[發(fā)明專利]物料聯(lián)動(dòng)循環(huán)利用的稀土分離方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210170171.X
• 申請(qǐng)日: 2012-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN102676853A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖春生;劉艷;張玻;王嵩齡;吳聲;程福祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 五礦（北京）稀土研究院有限公司
• 主分類號(hào): C22B59/00
• 分類號(hào): C22B59/00;C22B3/26;C22B3/46
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;王瑛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于稀土分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及物料聯(lián)動(dòng)循環(huán)利用的稀土分離方法。

背景技術(shù)

稀土是鈧、釔全部十五個(gè)鑭系元素的總稱，由于化學(xué)性質(zhì)極為相近，在礦物中伴生共存，而各元素優(yōu)異的光、電、磁、催化的本征特性往往需要單一高純稀土才能得以充分體現(xiàn)。因此，分離提純成為稀土材料工業(yè)的重要過程。

稀土的分離提純通常采用溶劑萃取分離法，該法具有處理量大、反應(yīng)速度快、分離效果好的優(yōu)點(diǎn)，是國內(nèi)外稀土分離的主要生產(chǎn)方法。稀土萃取分離所用萃取劑主要為酸性磷類萃取劑，如：P204（2-乙基己基磷酸）、P507（2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯）和Cyanex272（二（2，4，4-三甲基戊基）膦酸）、P229（二（2-乙基己基）膦酸）等）。

稀土萃取分離提純過程主要包括了溶料、萃取分離、沉淀等獨(dú)立工序。

溶料工序主要指將稀土氧化物或碳酸鹽用酸溶解的過程，可用下列方程式表示：

RE₂O₃+6HCl=2RECl₃+3H₂O（稀土氧化物溶解）???????????????(1)

RE₂(CO₃)₃+6HCl=2RECl₃+3H₂O+3CO₂↑（稀土碳酸鹽溶解）????(2)

為提高分離效率，酸性磷類萃取劑需經(jīng)氨水或氫氧化鈉或碳酸氫銨等堿性物質(zhì)皂化，皂化后的有機(jī)相為稀土皂。皂化反應(yīng)可用下列方程式表示（其中HA表示酸性萃取劑）：

HA+NaOH=NaA+H₂O(鈉皂化)????????????????????????????????(3)

或HA+NH₄OH=NH₄A+H₂O(氨皂化)????????????????????????????(4)

3NaA+RECl₃=REA₃+3NaCl(稀土皂化)????????????????????????(5)

通常使負(fù)載難萃組分的有機(jī)相在萃取段萃取料液中的易萃組分，獲得提純的難萃組分水溶液，負(fù)載易萃組分的有機(jī)相在洗滌段再用酸或易萃組分逆流洗滌，獲得負(fù)載提純易萃組分的有機(jī)相，經(jīng)酸反萃后獲得純易萃組分水溶液，同時(shí)有機(jī)相得到再生循環(huán)利用。

REA₃+3HCl=RECl₃+3HA（洗滌、反萃?。????????????????(6)

單一稀土經(jīng)草酸沉淀（按方程（7））后，再灼燒為稀土氧化物。

2RECl₃+3H₂C₂O₄=RE₂(C₂O₄)₃+6HCl?????????????????????(7)

溶料過程中需要消耗無機(jī)酸溶解稀土氧化物或碳酸鹽，采用酸性磷類萃取劑體系的稀土萃取分離過程的皂化工藝需消耗堿，由此產(chǎn)生相應(yīng)的含鹽皂化廢水排放；沉淀工序消耗草酸，產(chǎn)生含草酸和無機(jī)酸的高酸度沉淀母液，需大量堿中和后以鹽分的形式隨廢水排放。以年分離12萬噸稀土氧化物計(jì)，廢水排放量高達(dá)1200萬噸以上，鹽排放量超過50萬噸，化工原料的大量使用不僅增加了生產(chǎn)成本，而且環(huán)保壓力巨大。因此，我國的稀土工作者開發(fā)了多項(xiàng)稀土清潔制備技術(shù)。

溶料步驟除了用無機(jī)酸直接溶解外，還可以采用酸性有機(jī)萃取劑直接溶解碳酸鹽的方法，用碳酸鹽消耗萃取劑中的氫離子使得稀土進(jìn)入有機(jī)萃取劑中。如中國專利申請(qǐng)“一種碳酸稀土溶劑萃取分離工藝”（申請(qǐng)?zhí)枺?00810155328.5，申請(qǐng)日2008年10月27日，公開日2009年3月18日）、“一種有機(jī)萃取劑的預(yù)處理方法及其應(yīng)用”（申請(qǐng)?zhí)枺?00710163930.9，申請(qǐng)日2007年10月11日，公開日2008年9月10日）、“一種有機(jī)萃取劑的皂化方法”（申請(qǐng)?zhí)枺?00610001858.5，申請(qǐng)日2006年1月24日，公開日200年8月16日）。以上方法用酸性萃取劑直接溶解稀土，制備負(fù)載有混合稀土的有機(jī)相取代水相料液進(jìn)槽，可以利用有機(jī)相中的酸，減少原料溶解的酸消耗，但仍需消耗酸堿用于分離過程空白有機(jī)相的皂化和負(fù)載有機(jī)相的洗滌、反萃再生，并相應(yīng)產(chǎn)生鹽排放。