[發(fā)明專利]一種溶劑萃取法制備5N鐿的工藝流程

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610334212.2
• 申請(qǐng)日: 2016-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN105950891B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘學(xué)明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B59/00
• 分類號(hào): C22B59/00;C22B3/38
• 代理公司: 南昌市平凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所36122
• 代理人: 張文杰

1.一種溶劑萃取法制備5N鐿的工藝流程，其特征在于：所述的工藝以2N～3N級(jí)氯化鐿為料液，酸性膦試劑C272為萃取劑，TBP為萃取有機(jī)相添加劑，包括12個(gè)步驟，其中3個(gè)分離步驟和5個(gè)輔助步驟；3個(gè)分離步驟分別為YErTmYb/YbLu分離工段、YErTm/Yb分離工段和Yb/Lu分離工段；5個(gè)輔助步驟分別為濃縮工段、萃酸工段、皂化工段I、反萃工段和皂化工段II；12個(gè)步驟具體如下：

1)YErTmYb/YbLu分離工段

來(lái)自第四步皂化工段I的稀土皂化C272有機(jī)相I從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，2N～3N級(jí)氯化鐿料液從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第三步萃酸工段的萃余水相氯化鐿镥溶液作為洗滌劑從最后一級(jí)進(jìn)入YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系；從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得YErTmYb料液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中82.5779％～82.6561％用于第四步皂化工段I，其余17.4221％～17.3439％用作第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段的料液；從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系的最后一級(jí)獲得負(fù)載YbLu有機(jī)相，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中91.2542％～91.3406％直接進(jìn)入第二步濃縮工段，其余8.7458％～8.6594％用作第六步Y(jié)b/Lu分離工段的原料；

所述的氯化鐿料液的稀土濃度為0.6mol/L～1.0mol/L，其中鐿的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比為0.99～0.999，pH值范圍為3～5；

第一步Y(jié)ErTmYb/YbLu分離工段中所述的“稀土皂化C272有機(jī)相I”為由第四步稀土皂化工段I所得的皂化率為30％的稀土皂化C272有機(jī)相I；

2)濃縮工段

負(fù)載YbLu有機(jī)相的濃縮采用濃度為3.0mol/L～3.2mol/L鹽酸，逆流反萃負(fù)載YbLu有機(jī)相中的稀土YbLu；控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載YbLu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為3.9︰1～4.2︰1；從濃縮工段的反萃余水相獲得的含酸氯化鐿镥溶液全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段；

3)萃酸工段

萃酸有機(jī)相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6mol/L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L；控制萃酸有機(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化鐿镥溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2︰1，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化鐿镥溶液中的殘余鹽酸；萃酸工段出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相；萃酸工段出口萃余水相氯化鐿镥溶液全部用作第一步Y(jié)ErTmYb/YbLu分離工段的洗滌劑；

4)皂化工段I

控制來(lái)自第一步Y(jié)ErTmYb/YbLu分離工段的YErTmYb料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10︰1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與YErTmYb料液中稀土摩爾數(shù)之比為8︰1；在皂化反應(yīng)器中依次加入C272萃取有機(jī)相，來(lái)自第一步Y(jié)ErTmYb/YbLu分離工段的YErTmYb料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為4mol/kg～6mol/kg及平均粒徑為0.4mm～0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂；室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層；上層為稀土皂化C272有機(jī)相I，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相；放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相I，其皂化率為30％；第四步皂化工段I所得的稀土皂化C272有機(jī)相I全部用于第一步Y(jié)ErTmYb/YbLu分離工段；

所述的C272萃取有機(jī)相為C272與TBP的磺化煤油溶液，其中C272濃度為0.6mol/L～1.2mol/L，TBP的濃度為0.4mol/L～0.60mol/L；

5)YErTm/Yb分離工段

來(lái)自第八步皂化工段II的稀土皂化C272有機(jī)相II從YErTm/Yb分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第一步Y(jié)ErTmYb/YbLu分離工段的YErTmYb料液從YErTm/Yb分餾萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第六步Y(jié)b/Lu分離工段的第一級(jí)萃余水相作為洗滌劑從最后一級(jí)進(jìn)入YErTm/Yb分餾萃取體系；從YErTm/Yb分餾萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品釔鉺銩料液；從YErTm/Yb分餾萃取體系的最后一級(jí)獲得負(fù)載Yb有機(jī)相，該負(fù)載Yb有機(jī)相用作第六步Y(jié)b/Lu分離工段的稀土皂化有機(jī)相，全部進(jìn)入第六步Y(jié)b/Lu分離工段的第一級(jí)；

第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段中所述的“稀土皂化C272有機(jī)相”為由第八步稀土皂化工段II所得的皂化率為30％的稀土皂化C272有機(jī)相II；

6)Yb/Lu分離工段

來(lái)自第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段的負(fù)載Yb有機(jī)相從Yb/Lu分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第一步Y(jié)ErTmYb/YbLu分離工段的負(fù)載YbLu有機(jī)相從Yb/Lu分餾萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，洗滌酸從最后一級(jí)進(jìn)入Yb/Lu分餾萃取體系；從Yb/Lu分餾萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品5N級(jí)高純鐿；從Yb/Lu分餾萃取體系的最后一級(jí)獲得負(fù)載Lu有機(jī)相，該負(fù)載Lu有機(jī)相全部進(jìn)入第七步反萃工段；

所述的洗滌酸為1.5mol/L～1.7mol/L鹽酸；

所述的分離產(chǎn)品5N級(jí)高純鐿中鐿的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為0.999990～0.999995，相對(duì)純度為99.9990％～99.9995％，產(chǎn)率為93.99％～98.17％；

7)反萃工段

采用濃度為3.6mol/L～3.9mol/L鹽酸為反萃酸，逆流反萃負(fù)載Lu有機(jī)相中的稀土元素；控制反萃鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載Lu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.3︰1～4.5︰1；從反萃工段的反萃余水相獲得分離產(chǎn)品镥；

8)皂化工段II

控制來(lái)自第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段的釔鉺銩料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10︰1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與釔鉺銩料液中稀土摩爾數(shù)之比為8︰1；在皂化反應(yīng)器中依次加入C272萃取有機(jī)相，來(lái)自第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段的釔鉺銩料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為4mol/kg～6mol/kg及平均粒徑為0.4mm～0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂；室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層；上層為稀土皂化C272有機(jī)相II，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相；放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相II，其皂化率為30％；第八步皂化工段II所得的稀土皂化C272有機(jī)相II全部用于第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段；

所述的C272萃取有機(jī)相為C272與TBP的磺化煤油溶液，其中C272濃度為0.6mol/L～1.2mol/L，TBP的濃度為0.4mol/L～0.60mol/L。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溶劑萃取法制備5N鐿的工藝流程，其特征在于：所述的YErTm/Yb分離與Yb/Lu分離串聯(lián)。