[發明專利]從硝酸稀土料液中分離鑭的方法以及稀土精礦分離方法

有效

• 申請號: 201210242002.2
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN103540746A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 趙君梅;劉會洲
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C22B3/38
• 分類號: C22B3/38;C22B59/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王雪梅

技術領域

本發明屬于稀土分離技術領域，涉及一種從硝酸稀土料液中分離鑭的方法以及稀土精礦的分離方法，具體地，本發明涉及一種從不含鈰和釷的硝酸稀土料液中分離鑭的方法，更具體地，本發明涉及一種從含三價鑭，鐠和釹的硝酸稀土料液中分離鑭的方法以及稀土精礦的分離方法。

背景技術

包頭稀土礦以輕稀土含量為主，其中鈰占全部稀土的50%左右。其它的輕稀土鑭、鐠和釹占到50%左右，特別是鑭的含量將近26%。目前，包頭稀土礦的冶煉方式主要是濃硫酸的高溫焙燒。其硫酸浸出液中的稀土經過全撈轉型后，鑭，鈰和鐠釹的分離主要是在鹽酸體系中采用氨化P507多級分餾萃取實現的，得到鑭和鈰的單一產品，以及鐠釹的混合產品（鐠釹的分離系數小，只有1.4-1.8）。

迄今為止，一鹽基磷（膦）酸是萃取分離相鄰稀土元素的選擇性最好的萃取劑。被廣泛應用于稀土溶劑萃取第一代、第二代流程的P204和P507是這類萃取劑的代表，對稀土濕法冶金工業的發展發揮了極大作用，目前有機磷（膦）類萃取劑無疑成了稀土離子最為廣泛的萃取劑。特別是氨化P507萃取體系，其選擇性和萃取容量得到了較大提高，尤其是在輕、中稀土分離方面。但是氨化P507由于氨化過程中，產生氨氮廢水，治理難度大，工業污染物排放難以達標，加大了工廠末端治理的負擔，目前是稀土萃取分離領域亟待解決的問題。從源頭解決問題，是清潔工藝流程的必然要求。

中性磷（膦）氧萃取劑萃取稀土離子一般屬于絡合配位機理，其萃取金屬離子過程中，無需皂化，不產生氨氮廢水。在低酸度下萃取金屬離子時，鹽析劑的影響較為顯著。鹽析劑易溶于水，本身不被萃取，也不與水相金屬離子絡合，它是影響中性磷（膦）氧萃取劑萃取性能的主要參數。鹽析劑的作用是多方面的：水合作用使自由水分子數量減少，相應地被萃取物在水相中的有效濃度增加；當鹽析劑陰離子與被萃物陰離子相同時，等于提高了被萃物陰離子濃度；降低水相介電常數，從而抑制水相金屬離子的聚合和水化。這些均有利于分配比（D）值增加。一般而言，中性磷（膦）氧萃取劑在HNO₃以及HNO₃加鹽析劑介質中的萃取能力比在HCl介質中普遍高出1～2個數量級，這是因為陰離子有最小的水合能，而CI^-有較大的水合能，能產生較大的鹽析作用。

鹽析作用一般與離子強度（），離子勢（Z²/R）等有關，隨離子強度、離子勢的增加而增加。一般地，鹽析劑不僅影響中性萃取劑萃取稀土的分配比，還影響分離系數。鹽析效應不僅與鹽析劑本身有關，還與萃取劑以及萃取體系有關。

磷酸三丁酯（TBP）和甲基膦酸二甲庚酯（P350）是中性磷（膦）類萃取劑的代表。TBP作為稀土第一代萃取劑的代表，是最早應用于稀土工業的萃取劑，但是它的萃取能力弱，而且萃取水相要求酸度高，伴隨著礦物酸的共萃問題。P350在萃取分離高純鑭的工藝中作為一種高選擇性的萃取劑也得到了廣泛的應用，它能在低酸度下較好地萃取稀土元素，與TBP相比，具有對某些元素的萃取率高、分離因素大、雜質影響小等特點，在較高的鹽析劑濃度下，Pr/La的分離因數達到5～6，可用于分離制備純度較高的鑭產品，但是該萃取劑存在萃取能力不強，有機相粘度大，不利于分層等缺點。Cytec公司推出了一系列新型的含磷中性萃取劑，即Cyanex921、Cyanex923、Cyanex925等，具有對稀土元素的高效萃取性能和分離選擇性。盡管其萃取能力強，不存在乳化和萃取劑損失的問題，但是由于是美國氰胺公司（American?Cyanamid?Co.）生產，所以成本高，價格昂貴，在商業應用前景上不具有吸引力。因此，在稀土分離研究中尋找性能優越的中性磷萃取劑具有重要的實際意義。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種從含三價鑭，鐠和釹混硝酸稀土料液中分離鑭的方法，該硝酸稀土料液中不含有鈰和釷，所述方法利用了稀土離子的自鹽析效應，可以很好地實現從輕稀土溶液中提取鑭的目的。

為了達到上述目的，本發明采用了如下技術方案：

所述從硝酸稀土料液中分離鑭的方法，該硝酸稀土料液中不含有鈰和釷，所述方法包括如下步驟：

（1）配制體積比為30~50%的P503烷烴溶液作為萃取劑，并調節料液的pH為2~3；

（2）采用分餾萃取工藝進行萃取，得到含鑭的萃余液和含鐠和釹的有機相；

（3）反萃取液為硫酸或/和硝酸，進行逆流反萃，得到含鐠和釹的反萃取液；

（4）向含鑭的萃余液中加入稀土沉淀劑，將過濾得到的沉淀進行焙燒，得到氧化鑭。