[發明專利]一種皂化萃取分離硫酸稀土溶液的方法

有效

• 申請號: 200910241887.2
• 申請日: 2009-12-14
• 公開（公告）號: CN101876007A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 廖春生;吳聲;張玻;王嵩齡
• 申請（專利權）人: 五礦（北京）稀土研究院有限公司
• 主分類號: C22B3/40
• 分類號: C22B3/40;C22B59/00
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

技術領域

本發明屬于冶金化工領域，涉及硫酸稀土原料的萃取分離方法，尤其適用于液堿或氨水皂化的P507、P204、Cyanex272、環烷酸等萃取劑在皂化的條件下萃取分離硫酸稀土溶液。

背景技術

我國稀土資源居世界首位，主要礦種包括包頭礦、四川礦和南方離子吸附型礦。除稀土礦物外，在稀土生產加工的過程中還產生大量具有較高回收利用價值的二次資源，如釹鐵硼回收廢料，熒光粉廢料等。隨著科學技術的發展，稀土的應用范圍越來越廣泛，因而對單一高純稀土元素的需求量越來越大，然而由于稀土元素的性質十分相似，造成了稀土元素分離上的困難，到目前為止溶劑萃取分離法仍然是分離稀土元素生產高純稀土最有效而又經濟的辦法。

溶劑萃取分離法，具有處理量大、反應速度快、分離效果好的優點，它是國內外稀土工業生產中，分離提取稀土元素的主要方法，也是分離制備高純單一稀土化合物的主要方法之一。工業上應用最廣泛的萃取劑為P204(二(2-乙基己基)磷酸)、P507(2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯)、Cyanex272(二(2，4，4-三甲基戊基)膦酸)和環烷酸等。上述萃取分離所用的萃取劑都屬有機萃取劑，要求在低酸度下萃取分離，其萃取能力(分配比)與水相平衡酸度成反比。一般萃取一個稀土離子要置換3個氫離子進入水相，因此常規采用氨水或氫氧化鈉等無機堿對萃取劑先進行皂化，將氫離子去除，然后與稀土離子進行交換萃取。

稀土原料的前處理過程廣泛應用硫酸法，如包頭礦硫酸焙燒法；釹鐵硼廢料硫酸浸出法；釤銪釓富集物中采用還原沉淀硫酸亞銪，制備高純銪(CN101012509)；銩鐿镥富集物中采用硫酸體系電解還原，二價鐿沉淀提取鐿(CN1796608)等。但稀土萃取分離過程中，水相介質主要采用鹽酸體系或硝酸體系萃取，硫酸體系很少采用。主要原因是大多數酸性萃取劑均先經氨水或氫氧化鈉皂化后再進行萃取效果才好。皂化萃取劑可提高萃取容量，增大產量，減少存槽量，以降低生產成本。且使用皂化后萃取劑還能起到穩定稀土負載，工藝穩定，連續生產的目的。而硫酸稀土與皂化劑中的氨或鈉、鉀等堿金屬離子易形成硫酸稀土復鹽沉淀，導致萃取三相物生產，損失稀土和萃取劑有機相，影響生產過程的正常進行。這使得硫酸稀土溶液難于直接使用經濟技術指標優良的皂化酸性萃取劑體系進行分離。

一般情況下，硫酸稀土在萃取分離前都要先轉型，轉為鹽酸或硝酸體系后再進行萃取分離。常規方法存在兩種轉型工藝.一種是采用碳酸氫氨或碳酸氫鈉將其沉淀為碳酸稀土(專利CN1094380)，碳酸稀土再用鹽酸溶解，得到適合萃取分離使用的氯化稀土溶液；另一種方法是酸性磷類萃取劑如P204或P507等在不皂化的條件下直接萃取硫酸稀土溶液，并用鹽酸反萃取得到氯化稀土溶液(專利CN86105043，CN1730680)，氯化稀土溶液再進一步進行萃取分離。

硫酸稀土溶液若能不經鹽酸或硝酸轉型直接進行硫酸體系皂化萃取分離，可以大幅降低成本，與礦物及富集物前處理過程更易銜接。而硫酸體系直接進行萃取分離的關鍵技術在采取有效的工藝方法避免皂化劑中的鈉、銨等離子與硫酸稀土溶液形成復鹽。這是皂化萃取分離硫酸稀土所必須解決的問題，也是目前研究的焦點。