二進三出分餾萃取分組分離中釔富銪礦和高釔礦的方法
【專利摘要】二進三出分餾萃取分組分離中釔富銪礦和高釔礦的方法。在1個分餾萃取體系中設(shè)有2個稀土料液進料口和3個稀土產(chǎn)品溶液出口，第三出口設(shè)于洗滌段或萃洗段。以P507為萃取劑，同時處理中釔富銪礦和高釔礦2種稀土礦的氯化稀土溶液，獲取輕稀土元素“La～Nd”產(chǎn)品、重稀土元素“Ho～Lu+Y”產(chǎn)品和中重稀土元素“Sm～Dy”富集物3種產(chǎn)品。與現(xiàn)有相應(yīng)的稀土分餾萃取工藝相比較，以P507為萃取劑，二進三出分餾萃取～Nd/Sm～Dy/Ho～分組分離中釔富銪礦和高釔礦工藝，其皂化堿的消耗量下降15%～65%、洗滌酸的消耗量下降16%～70%、萃取槽級數(shù)下降28%～48%，稀土分離的成本明顯下降，工藝的綠色化程度顯著提高。
【專利說明】二進三出分餾萃取分組分離中釔富銪礦和高釔礦的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及二進三出分餾萃取分組分離中釔富銪礦和高釔礦的方法，特別是涉及一種在同一分餾萃取體系中設(shè)有2個稀土料液進料口和3個稀土產(chǎn)品溶液出口，以2 -乙基己基膦酸單2-乙基己基酯(通常簡稱P507)為萃取劑、以中釔富銪礦氯化稀土溶液為第一種稀土料液、高釔礦(龍南礦)氯化稀土溶液為第二種稀土料液，?Nd/Sm?Dy/Ho?分組分離氯化混合稀土料液的工藝方法。本發(fā)明屬于濕法冶金中的萃取分離【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]中釔富銪稀土礦和高釔稀土礦是最重要的兩種離子吸附型稀土礦，因其中重稀土元素含量較高，具有特別重要的地位。中釔富銪稀土礦的輕稀土元素含量約為55%，中重稀土元素含量約為45% ;高乾稀土礦的輕稀土元素含量約為5%,中重稀土元素含量約占95%。目前，工業(yè)上實際應(yīng)用的稀土元素分離方法主要是分餾萃取。中釔富銪稀土礦和高釔稀土礦萃取分離的現(xiàn)狀依然是建立各自獨立的分離線來組織生產(chǎn)的。在稀土礦的全分離工藝流程中，第一次切割對全分離工藝流程的酸堿消耗具有重大影響。中釔富銪稀土礦的第一次切割通常為P507萃取?Nd/Sm?Dy/Ho?三出口分組分離。高釔稀土礦的第一次切割通常為環(huán)燒酸萃取Y/La?Lu 二出口分離,然后進行鑭系元素的P507萃取分離。由于萃取劑環(huán)烷酸很容易老化，老化的環(huán)烷酸有機相通常廢棄在環(huán)境中。尤其是在環(huán)烷酸萃取分離時，Y/La的分離系數(shù)很小，分離效果不佳；所以，在制備純氧化釔時，還須要進行P507萃取La/Y分離?？偠灾F(xiàn)有的高釔稀土礦分離流程存在環(huán)烷酸用量大萃取、廢棄的環(huán)烷酸有機相造成環(huán)境污染、酸堿消耗大等缺點。而且，一種稀土礦建立一條萃取分離生產(chǎn)線的辦法，本身還存在分離效率低、化工試劑消耗高、分離成本高等固有的缺點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有中釔富銪稀土礦和高釔稀土礦萃取分離生產(chǎn)工藝中存在的缺點，提出一種“二進料口 -三出口 ”分餾萃取同時分離中釔富銪稀土礦和高釔稀土礦的?Nd/Sm?Dy/Ho?分組分離新工藝方法，避免重復(fù)建設(shè)、降低酸堿消耗、減少污染、降低稀土分離的成本。
[0004]本發(fā)明二進三出分餾萃取分組分離中釔富銪礦和高釔礦的方法，具體工藝方案如下:
1)稀土料液
第一種稀土料液為中釔富銪礦的氯化稀土水溶液，第二種稀土料液為中釔富銪稀土礦的氯化稀土水溶液；稀土料液中稀土濃度為0.5 M?1.5 M，pH值為I?4 ;稀土離子摩爾比計，高釔礦稀土料液與中釔富銪礦稀土料液的進料量之比為1:1?1: 5;
2)有機相
有機相為P507的煤油或磺化煤油溶液，P507的體積百分比濃度為30%?45% ;以稀土皂化有機相形式加入分餾萃取體系，皂化度為30%?40% ； 3)洗滌液
洗滌液為3 M?5 M的鹽酸溶液；
4)分懼萃取體系
分餾萃取體系采用以下兩種體系之一:
①第一種體系:二進料口-洗滌段三出口
二進料口 -洗滌段三出口分餾萃取體系由萃取段、萃洗段、前洗滌段和后洗滌段構(gòu)成；前洗滌段和后洗滌段合稱為洗滌段；稀土皂化有機相從第I級進入分餾萃取體系；中釔富銪礦稀土料液從萃取段與萃洗段的交界處進入分餾萃取體系；高釔礦稀土料液從萃洗段和前洗滌段的交界處進入分餾萃取體系；洗滌液從最后一級進入分餾萃取體系；第I級萃余水相為稀土產(chǎn)品的第一個出口 ；最后I級負載有機相為稀土產(chǎn)品的第二個出口 ；前洗滌段與后洗滌段交界級萃余水相為稀土產(chǎn)品的第三出口；
②第二種體系:二進料口_萃洗段二出口
二進料口 -萃洗段三出口分餾萃取體系由萃取段、前萃洗段、后萃洗段和洗滌段構(gòu)成。前萃洗段和后萃洗段合稱為萃洗段；稀土皂化有機相從第I級進入分餾萃取體系；中釔富銪礦稀土料液從萃取段與前萃洗段的交界處進入分餾萃取體系；高釔礦稀土料液從后萃洗段和洗滌段的交界處進入分餾萃取體系；洗滌液從最后一級進入分餾萃取體系；第I級為稀土產(chǎn)品的第一個出口 ；最后I級為稀土產(chǎn)品的第二個出口 ；前萃洗段與后萃洗段交界級萃余水相為稀土產(chǎn)品的第三出口；
5)稀土產(chǎn)品
從第一個出口的萃余水相中獲得輕稀土元素La?Nd產(chǎn)品；從第二出口的負載有機相中獲得重稀土元素Ho?Lu及Y產(chǎn)品；從第三出口萃余水相中獲得中重稀土元素Sm?Dy富集物產(chǎn)品。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點:與分離功能上等價的現(xiàn)有稀土分離工藝方法相比，能大幅度降低稀土分離工藝過程的酸堿消耗,其中皂化堿(比如氫氧化鈉、氨水等堿性皂化試劑)的消耗量可下降15%?65%，洗滌酸(比如鹽酸等)的消耗量可下降16%?70% ;萃取分離工藝過程的廢水排放量大幅度減少；萃取分離工藝的總投資下降，萃取槽級數(shù)可下降28%?48% ;分離成本顯著下降。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為二進料口 -洗漆段三出口分懼萃取?Nd/Sm?Dy/Ho?分組分離中f乙富箱礦和聞乾稀土礦的萃取體系結(jié)構(gòu)不意圖；
二進料口 -洗滌段三出口分餾萃取體系由萃取段、萃洗段、前洗滌段和后洗滌段構(gòu)成。第I級至第η級為萃取段，萃取段的級數(shù)為級；第/7+1級至第t級為萃洗段，萃洗段級數(shù)為級；第?+l級至第S-1級為前洗滌段，前洗滌段數(shù)為級，第級至《級為后洗滌段，后洗滌段級數(shù)?2n + l級。第/7級為稀土料液的第一個進料口 ；第t級為稀土料液的第二個進料口。第I級(萃余水相)為稀土產(chǎn)品的第一個出口；第?級(負載有機相)為稀土產(chǎn)品的第二個出口；第s級(萃余水相)為稀土產(chǎn)品的第三出口。
[0007]圖2為二進料口 -萃洗段三出口分懼萃取?Nd/Sm?Dy/Ho?分組分離中f乙富箱礦和聞乾稀土礦的萃取體系結(jié)構(gòu)不意圖； 二進料口 -萃洗段三出口分餾萃取體系由萃取段、前萃洗段、后萃洗段和洗滌段構(gòu)成。第I級至第/7級為萃取段，萃取段的級數(shù)為/7級；第/7+1級至第r-Ι級為前萃洗段，前萃洗段級數(shù)為A= r-n-l級；第^級至第t級為后萃洗段，后萃洗段為/?2=1-r+l級，第?+1級至?級為洗滌段，洗滌段級數(shù)級。第級為稀土料液的第一個進料口 ；第(級為稀土料液的第二個進料口。第I級(萃余水相)為稀土產(chǎn)品的第一個出口 ；第?級(負載有機相)為稀土產(chǎn)品的第二個出口 ；第^級(萃余水相)為稀土產(chǎn)品的第三出口。

【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明所述的二進料口 -三出口分餾萃取分組分離二種混合稀土的工藝方法作進一步描述。
[0009]實施例1:1)稀土料液
第一種稀土料液為中釔富銪礦的氯化稀土水溶液，其稀土濃度為1.0 M，pH值為3 ;以稀土元素計，輕稀土元素La?Nd的摩爾分數(shù)為0.55, Sm?Dy的摩爾分數(shù)為0.15, Ho?Lu及Y的摩爾分數(shù)為0.30。
[0010]第二種稀土料液為高釔稀土礦的氯化稀土水溶液，其稀土濃度為1.0 M, pH值為2 ；以稀土元素計,輕稀土元素La?Nd的摩爾分數(shù)為0.05, Sm?Dy的摩爾分數(shù)為0.15,Ho?Lu的摩爾分數(shù)為0.10, Y的摩爾分數(shù)為0.70。
[0011]以稀土離子摩爾比計，高釔礦稀土料液與中釔富銪礦稀土料液的進料量之比為I: 3。
[0012]2)有機相
有機相為P507的煤油溶液，P507的體積百分比濃度為35% ；以輕稀土 La?Nd皂化有機相形式加入分餾萃取體系，皂化度為35%。
[0013]3)洗滌液
洗滌液為4 M的鹽酸溶液。
[0014]4)分餾萃取體系
輕稀土 La?Nd皂化有機相從第I級進入分餾萃取體系；中釔富銪礦稀土料液從第7級進入分餾萃取體系；高釔礦稀土料液從第10級進入分餾萃取體系；洗滌液從第44級進入分餾萃取體系。
[0015]其他萃取工藝參數(shù)如下:歸一化萃取量^=4.71437，歸一化洗滌量r=3.55825。萃取量:中釔富銪礦稀土料液進料量:高釔礦稀土料液進料量:洗滌量=4.71437: 3:
I: 3.55825 (稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.734987，萃洗段萃取比為1.38081，前洗滌段萃取比為1.95275，后洗滌段萃取比為1.32491。
[0016]5)稀土產(chǎn)品
從第I級的萃余水相中獲得輕稀土元素La?Nd產(chǎn)品，該產(chǎn)品的輕稀土相對純度大于99.999%,輕稀土元素La?Nd的收率為99.99% ;從第14級的萃余水相中獲得中重稀土元素Sm?Dy富集物產(chǎn)品，該產(chǎn)品的Sm?Dy相對純度為52.43%，稀土元素Sm?Dy的收率為99.98% ;從第44級的負載有機相中獲得重稀土元素Ho?Lu及Y產(chǎn)品，該產(chǎn)品的Ho?Lu及Y相對純度大于99.99%，稀土元素Ho?Lu及Y的收率為68.0%。
[0017]6)分離效果對比
與現(xiàn)有工藝(本工藝相當(dāng)于現(xiàn)有工藝中的中釔富銪礦32級?Nd/Sm?Dy/Ho?分組，高宇乙稀土礦16級La/Y分離、33級?Nd/Sm?Dy/Ho?分組)相比較,本發(fā)明的有機相阜化用的堿性試劑消耗量下降54.0% ;洗滌劑鹽酸消耗量下降59.2% ;萃取槽級數(shù)減少37級，下降 45.7%。
[0018]實施例2:1)稀土料液
第一種稀土料液為中釔富銪礦的氯化稀土水溶液，其稀土濃度為0.5 M，pH值為4 ;以稀土元素計，輕稀土元素La?Nd的摩爾分數(shù)為0.55, Sm?Dy的摩爾分數(shù)為0.15, Ho?Lu及Y的摩爾分數(shù)為0.30。
[0019]第二種稀土料液為高釔稀土礦的氯化稀土水溶液，其稀土濃度為1.5 M，pH值為I ；以稀土元素計,輕稀土元素La?Nd的摩爾分數(shù)為0.05, Sm?Dy的摩爾分數(shù)為0.15,Ho?Lu的摩爾分數(shù)為0.10, Y的摩爾分數(shù)為0.70。
[0020]以稀土離子摩爾比計，高釔礦稀土料液與中釔富銪礦稀土料液的進料量之比為
I: 1
[0021]2)有機相
有機相P507的磺化煤油溶液，P507的體積百分比濃度為30% ；以輕稀土 La?Nd皂化有機相形式加入分懼萃取體系，阜化度為40%。
[0022]3)洗滌液
洗滌液為3 M的鹽酸溶液。
[0023]4)分餾萃取體系
輕稀土 La?Nd皂化有機相從第I級進入分餾萃取體系；中釔富銪礦稀土料液從第7級進入分餾萃取體系；高釔礦稀土料液從第10級進入分餾萃取體系；洗滌液從第42級進入分餾萃取體系。
[0024]其他萃取工藝參數(shù)如下:歸一化萃取量^=3.81427，歸一化洗滌量W=2.93418。萃取量:中釔富銪礦稀土料液進料量:高釔礦稀土料液進料量:洗滌量=3.81427: I:
1: 2.93418 (稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.864088,萃洗段萃取比為1.11717,前洗滌段萃取比為1.57992，后洗滌段萃取比為1.29994。
5)稀土產(chǎn)品
從第I級的萃余水相中獲得輕稀土元素La?Nd產(chǎn)品，該產(chǎn)品的輕稀土相對純度大于99.999%,輕稀土元素La?Nd的收率為99.99% ;從第14級的萃余水相中獲得中重稀土元素Sm?Dy富集物產(chǎn)品，該產(chǎn)品的Sm?Dy相對純度為57.68%，稀土元素Sm?Dy的收率為99.97% ;從第42級的負載有機相中獲得重稀土元素Ho?Lu及Y產(chǎn)品，該產(chǎn)品的Ho?Lu及Y相對純度大于99.99%，稀土元素Ho?Lu及Y的收率為80.0%。
[0025]6)分離效果對比
與現(xiàn)有工藝(本工藝相當(dāng)于現(xiàn)有工藝中的中釔富銪礦32級?Nd/Sm?Dy/Ho?分組，高宇乙稀土礦16級La/Y分離、33級?Nd/Sm?Dy/Ho?分組)相比較,本發(fā)明的有機相阜化用的堿性試劑消耗量下降15.7% ;洗滌劑鹽酸消耗量下降16.2% ;萃取槽級數(shù)減少39級，下降 48.1%。
[0026]實施例3:
I)稀土料液
第一種稀土料液為中釔富銪礦的氯化稀土水溶液，其稀土濃度為1.5 M，pH值為I ;以稀土元素計，輕稀土元素La?Nd的摩爾分數(shù)為0.55, Sm?Dy的摩爾分數(shù)為0.15, Ho?Lu及Y的摩爾分數(shù)為0.30。
[0027]第二種稀土料液為高釔稀土礦的氯化稀土水溶液，其稀土濃度為0.5 M, pH值為4 ；以稀土元素計,輕稀土元素La?Nd的摩爾分數(shù)為0.05, Sm?Dy的摩爾分數(shù)為0.15,Ho?Lu的摩爾分數(shù)為0.10, Y的摩爾分數(shù)為0.70。
[0028]以稀土離子摩爾比計，高釔礦稀土料液與中釔富銪礦稀土料液的進料量之比為I: 5。
[0029]2)有機相
有機相為P507的煤油溶液，P507的體積百分比濃度為45% ；以輕稀土 La?Nd皂化有機相形式加入分餾萃取體系，皂化度為30%。
[0030]3)洗滌液
洗滌液為5 M的鹽酸溶液。
[0031]4)分餾萃取體系
輕稀土 La?Nd皂化有機相從第I級進入分餾萃取體系；中釔富銪礦稀土料液從第8級進入分餾萃取體系；高釔礦稀土料液從第11級進入分餾萃取體系；洗滌液從第45級進入分餾萃取體系。
[0032]其他萃取工藝參數(shù)如下:歸一化萃取量^=5.61447，歸一化洗滌量W=4.23433。萃取量:中釔富銪礦稀土料液進料量:高釔礦稀土料液進料量:洗滌量=5.61447: 5:
I: 4.23433 (稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.667260，萃洗段萃取比為1.64444，前洗滌段萃取比為2.32559，后洗滌段萃取比為1.32594。
5)稀土產(chǎn)品
從第I級的萃余水相中獲得輕稀土元素La?Nd產(chǎn)品，該產(chǎn)品的輕稀土相對純度大于99.999%,輕稀土元素La?Nd的收率為99.99% ;從第15級的萃余水相中獲得中重稀土元素Sm?Dy富集物產(chǎn)品，該產(chǎn)品的Sm?Dy相對純度為49.44%，稀土元素Sm?Dy的收率為99.98% ;從第45級的負載有機相中獲得重稀土元素Ho?Lu及Y產(chǎn)品，該產(chǎn)品的Ho?Lu及Y相對純度大于99.99%，稀土元素Ho?Lu及Y的收率為60.0%。
[0033]6)分離效果對比
與現(xiàn)有工藝(本工藝相當(dāng)于現(xiàn)有工藝中的中釔富銪礦32級?Nd/Sm?Dy/Ho?分組，高宇乙稀土礦16級La/Y分離、33級?Nd/Sm?Dy/Ho?分組)相比較,本發(fā)明的有機相阜化用的堿性試劑消耗量下降64.9% ;洗滌劑鹽酸消耗量下降69.6% ;萃取槽級數(shù)減少36級，下降 44.4%ο
[0034]實施例4:1)稀土料液
第一種稀土料液為中釔富銪礦的氯化稀土水溶液，其稀土濃度為1.0 M，pH值為3 ;以稀土元素計，輕稀土元素La?Nd的摩爾分數(shù)為0.55, Sm?Dy的摩爾分數(shù)為0.15, Ho?Lu及Y的摩爾分數(shù)為0.30。
[0035]第二種稀土料液為高釔稀土礦的氯化稀土水溶液，其稀土濃度為1.0 M，pH值為
2；以稀土元素計,輕稀土元素La?Nd的摩爾分數(shù)為0.05, Sm?Dy的摩爾分數(shù)為0.15,Ho?Lu的摩爾分數(shù)為0.10, Y的摩爾分數(shù)為0.70。
[0036]以稀土離子摩爾比計，高釔礦稀土料液與中釔富銪礦稀土料液的進料量之比為I: 3。
[0037]2)有機相
有機相為P507的煤油溶液，P507的體積百分比濃度為35% ；以輕稀土 La?Nd皂化有機相形式加入分餾萃取體系，皂化度為35%。
[0038]3)洗滌液
洗滌液為4 M的鹽酸溶液。
[0039]4)分餾萃取體系
輕稀土 La?Nd皂化有機相從第I級進入分餾萃取體系；中釔富銪礦稀土料液從第7級進入分餾萃取體系；高釔礦稀土料液從第19級進入分餾萃取體系；洗滌液從第57級進入分餾萃取體系。
[0040]其他萃取工藝參數(shù)如下:歸一化萃取量^=4.74820，歸一化洗滌量W=3.30305。萃取量:中釔富銪礦稀土料液進料量:高釔礦稀土料液進料量:洗滌量=4.74820: 3:
I: 3.30305 (稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.740262，前萃洗段萃取比為1.39071，后萃洗段萃取比為1.10345，洗滌段萃取比為1.43752。
5)稀土產(chǎn)品
從第I級的萃余水相中獲得輕稀土元素La?Nd產(chǎn)品，該產(chǎn)品的輕稀土相對純度大于99.999%,輕稀土元素La?Nd的收率為98.0% ;從第11級的萃余水相中獲得中重稀土元素Sm?Dy富集物產(chǎn)品，該產(chǎn)品的Sm?Dy相對純度為67.49%，稀土元素Sm?Dy的收率為99.97% ;從第57級的負載有機相中獲得重稀土元素Ho?Lu及Y產(chǎn)品，該產(chǎn)品的Ho?Lu及Y相對純度大于99.99%，稀土元素Ho?Lu及Y的收率為85.0%。
[0041]6)分離效果對比
與現(xiàn)有工藝(本工藝相當(dāng)于現(xiàn)有工藝中的中釔富銪礦30級?Nd/Sm?Dy/Ho?分組，高宇乙稀土礦16級La/Y分離、31級?Nd/Sm?Dy/Ho?分組)相比較,本發(fā)明的有機相阜化用的堿性試劑消耗量下降45.3% ;洗滌劑鹽酸消耗量下降51.4% ;萃取槽級數(shù)減少24級，下降 29.6%ο
[0042]實施例5:
I)稀土料液
第一種稀土料液為中釔富銪礦的氯化稀土水溶液，其稀土濃度為0.5 M，pH值為4 ;以稀土元素計，輕稀土元素La?Nd的摩爾分數(shù)為0.55, Sm?Dy的摩爾分數(shù)為0.15, Ho?Lu及Y的摩爾分數(shù)為0.30。
[0043]第二種稀土料液為高釔稀土礦的氯化稀土水溶液，其稀土濃度為1.5 M, pH值為I ；以稀土元素計,輕稀土元素La?Nd的摩爾分數(shù)為0.05, Sm?Dy的摩爾分數(shù)為0.15,Ho?Lu的摩爾分數(shù)為0.10, Y的摩爾分數(shù)為0.70。
[0044]以稀土離子摩爾比計，高釔礦稀土料液與中釔富銪礦稀土料液的進料量之比為I: 10
[0045]2)有機相
有機相為P507的磺化煤油溶液，P507的體積百分比濃度為30% ；以輕稀土 La?Nd皂化有機相形式加入分懼萃取體系，阜化度為40%。
[0046]3)洗滌液
洗滌液為3 M的鹽酸溶液。
[0047]4)分餾萃取體系
輕稀土 La?Nd皂化有機相從第I級進入分餾萃取體系；中釔富銪礦稀土料液從第7級進入分餾萃取體系；高釔礦稀土料液從第18級進入分餾萃取體系；洗滌液從第46級進入分餾萃取體系。
[0048]其他萃取工藝參數(shù)如下:歸一化萃取量^=3.83821，歸一化洗滌量/f=2.82611。萃取量:中釔富銪礦稀土料液進料量:高釔礦稀土料液進料量:洗滌量=3.83821: I:
1: 2.82611 (稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.869511,前萃洗段萃取比為1.12419,后萃洗段萃取比為1.00316，洗滌段萃取比為1.35813。
[0049]5)稀土產(chǎn)品
從第I級的萃余水相中獲得輕稀土元素La?Nd產(chǎn)品，該產(chǎn)品的輕稀土相對純度大于99.999%,輕稀土元素La?Nd的收率為96.0% ;從第11級的萃余水相中獲得中重稀土元素Sm?Dy富集物產(chǎn)品，該產(chǎn)品的Sm?Dy相對純度為72.81%，稀土元素Sm?Dy的收率為99.96% ;從第46級的負載有機相中獲得重稀土元素Ho?Lu及Y產(chǎn)品，該產(chǎn)品的Ho?Lu及Y相對純度大于99.99%，稀土元素Ho?Lu及Y的收率為92.0%。
[0050]6)分離效果對比
與現(xiàn)有工藝(本工藝相當(dāng)于現(xiàn)有工藝中的中釔富銪礦31級?Nd/Sm?Dy/Ho?分組，高宇乙稀土礦16級La/Y分離、33級?Nd/Sm?Dy/Ho?分組)相比較,本發(fā)明的有機相阜化用的堿性試劑消耗量下降15.2% ;洗滌劑鹽酸消耗量下降19.3% ;萃取槽級數(shù)減少35級，下降 43.2%ο
[0051]實施例6:1)稀土料液
第一種稀土料液為中釔富銪礦的氯化稀土水溶液，其稀土濃度為1.5 M，pH值為I ;以稀土元素計，輕稀土元素La?Nd的摩爾分數(shù)為0.55, Sm?Dy的摩爾分數(shù)為0.15, Ho?Lu及Y的摩爾分數(shù)為0.30。
[0052]第二種稀土料液為高釔稀土礦的氯化稀土水溶液，其稀土濃度為0.5 M, pH值為4 ；以稀土元素計,輕稀土元素La?Nd的摩爾分數(shù)為0.05, Sm?Dy的摩爾分數(shù)為0.15,Ho?Lu的摩爾分數(shù)為0.10, Y的摩爾分數(shù)為0.70。
[0053]以稀土離子摩爾比計，高釔礦稀土料液與中釔富銪礦稀土料液的進料量之比為I: 5。
[0054]2)有機相
有機相為P507的煤油溶液，P507的體積百分比濃度為45% ；以輕稀土 La?Nd皂化有機相形式加入分餾萃取體系，皂化度為30%。
[0055]3)洗滌液
洗滌液為5 M的鹽酸溶液。
[0056]4)分餾萃取體系
輕稀土 La?Nd皂化有機相從第I級進入分餾萃取體系；中釔富銪礦稀土料液從第8級進入分餾萃取體系；高釔礦稀土料液從第20級進入分餾萃取體系；洗滌液從第58級進入分餾萃取體系。
[0057]其他萃取工藝參數(shù)如下:歸一化萃取量^=5.64219，歸一化洗滌量/f=3.91701。萃取量:中釔富銪礦稀土料液進料量:高釔礦稀土料液進料量:洗滌量=5.64219: 5:
I: 3.91701 (稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.670554，前萃洗段萃取比為1.65256，后萃洗段萃取比為1.14748，洗滌段萃取比為1.44043。
[0058]5)稀土產(chǎn)品
從第I級的萃余水相中獲得輕稀土元素La?Nd產(chǎn)品，該產(chǎn)品的輕稀土相對純度大于99.999%,輕稀土元素La?Nd的收率為99.0% ;從第12級的萃余水相中獲得中重稀土元素Sm?Dy富集物產(chǎn)品，該產(chǎn)品的Sm?Dy相對純度為59.87%，稀土元素Sm?Dy的收率為99.98% ;從第58級的負載有機相中獲得重稀土元素Ho?Lu及Y產(chǎn)品，該產(chǎn)品的Ho?Lu及Y相對純度大于99.99%，稀土元素Ho?Lu及Y的收率為75.0%。
[0059]6)分離效果對比
與現(xiàn)有工藝(本工藝相當(dāng)于現(xiàn)有工藝中的中釔富銪礦29級?Nd/Sm?Dy/Ho?分組，高宇乙稀土礦16級La/Y分離、33級?Nd/Sm?Dy/Ho?分組)相比較,本發(fā)明的有機相阜化用的堿性試劑消耗量下降64.7% ;洗滌劑鹽酸消耗量下降71.9% ;萃取槽級數(shù)減少23級，下降 28.4%ο
【權(quán)利要求】
1.二進三出分餾萃取分組分離中釔富銪礦和高釔礦的方法，其特征在于:1個分餾萃取體系中設(shè)有2個稀土料液進料口和3個稀土產(chǎn)品溶液出口，第三出口設(shè)于洗滌段或萃洗段，用于同時處理中釔富銪稀土礦和高釔稀土礦，獲取3種產(chǎn)品； 工藝方案: 1)稀土料液 第一種稀土料液為中釔富銪礦的氯化稀土水溶液，第二種稀土料液為中釔富銪稀土礦的氯化稀土水溶液；稀土料液中稀土濃度為0.5 M?1.5 M，pH值為I?4 ;以稀土離子摩爾比計，高釔礦稀土料液與中釔富銪礦稀土料液的進料量之比為1:1?1: 5; 2)有機相 有機相為P507的煤油或磺化煤油溶液，P507的體積百分比濃度為30%?45% ;以稀土皂化有機相形式加入分餾萃取體系，皂化度為30%?40% ； 3)洗滌液 洗滌液為3 M?5 M的鹽酸溶液； 4)分懼萃取體系 分餾萃取體系采用以下兩種體系之一: ①第一種體系:二進料口-洗滌段三出口 二進料口 -洗滌段三出口分餾萃取體系由萃取段、萃洗段、前洗滌段和后洗滌段構(gòu)成；前洗滌段和后洗滌段合稱為洗滌段；稀土皂化有機相從第I級進入分餾萃取體系；中釔富銪礦稀土料液從萃取段與萃洗段的交界處進入分餾萃取體系；高釔礦稀土料液從萃洗段和前洗滌段的交界處進入分餾萃取體系；洗滌液從最后一級進入分餾萃取體系；第I級萃余水相為稀土產(chǎn)品的第一個出口 ；最后I級負載有機相為稀土產(chǎn)品的第二個出口 ；前洗滌段與后洗滌段交界級萃余水相為稀土產(chǎn)品的第三出口； ②第二種體系:二進料口_萃洗段二出口 二進料口 -萃洗段三出口分餾萃取體系由萃取段、前萃洗段、后萃洗段和洗滌段構(gòu)成； 前萃洗段和后萃洗段合稱為萃洗段；稀土皂化有機相從第I級進入分餾萃取體系；中釔富銪礦稀土料液從萃取段與前萃洗段的交界處進入分餾萃取體系；高釔礦稀土料液從后萃洗段和洗滌段的交界處進入分餾萃取體系；洗滌液從最后一級進入分餾萃取體系；第I級為稀土產(chǎn)品的第一個出口 ；最后I級為稀土產(chǎn)品的第二個出口 ；前萃洗段與后萃洗段交界級萃余水相為稀土產(chǎn)品的第三出口； 5)稀土產(chǎn)品 從第一個出口的萃余水相中獲得輕稀土元素La?Nd產(chǎn)品；從第二出口的負載有機相中獲得重稀土元素Ho?Lu及Y產(chǎn)品；從第三出口萃余水相中獲得中重稀土元素Sm?Dy富集物產(chǎn)品。
【文檔編號】C22B59/00GK104372185SQ201410573036
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】鐘學(xué)明 申請人:南昌航空大學(xué)