[發明專利]一種溶劑萃取法制備5N鐿的工藝流程

有效

• 申請號: 201610334212.2
• 申請日: 2016-05-19
• 公開（公告）號: CN105950891B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 鐘學明
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C22B59/00
• 分類號: C22B59/00;C22B3/38
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所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級氯化鐿為料液，酸性膦試劑C272為萃取劑，TBP為萃取有機相添加劑，包括12個步驟，其中3個分離步驟和5個輔助步驟；3個分離步驟分別為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個步驟具體如下：

1)YErTmYb/YbLu分離工段

來自第四步皂化工段I的稀土皂化C272有機相I從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系第一級進入，2N～3N級氯化鐿料液從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系進料級進入，來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進入YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系；從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系第一級萃余水相獲得YErTmYb料液，以稀土摩爾數計，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YErTm/Yb分離工段的料液；從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系的最后一級獲得負載YbLu有機相，以稀土摩爾數計，其中91.2542％～91.3406％直接進入第二步濃縮工段，其余8.7458％～8.6594％用作第六步Yb/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YErTmYb/YbLu分離工段中所述的“稀土皂化C272有機相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有機相I；

2)濃縮工段

負載YbLu有機相的濃縮采用濃度為3.0mol/L～3.2mol/L鹽酸，逆流反萃負載YbLu有機相中的稀土YbLu；控制鹽酸的摩爾數與負載YbLu有機相中的稀土摩爾數之比為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入第三步萃酸工段；

3)萃酸工段

萃酸有機相為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；控制萃酸有機相中N235的摩爾數與含酸氯化鐿镥溶液中的殘余鹽酸摩爾數之比為2︰1，6級逆流萃取除去含酸氯化鐿镥溶液中的殘余鹽酸；萃酸工段出口有機相為負載鹽酸N235有機相；萃酸工段出口萃余水相氯化鐿镥溶液全部用作第一步YErTmYb/YbLu分離工段的洗滌劑；

4)皂化工段I

控制來自第一步YErTmYb/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，氫氧根型強堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相對氯離子的總交換摩爾數與YErTmYb料液中稀土摩爾數之比為8︰1；在皂化反應器中依次加入C272萃取有機相，來自第一步YErTmYb/YbLu分離工段的YErTmYb料液，相對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的氫氧根型強堿性苯乙烯陰離子交換樹脂；室溫下充分攪拌60min后，靜置分層；上層為稀土皂化C272有機相I，中層為水相，下層為固態的強堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相；放出水相和強堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化C272有機相I，其皂化率為30％；第四步皂化工段I所得的稀土皂化C272有機相I全部用于第一步YErTmYb/YbLu分離工段；

所述的C272萃取有機相為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

來自第八步皂化工段II的稀土皂化C272有機相II從YErTm/Yb分餾萃取體系第一級進入，來自第一步YErTmYb/YbLu分離工段的YErTmYb料液從YErTm/Yb分餾萃取體系進料級進入，來自第六步Yb/Lu分離工段的第一級萃余水相作為洗滌劑從最后一級進入YErTm/Yb分餾萃取體系；從YErTm/Yb分餾萃取體系第一級萃余水相獲得分離產品釔鉺銩料液；從YErTm/Yb分餾萃取體系的最后一級獲得負載Yb有機相，該負載Yb有機相用作第六步Yb/Lu分離工段的稀土皂化有機相，全部進入第六步Yb/Lu分離工段的第一級；

第五步YErTm/Yb分離工段中所述的“稀土皂化C272有機相”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有機相II；

6)Yb/Lu分離工段

來自第五步YErTm/Yb分離工段的負載Yb有機相從Yb/Lu分餾萃取體系第一級進入，來自第一步YErTmYb/YbLu分離工段的負載YbLu有機相從Yb/Lu分餾萃取體系進料級進入，洗滌酸從最后一級進入Yb/Lu分餾萃取體系；從Yb/Lu分餾萃取體系第一級萃余水相獲得分離產品5N級高純鐿；從Yb/Lu分餾萃取體系的最后一級獲得負載Lu有機相，該負載Lu有機相全部進入第七步反萃工段；

所述的洗滌酸為1.5mol/L～1.7mol/L鹽酸；

所述的分離產品5N級高純鐿中鐿的摩爾數與稀土摩爾數之比為0.999990～0.999995，相對純度為99.9990％～99.9995％，產率為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，逆流反萃負載Lu有機相中的稀土元素；控制反萃鹽酸的摩爾數與負載Lu有機相中的稀土摩爾數之比為4.3︰1～4.5︰1；從反萃工段的反萃余水相獲得分離產品镥；

8)皂化工段II

控制來自第五步YErTm/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，氫氧根型強堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相對氯離子的總交換摩爾數與釔鉺銩料液中稀土摩爾數之比為8︰1；在皂化反應器中依次加入C272萃取有機相，來自第五步YErTm/Yb分離工段的釔鉺銩料液，相對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的氫氧根型強堿性苯乙烯陰離子交換樹脂；室溫下充分攪拌60min后，靜置分層；上層為稀土皂化C272有機相II，中層為水相，下層為固態的強堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相；放出水相和強堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化C272有機相II，其皂化率為30％；第八步皂化工段II所得的稀土皂化C272有機相II全部用于第五步YErTm/Yb分離工段；

所述的C272萃取有機相為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.根據權利要求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。