專利名稱：一種去除稀土溶液中鋁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種去除稀土溶液中鋁的方法。
背景技術(shù)：
從稀土礦回收稀土溶液的過程中，相當(dāng)量鋁離子隨稀土進(jìn)入浸出液中。目前生產(chǎn)上常用的除鋁方法主要有堿法、酸法、水解法、萃取法等。其中傳統(tǒng)的萃取法是用25%環(huán)烷酸-20%異辛醇-煤油(體積比)組成的有機(jī)相體系，加入氨水或氫氧化鈉皂化，然后利用單級攪拌槽或多級萃取槽與稀土料液攪拌混合，反萃液再經(jīng)草酸沉淀實(shí)現(xiàn)稀土與鋁的分離而回收稀土。此方法稀土萃取損失較大，除鋁效果一般，而且稀土料液的pH值必須嚴(yán)格控制，否則易造成體系乳化使萃取過程無法進(jìn)行，另外，使用草酸沉淀不僅增加生產(chǎn)成本，也增加了廢水處理的難度。CN101979680A中公開的稀土料液除鋁方法是將環(huán)烷酸-醇-煤油組成的有機(jī)相與稀土料液加入攪拌槽中混合，再加入氨水或NaOH攪拌，靜置后分出水相，有機(jī)相再經(jīng)過鹽酸反萃，草酸沉淀反萃液回收稀土。該方法雖可控制料液的乳化現(xiàn)象，但步驟較多，使用草酸對反萃液進(jìn)行沉淀，也增加了生產(chǎn)成本和廢水處理難度。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明旨在提供一種操作簡便，生產(chǎn)成本較低，廢水易處理的稀土溶液除鋁技術(shù)方案。

本發(fā)明采用環(huán)烷酸-RECl3-HCl-煤油體系，通過分餾萃取的方法實(shí)現(xiàn)稀土料液中鋁的分離。本發(fā)明確定了稀土溶液進(jìn)行分餾萃取的洗滌量、萃取量，以及萃取、洗滌與反萃的級數(shù)分配，使稀土溶液中的雜質(zhì)鋁最大限度地進(jìn)入到負(fù)載有機(jī)相中，實(shí)現(xiàn)鋁與稀土的分離，最終得到鋁含量低的稀土溶液。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種從稀土料液中除鋁的方法，使用環(huán)烷酸:異辛醇:煤油體積比為5 25%: 10 20%: 85 55%的混合溶液作為有機(jī)相，其特征在于:先對有機(jī)相進(jìn)行皂化，有機(jī)相皂化度控制在0.1 0.7mol/L，再用分餾萃取的方法分離稀土料液中的鋁，分餾萃取流量比采用有機(jī)相:稀土溶液:洗液:反液體積比為40 60: 100 200: 3 20: I 3L/min ;所述方法中稀土料液濃度REO為1.6 1.77mol/L，其中Al2O3為0.003
0.03mol/L，洗液酸度為0.1 3.0mol/L，反液酸度為1.0 4.5mol/L ;分餾萃取級數(shù)為萃取段:洗滌段:反萃段等于8: 10: 7;萃取混合時間為5 lOmin，混合室與澄清室體積比為1: 3 5 ;依上述方法除鋁后，稀土回收率達(dá)99.98%以上。進(jìn)一步地，本發(fā)明所述方法中使用的稀土料液可以為氯化鐠釹溶液或者氯化釤銪釓溶液。進(jìn)一步地，本發(fā)明所述方法中使用的反液為鹽酸。更進(jìn)一步地，本發(fā)明所述方法中使用的有機(jī)相為環(huán)烷酸:異辛醇:煤油體積比為25%: 20%: 55%。更進(jìn)一步地，本發(fā)明所述方法中萃取混合時間優(yōu)選5min。以本發(fā)明所述方法分離稀土料液中的鋁，稀土溶液中的Al3+在萃取過程中被萃入有機(jī)相中，經(jīng)反萃以AlCl3形式被分離出來；稀土余液中的A1203/RE0可有效控制在0.005 %以下。本發(fā)明所述方法可實(shí)施性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，較現(xiàn)行單級萃取工藝，每噸氧化物可節(jié)約草酸25公斤，減排草酸鹽廢水0.2m3。以每年生產(chǎn)稀土氧化物20000噸計(jì)，可節(jié)約草酸100噸，減排草酸鹽廢水800m3。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，實(shí)現(xiàn)了稀土與雜質(zhì)鋁的分餾萃取，革除了單級萃取法的反萃液草酸沉淀回收稀土工序，不僅流程縮短，分離效果好，稀土回收率高，而且產(chǎn)生的廢水較單級萃取更易處理；由于優(yōu)化了萃取工藝條件，采用先皂化有機(jī)相，然后再萃取料液的分餾萃取工藝，消除了萃取中的乳化現(xiàn)象，大大提高了設(shè)備的利用率，且較易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程連續(xù)，便于同后處理工藝銜接，產(chǎn)品成本低。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1鐠釹稀土料液中REO為1.68mol/L, Al2O3為0.003 0.03mol/L。采用分餾萃取的方法，先 對有機(jī)相進(jìn)行皂化，再萃取上述料液，分餾萃取工藝條件為:有機(jī)相配制為:環(huán)烷酸:異辛醇:煤油的體積比為25%: 20%: 55% ；有機(jī)相皂化度控制在0.1 0.5mol/L ；分餾萃取流量比為:有機(jī)相:稀土料液:洗液:反液的體積比為40 60: 50 80: 3 20:1 3L/min，其中洗液酸度為0.1 3.0mol/L,反液酸度為1.0 4.5mol/L ；分餾萃取級數(shù)分配為:萃取段:洗滌段:反萃段級數(shù)比為8: 10: 7 ;萃取混合時間為5min ；混合室與澄清室的體積比為1: 4。工業(yè)試驗(yàn)運(yùn)行一個月，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為除鋁后得到的鐠釹氯化稀土溶液經(jīng)分析檢測:稀土濃度 1.48mol/L, A1203/RE0 為 0.0035%，即稀土回收率為 99.99%。實(shí)施例2鐠釹稀土料液中REO為1.68mol/L, Al2O3為0.003 0.03mol/L。采用分餾萃取的方法，先對有機(jī)相進(jìn)行皂化，再萃取上述料液，分餾萃取工藝條件為:有機(jī)相配制為:環(huán)烷酸:異辛醇:煤油的體積比為25%: 20%: 55% ；有機(jī)相皂化度控制在0.1 0.5mol/L ；分餾萃取流量比為:有機(jī)相:稀土料液:洗液:反液的體積比為40 60: 80 120: 3 20:1 3L/min ;洗液酸度為0.1 3.0mol/L,反液酸度為1.0 4.5mol/L ；分餾萃取級數(shù)分配為:萃取段:洗滌段:反萃段級數(shù)比為8: 10: 7 ;
萃取混合時間為5min ；混合室與澄清室的體積比為1: 4。工業(yè)試驗(yàn)運(yùn)行一個月，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為除鋁后得到的鐠釹氯化稀土溶液經(jīng)分析檢測:稀土濃度 1.48mol/L, A1203/RE0 為 0.0038%，即稀土回收率為 99.99%。實(shí)施例3鐠釹稀土料液中REO為1.68mol/L, Al2O3為0.003 0.03mol/L。采用分餾萃取的方法，先對有機(jī)相進(jìn)行皂化，再萃取上述料液，分餾萃取工藝條件為:有機(jī)相配制為:環(huán)烷酸:異辛醇:煤油的體積比為25%: 20%: 55% ；有機(jī)相皂化度控制在0.1 0.5mol/L ；分懼萃取流量比為:有機(jī)相:稀土料液:洗液:反液的體積比為40 60: 120 200: 3 20:1 3L/min ;洗液酸度為0.1 3.0mol/L,反液酸度為1.0
4.5mol/L ；分餾萃取級數(shù)分配為:萃取段:洗滌段:反萃段為8: 10: 7 ;萃取混合時間為5min ；混合室與澄清室的體積比為1: 4。

工業(yè)試驗(yàn)運(yùn)行一個月，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為除鋁后得到的鐠釹氯化稀土溶液經(jīng)分析檢測:稀土濃度 1.48mol/L, A1203/RE0 為 0.0038%，即稀土回收率為 99.99%。實(shí)施例4釤銪釓氯化稀土溶液中REO為1.62mol/L, Al2O3為0.0032mol/L。采用分餾萃取的方法，先對有機(jī)相進(jìn)行皂化，再萃取上述料液，分餾萃取工藝條件為:有機(jī)相配制為:環(huán)烷酸:異辛醇:煤油的體積比為25%: 20%: 55% ；有機(jī)相皂化度控制在0.15 0.30mol/L ；分餾萃取流量比為:有機(jī)相:稀土料液:洗液:反液的體積比為50 80: 60 80: 10 18:1 3L/min ;洗液酸度為0.1 3.0mol/L,反液酸度為1.0 4.5mol/L ；分餾萃取級數(shù)分配為:萃取段:洗滌段:反萃段為8: 10: 7 ;萃取混合時間為5min ；實(shí)驗(yàn)結(jié)果為除鋁后得到的釤銪釓氯化稀土溶液經(jīng)分析檢測:稀土濃度1.53mol/L, A1203/RE0 為 0.0176%，即稀土回收率為 99.98%。實(shí)施例5釤銪釓氯化稀土溶液中REO為1.62mol/L, Al2O3為0.0032mol/L。采用分餾萃取的方法，先對有機(jī)相進(jìn)行皂化，再萃取上述料液，分餾萃取工藝條件為:有機(jī)相配制為:環(huán)烷酸:異辛醇:煤油的體積比為25%: 20%: 55% ；有機(jī)相萃取環(huán)烷酸皂化度控制在0.15 0.30mol/L ；分懼萃取流量比為:有機(jī)相:稀土料液:洗液:反液的體積比為100 120: 60 80: 10 20: I 3L/min ;洗液酸度為0.1 3.0mol/L,反液酸度為1.0
4.5mol/L ；分餾萃取級數(shù)分配為:萃取段:洗滌段:反萃段為8: 10: 7 ;萃取混合時間為5min ；實(shí)驗(yàn)結(jié)果為除鋁后得到的釤銪釓氯化稀土溶液經(jīng)分析檢測:稀土濃度1.51mol/L, A1203/RE0 為 0.016%，即稀土回收率為 99.98%。實(shí)施例6釤銪釓氯化稀土溶液中REO為1.62mol/L, Al2O3為0.0032mol/L。采用分餾萃取的方法，先對有機(jī)相進(jìn)行皂化，再萃取上述料液，分餾萃取工藝條件為:有機(jī)相配制為:環(huán)烷酸:異辛醇:煤油的體積比為25%: 20%: 55% ；有機(jī)相皂化度控制在0.15 0.30mol/L ；分懼萃取流量比為:有機(jī)相:稀土料液:洗液:反液的體積比為60 80: 100 120: 8 14:1 3L/min ;洗液酸度為0.1 3.0mol/L,反液酸度為1.0
4.5mol/L ；分餾萃取級數(shù)分配為:萃取段:洗滌段:反萃段為8: 10: 7 ;萃取混合時間為5min ； 實(shí)驗(yàn)結(jié)果為除鋁后得到的釤銪釓氯化稀土溶液經(jīng)分析檢測:稀土濃度1.56mol/L, A1203/RE0 為 0.042%，即稀土回收率為 99.98%。
權(quán)利要求
1.一種從稀土料液中除鋁的方法，使用環(huán)烷酸:異辛醇:煤油體積比為5 25%: 10 20%: 85 55%的混合溶液作為有機(jī)相，其特征在于:先對有機(jī)相進(jìn)行皂化，有機(jī)相皂化度控制在0.1 0.7mol/L，再用分餾萃取的方法分離稀土料液中的鋁，分餾萃取流量比采用有機(jī)相:稀土溶液:洗液:反液體積比為40 60: 100 200: 3 20: I 3L/min ;所述方法中稀土料液濃度REO為1.6 1.77mol/L，其中Al2O3為0.003 0.03mol/L，洗液酸度為0.1 3.0mol/L，反液酸度為1.0 4.5mol/L ;分餾萃取級數(shù)為萃取段:洗滌段:反萃段等于8: 10: 7;萃取混合時間為5 lOmin，混合室與澄清室體積比為1: 3 5 ;依上述方法除鋁后，稀土回收率達(dá)99.98%以上。
2.如權(quán)利要求1所述的從稀土料液中除鋁的方法，其特征在于:所述稀土料液可以為氯化錯釹溶液。
3.如權(quán)利要求2所述的從稀土料液中除鋁的方法，其特征在于:所述有機(jī)相皂化度為0.1 0.5mol/L。
4.如權(quán)利要求1所述的從稀土料液中除鋁的方法，其特征在于:所述稀土料液可以為氯化釤銪釓溶液。
5.如權(quán)利要求4所述的從稀土料液中除鋁的方法，其特征在于:所述有機(jī)相皂化度為0.15 0.30mol/L。
6.如權(quán)利要求1、2或4所述的從稀土料液中除鋁的方法，其特征在于:所述反液為鹽酸。
7.如權(quán)利要求1、2或4所述的從稀土料液中除鋁的方法，其特征在于:所述有機(jī)相為環(huán)烷酸:異辛醇:煤油體積比為25%: 20%: 55%。
8.如權(quán)利要求7所述的從稀土料液中除鋁的方法，其特征在于:所述萃取混合時間為5min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種去除稀土溶液中鋁的方法，所述方法為先對有機(jī)相進(jìn)行皂化，再用分餾萃取的方法分離稀土料液中的鋁，分餾萃取流量比采用有機(jī)相∶稀土溶液∶洗液∶反液體積比為40～60∶100～200∶3～20∶1～3L/min；稀土料液濃度REO為1.6～1.77mol/L，其中Al2O3為0.003～0.03mol/L，洗液酸度為0.1～3.0mol/L，反液酸度為1.0～4.5mol/L；分餾萃取級數(shù)為萃取段∶洗滌段∶反萃段等于8∶10∶7；稀土回收率達(dá)99.98％以上。本發(fā)明所述方法縮短了除鋁流程，消除了萃取中的乳化現(xiàn)象，分離效果好，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動萃取，稀土回收率高，而且產(chǎn)生的廢水更易處理。
文檔編號C22B3/40GK103146921SQ20131011529
公開日2013年6月12日 申請日期2013年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月7日
發(fā)明者趙治華, 邢全生, 劉建軍, 桑曉云, 郭曉輝, 趙志強(qiáng), 張文斌, 李旭, 王喜剛, 姜東波, 王平, 孫祥, 李俊林 申請人:內(nèi)蒙古包鋼稀土(集團(tuán))高科技股份有限公司