串级，进行多级逆流萃取分组分离，经Nd-Sm，La-Ce，Tb-Dy分组分离得纯度大于99.97%的La₂O₃，收率为99%，和轻、中、重稀土三组分别为Ce、Pr、Nd；Sm、Eu、Gd、Tb、Dy和Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y富集物。

2、如权利要求1所述的工艺流程，其特征是p₅₀₇（2-乙基己基膦，酸单2-乙基己基酯）以煤油为稀释剂，在进入萃取段之前先在搅拌池内与一定量浓氨水溶液混合，得20-45%氨化1-1.7Mp₅₀₇-煤油。

3、如权利要求1所述的工艺流程，其特征在于Nd-Sm采用34-36%氨化1.5Mp₅₀₇-煤油，在22级分液漏斗中进行模拟串级分组，其流比为有机相∶料液∶洗涤液＝1∶0.28∶0.22;洗涤液0.4-0.6NHCl;1.5-1.8M混合稀土氯化物水溶液，萃余水相La-Nd中Sm＜0.05%，萃入有机相的Sm-Lu，Y中Nd＜0.05%。

4、按权利项1La-Ce分组其特征在于以Nd-Sm分组后萃余水相La-Nd为原料，用34-36%氨化1.5Mp₅₀₇-煤油，在25级分液漏斗中模拟串级萃取分离，其流比为有机相∶料液∶洗涤液＝0.9∶0.36∶0.12;洗涤液为0.8-1.2N HCl，混合稀土浓度为0.5-0.7M，得萃余水相含La纯度大于99.97%，收率为大于99%的La₂O₃和含Ce、Pr、Nd的有机相溶液。

5、按权利项1所叙的混合稀土分离流程中Tb-Dy分组，其特征在于Nd-Sm分组后含Sm-La、Y的有机相溶液为原料液，浓度为0.15-0.17M，洗涤液为1.3-1.5N HCl，用34-36%氨化1.5Mp₅₀₇-煤油，在35级分液漏斗中模拟串级萃取分组，其流比为有机相∶有机料∶洗涤液＝0.21∶0.6∶0.17，得含Sm-Dy的萃余水相，其中Tb收率大于90%和有机相含Dy-Lu，Y的溶液。

6、按权利项4所叙，含Ce、Pr、Nd有机相溶液的反萃条件其特征是有机相含Ce、Pr、Nd的浓度为0.9-0.15M，在6级分液漏斗中进行反萃串级，反萃酸为1-1.5N HCl，其流比为有机相∶反萃酸＝5∶1，得含Ce、Pr、Nd的氯化物水溶液。

7、按权利项5所叙，含Dy-Lu、Y的有机相溶液的反萃条件其特征是，含Dy-Lu、Y的有机相溶液其浓度为0.06-0.1M，反萃酸为4.5-4.8N HCl，流比为有机相∶反萃酸＝3∶1，在6级分液漏斗中进行反萃串级，得含Dy-Lu、Y的水溶液。