[發明專利]一種從離子吸附型稀土礦原地浸出液中富集中輕稀土離子的富集方法

有效

• 申請號: 202010930302.4
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112143918B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 吳江華;肖松文;寧順明;萬洪強;彭俊;劉志寬
• 申請（專利權）人: 長沙礦冶研究院有限責任公司
• 主分類號: C22B59/00
• 分類號: C22B59/00;C22B3/36
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 錢朝輝

本發明公開了一種用于從離子吸附型稀土礦原地浸出液中富集中輕稀土離子的稀土萃取劑，包括功能化冠醚和極性溶劑，所述功能化冠醚包括雜環冠醚和/或雜環支鏈冠醚。本發明還公開了一種從離子吸附型稀土礦原地浸出液中富集中輕稀土離子的富集方法。本發明中采用特定種類的功能化冠醚作為稀土萃取劑，由于冠醚對稀土的結合能力強，且溶液中稀土離子含量不高(≤3g/L)，中輕稀土離子經過一次萃取處理即與重稀土離子、雜質離子實現分離，中輕稀土離子的萃取分離回收率大于75％。

技術領域

本發明屬于有價礦物回收技術領域，尤其涉及一種用于稀土離子分離回收的萃取劑及富集方法。

背景技術

離子吸附型稀土礦是我國特有的稀土資源，其中絕大部分稀土元素以陽離子狀態存在。工業上一般以含銨離子或鈉離子的電解質溶液作為浸礦劑，通過堆浸或原地浸出的處理方式，借助簡單的離子交換使稀土陽離子轉入溶液，后續在原地浸出液中對稀土離子進行富集分離與回收利用。由于稀土礦常常與石英、鉀長石、斜長石、云母、綠泥等礦物伴生，浸出處理時Al、Fe、Ca、Mg等雜質與稀土離子的走向規律基本一致，因此浸出所得到的浸出液面臨稀土離子與Al、Fe、Ca、Mg等雜質陽離子共存的問題。

高濃度的雜質離子往往嚴重影響稀土離子的富集分離。在常規沉淀除雜處理工藝中，通過碳酸氫銨沉淀除雜產出的鋁渣一般呈膠體狀態，沉降性能差，渣中稀土夾雜多，造成有價金屬的極大浪費，且漿洗后的鋁渣(含水量大于80％)直接堆場，面臨極大的安全隱患和環境污染風險。若除雜階段脫鋁不徹底或沉淀過程中局部過飽和，也會導致沉淀后生成的碳酸稀土中鋁、鈣、鎂雜質含量高，最終導致稀土產品的燒得率僅為15％左右。

近年來發明的選擇性萃取或礦漿萃取技術，對進萃取系統的溶液質量要求有所降低，但為保證萃取過程的順利進行，仍需要控制Al≤0.5g/L；此外，常規萃取劑均只能實現稀土離子的分步萃取分離，無法借助一步萃取操作實現中輕稀土離子與雜質元素的徹底分離。

因此，針對離子吸附型稀土礦原地浸出液中有價金屬與雜質離子共存的問題，開發一種可直接選擇性富集分離中輕稀土離子的萃取劑及方法，對于提高稀土離子收率、簡化稀土提取工藝，顯得尤為重要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種用于從離子吸附型稀土礦原地浸出液中富集中輕稀土離子的稀土萃取劑及富集方法，利用該稀土萃取劑采用一步萃取操作即可實現稀土離子的富集，工藝簡單，選擇性分離效果好，稀土離子回收率高。為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種用于從離子吸附型稀土礦原地浸出液中富集中輕稀土離子的稀土萃取劑，包括功能化冠醚和極性溶劑，所述功能化冠醚包括雜環冠醚和/或雜環支鏈冠醚。即功能化冠醚是指冠醚環上含有雜原子的雜環冠醚和/或雜環冠醚的冠醚環上帶有側臂支鏈結構的雜環支鏈冠醚。

上述稀土萃取劑中，優選的，所述雜環冠醚與雜環支鏈冠醚上的雜原子為氮，即為氮作為支點原子，因為鍵長鍵角原因結構更靈活，空間位阻相對較小，所形成的配合物結構更穩定，含有此種雜原子的功能化冠醚對稀土離子的識別分離效果更優。

上述稀土萃取劑中，優選的，所述雜環冠醚與雜環支鏈冠醚的比例關系需要根據溶液中輕稀土與重稀土的含量來配置。

上述稀土萃取劑中，優選的，控制所述功能化冠醚在稀土萃取劑中的質量濃度為20-60％。功能化冠醚濃度與待處理的稀土溶液濃度相關，若上述質量濃度太低(如＜20％)萃取分離效果受限，單級萃取率不足50％；若上述質量濃度太高(如＞60％)，分相效果不好。

上述稀土萃取劑中，優選的，所述極性溶劑包括乙腈、四氯乙烷、1,2-二氯乙烷、丙酮、正辛醇和磺化煤油中的一種或多種。