[發明專利]稀土元素的分離方法

無效

• 申請號: 89100200.6
• 申請日: 1989-01-14
• 公開（公告）號: CN1041183A
• 公開（公告）日: 1990-04-11
• 發明（設計）人: 山口俊光;工藤廣行;小廣;高橋清治;小島登
• 申請（專利權）人: 日本重化學工業株式會社
• 主分類號: C22B3/38
• 分類號: C22B3/38;//
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 全菁

本發明涉及用溶劑萃取法連續分離稀土元素的方法。

稀土元素是屬于元素周期表中第Ⅲ族a副族的鈧Sc（原子序數21）、釔（原子序數39）以及鑭系元素（原子序數57-71）的鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、钷Pm、釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Tb，鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb以及镥Lu這17個元素的總稱。

這些稀土元素的單質及其化合物迄今在各方面得到廣泛地應用，而稀土元素的原料礦石一般以這些元素的混合物形式得到的，而且除了鈧以外其它16個元素的化學性質很相似因而分離精制各元素是很困難的，自古以來在這方面就有著為數眾多的研究。近來隨著電子工藝的發展，對釤、銪、釓、鋱、釔等鑭系元素后半段元素的需要日益增長，由此對原料礦石的多樣化也進行了研究。

以前，在稀土元素的分離方法方面提出過溶劑萃取法、離子交換法，鈰的氧化分離法或銪的還原分離法等各種方法，而最近廣泛使用的稀土元素互相分離方法是溶劑萃取法和離子交換法。

離子交換法是使用交換樹脂或交換組織的方法，由于它們的交換容器都很小而且分離對象離子必須向樹脂內擴散導致反應速度緩慢等原因，因而該方法必須以低濃度且低原速進行分離，具有生產率低的缺點。

溶劑萃取法基本上可以根據萃取劑的選擇、萃取劑的濃度變化及其流量大小和溫度的高低來決定分離對象金屬的分離能力，與其它方法相比具有可大量進行分離的優點。但是，如上所述，稀土元素的化學性質極其相似，因而溶劑萃取法的分離精度不一定比離子交換法好。因為為了得到高純度稀土元素的單質，對于多段重復萃取，將萃取工序和洗滌工序組合起來，為分離對象金屬選擇最合適的萃取劑或將兩種或多種特效萃取劑組合起來的方法（特公昭55-45495號公報）或改變稀土元素溶液的陰離子種類的方法（特公昭58-39896號公報）等進行了種種研究。在普通的溶劑萃取法中，為單獨分離n個因素，按容易萃取的順序重復n+1次正萃取。

本發明涉及從鑭系和釔的混合物中連續分離輕稀土元素、中稀土元素、重稀土元素及釔的方法。本文中規定輕稀土元素包括鑭、鈰、鐠和釹;中稀土元素包括釤、銪、釓及鋱;重稀土元素包括鏑、鈥、鉺、銩和鐿及镥。

如上所述，近來對中、重稀土元素的需要日益增長，而這些中、重稀土元素的分離首先采用中性膦酸有機化合物等萃取劑使輕稀土與中、重稀土分離、然后用溶劑萃取法和離子交換法將此中、重稀土元素混合液中的各種元素精制分離出來。

然而，上述方法不能連續分離稀土元素，而且當原料溶液中中、重稀土元素含量較少時很難進行高精度的分離。

本發明的目的是通過從中、重稀土元素含量較低的稀土元素溶液中連續地用短工序精確分離出輕稀土元素、中稀土元素、重稀土元素以及釔，從而使以下單元素分離工序容易進行，同時簡便和容易地提高釔的分離精度。

本發明之稀土元素的分離方法由以下五個工序組成：第一工序通過使稀土元素鹽的混合水溶液與酸性膦酸類萃取劑接觸，將中稀土元素，重稀土元素及釔萃取到該萃取劑中來分離回收輕稀土元素;第二工序通過使上述第一工序的萃取劑與稀無機酸水溶液接觸，將中稀土元素反萃到稀無機酸水溶液中加以分離回收;第三工序通過使上述第二工序的萃取劑與無機酸水溶液接觸將該萃取劑中的重稀土元素和釔反萃到上述無機酸水溶液中;第四工序是在將上述第三工序中反萃過的無機酸水溶液調整pH后通過使該水溶液與叔烷基甲酸類萃取劑接觸將重稀土元素萃取到該萃取劑中，并且分離回收殘留在該水溶液中的釔;第五工序通過使上述第四工序的萃取劑與無機酸水溶液接觸將重稀土元素反萃到該無機酸水溶液中加以回收。

由于本發明是由如上所述的工序組成的，通過將酸性膦酸類萃取劑和叔烷基酸類萃取劑組合起來作為萃取劑，并且配合濃度合適的無機酸水溶液，從而是在第一工序中分離回收輕稀土元素，第二工序中分離回收中稀土元素，經過第三工序的反萃取處理后，在第四工序分離回收釔，在第五工序分離回收重稀土元素的連續分離回收方法。

本發明中使用的酸性膦酸類萃取劑（以下稱為第一萃取劑）是2-乙基己基膦酸2-乙基己腈鹽（Z-エチルヘキシルヘィドロジェンZエチルハキシルスホナ-メ）和2乙基己基膦酸等等（Zエチルヘキシルホスホニツクアンド），叔烷基甲酸類萃取劑（以下稱為第二萃取劑）是2，2，4，4，四甲基飽和脂肪酸等。

這些萃取劑通過將萃入萃取劑中的稀土元素反萃出來使之轉移到水溶液中之后，可以循環使用。