[發明專利]一種稀土水溶液萃取除雜質金屬離子的方法

有效

• 申請號: 201310373816.4
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103468950A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 黃焜;隋娜;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: C22B3/40
• 分類號: C22B3/40;C22B59/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種稀土水溶液萃取除雜質金屬離子的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1）在含有多種稀土離子和雜質金屬離子鋁、鐵和/或硅的水溶液中，加入還原劑，充分混合；

2）向步驟1）得到的混合溶液中加入水溶性化學絡合劑，調節混合溶液的pH值至不大于3，充分混合；所述水溶性化學絡合劑為乙二胺四乙酸（EDTA）、乙二醇-雙-(2-氨基乙醚)四乙酸（EGTA）、二乙三胺五乙酸（DTPA）、三乙四胺六乙酸（TTHA）、1,10-菲羅啉（phen）或玫紅三羧酸銨中的一種或至少兩種的混合物；

3）向步驟2）得到的混合溶液中加入水溶性高分子聚合物，再加入無機電解質鹽，充分混勻后靜置或離心，得到聚合物雙水相體系；

4）向步驟3）得到的聚合物雙水相體系中加入與水不互溶的有機溶液，充分混合后靜置或離心分相，得到液-液-液三層液相共存體系；

5）取步驟4）得到的三液相體系的有機上相，反萃回收其中的稀土離子，使有機相中的稀土離子轉入水溶液；

6）取步驟5）得到的含稀土離子的反萃水溶液，與步驟4）得到的三液相體系的鹽水下相合并；

7）合并后得到的混合水溶液重復步驟1）至6），直至稀土水溶液中的雜質金屬離子鋁、鐵、硅脫除干凈。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1）中所述水溶液為含稀土離子的鹽酸、硝酸或高氯酸水溶液，其中至少含有三種以上稀土離子，還含有鋁、鐵和/或硅雜質金屬離子。

3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟1）中加入的還原劑的量與初始水溶液中雜質金屬離子鋁、鐵和/或硅總量的摩爾比為0.3:1～0.7:1，優選為0.5:1；

優選地，所述還原劑為鹽酸羥胺或抗壞血酸。

4.如權利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述步驟2）中加入的水溶性化學絡合劑與初始水溶液中雜質金屬離子鋁、鐵和/或硅總量的摩爾比為0.5:3～15:1，優選為1:1～10:1，進一步優選為3:1；

優選地，所述水溶性化學絡合劑為EDTA和/或1,10-菲羅啉；其與初始水溶液中雜質金屬離子鋁、鐵和/或硅總量的摩爾比為1:3～10:1。

5.如權利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述步驟2）中調節pH為0.1～3，優選為2.5。

6.如權利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述步驟3）中加入的水溶性高分子聚合物選自重均分子量為400～40000的聚乙二醇（PEG）、聚丙二醇、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚乙二醇-聚丙二醇嵌段共聚物或聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇嵌段共聚物中的一種或至少兩種的混合物；

優選地，所述水溶性高分子聚合物選用重均分子量為600的聚乙二醇（PEG）和/或重均分子量為30000的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）。

7.如權利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，所述步驟3）中加入的無機電解質鹽為檸檬酸鈉、硫酸銨、硫酸鋰、硫酸鈉、硫酸鉀、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、碳酸鉀或磷酸鉀中的一種或至少兩種的混合物；

優選地，所述無機電解質鹽為硫酸銨、硫酸鈉、硫酸鋰、檸檬酸鈉或磷酸鉀中的一種或至少兩種的混合物。

8.如權利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，所述步驟3）中水溶性高分子聚合物的添加量為2.0～8.0g/20mL稀土水溶液，優選2.5～4.0g/20mL稀土水溶液，進一步優選3.3g/20mL稀土水溶液；

優選地，無機電解質鹽的添加量為2.0～5.0g/20mL稀土水溶液，進一步優選2.5～3.6g/20mL稀土水溶液，最優選2.8g/20mL稀土水溶液。