[發明專利]一種從氟碳鈰礦中提取分離四價鈰和氟的方法

有效

• 申請號: 201410270695.5
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN104004911B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 陳繼;劉文剛;王凌杰;鄧岳峰;劉郁;鄒丹
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C22B3/38
• 分類號: C22B3/38;C22B3/40;C22B59/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明屬于稀土分離技術領域，具體涉及一種從氟碳鈰礦中提取分離四價鈰和氟的方法。

背景技術

氟碳鈰礦作為我國三大稀土礦之一，在我國稀土行業占有很重要的位置。氟碳鈰礦主要分布在四川攀西牦牛坪和山東微山，而包頭礦則是由氟碳鈰礦和獨居石構成的混合型稀土礦。氟碳鈰礦以輕稀土為主，其中鈰的含量占到稀土總含量的一半左右。目前，輕稀土鈰及其化合物廣泛應用于發光材料、拋光粉、催化劑、復合材料、納米材料等領域，每年鈰的消耗量也在逐漸增加。因而，如何高效提取分離鈰引起了人們廣泛關注。

一般稀土元素的穩定價態為三價而鈰由于存在變價的特性，極易由三價氧化為四價，在水溶液中可以穩定存在的四價鈰較其他三價稀土更容易被萃取，這一發現引起了人們重視。如果可以先將鈰萃取分離出來，將大大簡化后續其它稀土的分離。目前，處理氟碳鈰礦的方法一般是先氧化焙燒將鈰氧化為四價，隨后采用硫酸浸出，萃取分離四價鈰，氟、釷以及其它三價稀土。

現有技術中公開了多種硫酸體系中萃取鈰(IV)的方法，如中國專利200710098732.9公布了一種基于P507或者P204的協同萃取劑進行萃取分離四價鈰、氟、釷和鐵的工藝。其中鈰、氟、釷和鐵會被同時萃入有機相，利用選擇性洗滌和反萃得到鈰、氟、釷產品。該工藝選用常見酸性磷(膦)類萃取劑運行成本較低，但分離鈰、釷過程較為繁瑣。

中國專利98122348.6公開了一種三烴基膦氧化合物(Cyanex923)和伯胺類萃取劑(N1923)從氟碳鈰礦浸出液中萃取分離鈰、釷的工藝，該工藝具有流程短，收率高，可以使放射性釷得到有效回收的特點。中國專利200410010618.2和200710056173.5先后公開了以Cyanex923以及Cyanex923+P204/P507為萃取劑萃取分離鈰(IV)，并在反萃階段制備納米級三氟化鈰的工藝。但是，Cyanex923由于價格較高，在工業中的應用受到一定程度限制。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種從氟碳鈰礦中提取分離四價鈰和氟的方法，本發明所提供的制備方法成本低、萃取能力強，分離系數大，易于反萃。

本發明提供了一種從氟碳鈰礦中提取分離四價鈰和氟的方法，其特征在于，包括以下步驟：

A)提供稀土硫酸鹽料液：所述稀土硫酸鹽料液為包括四價鈰離子，三價稀土離子和氟離子的氟碳鈰礦硫酸浸出液；

B)以雙功能離子液體為萃取劑或者雙功能離子液體萃取劑與酸性膦類萃取劑組成協同萃取劑，以正庚烷為稀釋劑組成有機相，萃取步驟A)中的稀土硫酸鹽料液，得到萃取液；

C)以稀硫酸和/或雙氧水為反萃取劑對所述步驟B)中得到的萃取液進行反萃取，得到含有四價鈰離子和氟離子的反萃取液。

優選的，步驟A)中，所述稀土硫酸鹽料液中四價鈰的濃度為0.01mol/L～0.30mol/L；氟離子的濃度為4g/L～10g/L；稀土元素離子的總濃度為50g/L～110g/L；所述硫酸的濃度為0.14mol/L～2.0mol/L。

優選的，所述雙功能離子液體萃取劑為2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯三烷基甲基銨或膦酸二(2-乙基己基)酯三烷基甲基銨。

優選的，所述雙功能離子液體萃取劑濃度為0.01mol/L～0.25mol/L。

優選的，所述酸性膦類萃取劑為2-乙基己基膦酸單2-乙基己基酯。

優選的，所述酸性膦類萃取劑濃度為0.01mol/L～0.45mol/L。

優選的，步驟B)中所述萃取的溫度為20～40℃。

優選的，所述有機相與所述稀土硫酸鹽料液的體積比為1:4～2:1。

優選的，步驟C)中，所述稀硫酸的摩爾濃度為0.5mol/L～4.0mol/L。

優選的，步驟C)中，所述雙氧水的體積分數為1％～6％。

與現有技術相比，本發明提供了一種從氟碳鈰礦中提取分離四價鈰和氟的方法。本發明所提供的萃取劑以雙功能離子液體為主，單獨使用或者與酸性磷類萃取劑組成協同萃取劑，所述萃取劑或協同萃取劑中的離子液體陰陽離子對四價鈰存在內協同作用，可以高效的萃取分離四價鈰和氟混合溶液。另外，所述雙功能離子液體與酸性膦類萃取劑還存在協同萃取效應，可以高效分離四價鈰和其他三價稀土。

另外，利用雙氧水或者稀硫酸對萃取液反萃取，效果良好，可以降低酸堿使用量。其中雙氧水反萃可以直接制備三氟化鈰納米材料，具有分散性好，顆粒均勻等特性。

附圖說明