[發(fā)明專利]從有機(jī)溶液中反萃取稀土金屬和制備稀土金屬濃縮物的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380076320.9
• 申請(qǐng)日: 2013-11-08
• 公開（公告）號(hào): CN105164283A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·V·亨金;A·V·葉夫圖申科;A·A·科姆科夫;A·M·薩菲烏林娜;V·S·斯皮里多諾夫;S·V·什韋佐夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 烏拉爾聯(lián)合化學(xué)公司開放式股份公司
• 主分類號(hào): C22B3/26
• 分類號(hào): C22B3/26;C22B59/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 劉娜;林柏楠

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液體萃取，尤其是在有色金屬和黑色金屬冶金中制備稀土金屬(REM)的濃縮物(在化學(xué)和冶金工業(yè)的廢物處理過程中)，以及純化礦井水和工業(yè)廢水的工藝。

發(fā)明背景

液體萃取方法廣泛地用于回收和濃縮有價(jià)值組分，尤其是REM。

本領(lǐng)域公開了使用基于中性有機(jī)磷化合物(優(yōu)選磷酸三丁酯-TBP)的有機(jī)萃取劑從硝酸鹽溶液中分離REM濃縮物和使用基于有機(jī)磷酸(優(yōu)選二-(2-乙基己基)磷酸-DEHPA)的有機(jī)萃取劑從氯化物溶液中分離REM濃縮物(例如稀有和微量元素化學(xué)和技術(shù)(Chemistryandtechnologyofrareandtraceelements)(rus).第2部分.編輯.BolshakovK.A.，Moscow，HighSchool，1976，第360頁(yè)；SlavetskyA.I.等人，通過DEHPA和TBP萃取REM(ExtractionofREMbyDEHPAandTBP).Radiochemistry(rus),1989，第1期，第25-31頁(yè)；StryapkovA.V.，SalnikovaE.V.胺性質(zhì)對(duì)通過胺和烷基磷萃取劑的混合物的REM萃取的影響(InfluenceofaminenatureonREMextractionbyamixtureofaminesandalkylphosphorousextractants).VestnikOGU(rus)，2004，第5期，第121-124頁(yè))。

研究者相當(dāng)重視某些化合物從水溶液中轉(zhuǎn)移至有機(jī)(萃取過程)中，基本上不太重視反向過程(反萃取過程)。

通過用硝酸處理和借助氧化膦隨后萃取稀土元素(REE)而從磷石膏中萃取稀土元素的方法是已知的(MartynovaI.N.等人，在從酸性硝酸鹽-磷酸鹽溶液中萃取過程中REE分布的研究(ResearchofdistributionofREEinthecourseofextractionfromacidicnitrate-phosphatesolutions).收錄文章“稀土元素化合物的加工和物化性質(zhì)(CollectedarticlesProcessingandphysico-chemicalpropertiesofcompoundsofrareelements).Apatity，1984，第6-8頁(yè)(Rus))。該方法的缺點(diǎn)在于需要昂貴的三烷基氧化膦和不可能從有機(jī)相中完全液相去除REE。此外，由于三烷基氧化膦隨著水相的高損失，該方法不經(jīng)濟(jì)且需要用于三烷基氧化膦利用的額外裝備。

使用借助無機(jī)酸溶液，尤其是用HNO₃酸化至0.05mol/L濃度或用鹽酸酸化至1.0mol/L濃度的蒸餾水的逆流反萃取從其混合物中萃取稀有金屬的方法也是已知的(RU專利2049133)。該方法的缺點(diǎn)在于不完全的REM回收和以低濃度稀溶液形式獲得REM。

包括通過在過量草酸存在下加熱來處理濃縮物以沉淀REM草酸鹽的磷酸鹽稀土濃縮物加工方法是已知的(RU專利2344079)，但該方法由于使用昂貴的草酸而受限。

因此，REM反萃取通常用濃酸、水(尤其是在升高溫度下)、碳酸鹽或堿性溶液進(jìn)行。用濃酸液相反萃取適用于具有含高含量REM的有機(jī)萃取物的工藝。如果有機(jī)相中REM濃度低，如通常在從具有高含量雜質(zhì)的稀鹽溶液中萃取目標(biāo)組分時(shí)所發(fā)生的那樣，酸反萃取允許獲得至多10g/LREM的低濃度溶液。

用碳酸鹽或堿性溶液反萃取允許獲得濃REM沉淀，然而，其涉及在REM萃取步驟期間通入有機(jī)溶液中的酸的損失、反萃取劑的顯著消耗、大量堿金屬鹽或銨鹽溶液的出現(xiàn)，由于其在水相中的提高溶解性而導(dǎo)致有機(jī)萃取劑損失增加。水反萃取具有所有這些缺點(diǎn)，用草酸鹽溶液反萃取由于使用昂貴的草酸而受限。

本發(fā)明的目的在于開發(fā)一種通過使用市購(gòu)廉價(jià)試劑在不中和有機(jī)相中存在的酸下從呈固相濃縮物形式的有機(jī)溶液中反萃取REM的方法。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“REM”用于表示鑭系元素和釔。符號(hào)“Ln”也用于這些元素。

該問題通過使用強(qiáng)無機(jī)酸(pK_a<0)作為反萃取劑而解決，所述強(qiáng)無機(jī)酸形成REM的難溶性鹽。使用濃度為30-70重量％的硫酸是優(yōu)選的。使用硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸銨或硫酸鎂在硫酸、鹽酸或硝酸中的溶液以及鑭系元素的硫酸鹽在這些酸中的溶液也是可以的。該過程通過如下方程式描述，其中M為Na或K：