一種乳狀液膜提取稀土的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬稀土冶金領(lǐng)域，提供了一種從含稀土的磷礦的強(qiáng)酸性浸出液中提取稀土的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國稀土資源多來源于低品位稀土礦山，目前主要采用電解質(zhì)溶液浸出處理礦石的方法，而對浸出液處理大都是采用草酸或碳銨沉淀稀土，其分離提取效果較差。目前我國在稀土的深度加工、新材料的開發(fā)等研究領(lǐng)域與國外先進(jìn)國家相對比，仍有相當(dāng)大的差距。為了能高效的提取稀土元素，必須尋求低成本高效的分離技術(shù)。液膜分離技術(shù)的高效選擇性、高度定向性、極大的滲透性是其分離提取的最大優(yōu)勢。
[0003]液膜提取稀土的原料一般為稀土礦，稀土含量在5.8%以上，待提取料液的pH值常為1.5?2.5，也有pH=5的情況，且提取過程中干擾小。在富含稀土的磷礦中稀土的含量僅有1%。左右，溶解后稀土的酸鹽濃度很低，且磷礦浸出液中含有大量的磷酸根，在pH值大于2.0以上時(shí)，易與稀土離子生成沉淀，所以只有在酸性較強(qiáng)的介質(zhì)中稀土才會以離子形式存在，適于乳狀液膜分離。
[0004]謝子楠等用P204、P507作為流動載體，T154作表面活性劑，6mol/L鹽酸作內(nèi)相解析劑，磺化煤油做膜溶劑，油內(nèi)比為1:1制取乳化液膜對磷礦浸出液中低濃度稀土元素進(jìn)行萃取，對PH=1、濃度為100mg/L的溶液，乳水比為1:10，提取率最高能夠達(dá)到79.93%，但是隨著酸度的提高，提取效率降低很多，在PH=0.2時(shí)，提取率僅為54.71%。綜上可知，在強(qiáng)酸性介質(zhì)中P204、P507兩種作為流動載體制取液膜不能高效的提取稀土元素，所以在提取前還要對高酸度的磷礦浸出液降低酸度，增加了調(diào)節(jié)PH值操作流程，提高了生產(chǎn)成本。因此，針對磷礦浸出液稀土含量低、酸性強(qiáng)、雜質(zhì)較多的特點(diǎn)，有必要探索在酸性強(qiáng)、雜質(zhì)元素含量高的體系中高效提取稀土的工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:解決在強(qiáng)酸性介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)對含低濃度稀土高效提取技術(shù)，提供一種用苯胺作流動載體制取乳化液膜高效提取稀土元素的工藝方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種乳狀液膜提取稀土的方法，包含以下步驟:
1)對含稀土的磷礦分別用濃鹽酸、濃硝酸溶解，稀土以離子形態(tài)進(jìn)入溶液，得到磷礦浸出液；
2)將流動載體、表面活性劑、膜溶劑與內(nèi)相解析劑HCl溶液混合，制得乳狀液膜；
3)將磷礦浸出液與液膜進(jìn)行攪拌混合提取稀土元素。
[0007]所述的步驟2)中，流動載體為苯胺，表面活性劑為表面活性劑T154，膜溶劑為磺化煤油。
[0008]所述的步驟2)中，油相中流動載體體積分?jǐn)?shù)4%?14%，表面活性劑體積分?jǐn)?shù)2%?12%，膜溶劑體積分?jǐn)?shù)82%?92%，將油相與濃度為2mol/L?12mol/L的內(nèi)相解析劑HCl溶液按0.5:1?1.75:1的體積比混合，高速攪拌5min?40min得到油包水型乳狀液膜。
[0009]所述的步驟3)中，將乳狀液膜與pH值為-2.0?2.0的磷礦浸出液按照體積比1:10?1:100混合提取，提取時(shí)間為5?10min0
[0010]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明選用苯胺作為流動載體制取乳化液萃取稀土，它在稀土含量較低，而且在稀土溶液酸度較高的情況下，具有很高的提取效率，不需調(diào)節(jié)PH值，降低了成本。
[0011]萃取時(shí)，其他提取條件不變的情況下，乳水比降低至1:100時(shí)，仍具有較高提取效率，大大減少了有機(jī)相的循環(huán)使用量。
[0012]本發(fā)明選用的苯胺作為流動載體與常用流動載體P204、P507等比較，萃取效率大幅提高，苯胺成本更低。
[0013]本發(fā)明以苯胺作為流動載體的乳狀液膜，也能夠提取磷礦硝酸浸出液中的稀土，提取效率能夠達(dá)到68%。
[0014]同時(shí)本發(fā)明所使用的乳狀液膜萃取體系具有較高的萃取率，萃取效果好，快速、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。整體工藝簡單，稀土回收率高，原料消耗少。實(shí)現(xiàn)了對稀土的有效回收，為磷礦的綜合利用提供了一條可行、合理、有效的途徑。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例(一)
對磷礦的鹽酸浸出液提取，磷礦浸出液稀土濃度為0.328g/L。油相中苯胺的體積分?jǐn)?shù)為6%，T154體積分?jǐn)?shù)為4%，磺化煤油90%，6mol/LHCl溶液為內(nèi)相解析劑，將油相與內(nèi)相解析劑按照1:1的體積比混合，高速攪拌20min。將乳狀液膜與磷礦浸出液按照體積比為1:10，慢速攪拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分離-偶氮氯膦mA分光光度法測得萃取效率達(dá)到92.49%ο
[0016]實(shí)施例(二)
對磷礦的鹽酸浸出液提取，磷礦浸出液稀土濃度為0.328g/L。油相中苯胺的體積分?jǐn)?shù)為4%，T154體積分?jǐn)?shù)為4%，磺化煤油92%，6mol/LHCl溶液為內(nèi)相解析劑，將油相與內(nèi)相解析劑按照1:1的體積比混合，高速攪拌20min。將乳狀液膜與磷礦浸出液按照體積比為1:10，慢速攪拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分離-偶氮氯膦mA分光光度法測得萃取效率達(dá)到91.07%。
[0017]實(shí)施例(三)
對磷礦的鹽酸浸出液提取，磷礦浸出液稀土濃度為0.328g/L。油相中苯胺的體積分?jǐn)?shù)為6%，T154體積分?jǐn)?shù)為6%，磺化煤油88%，6mol/LHCl溶液為內(nèi)相解析劑，將油相與內(nèi)相解析劑按照1:1的體積比混合，高速攪拌20min。將乳狀液膜與磷礦浸出液按照體積比為1:10，慢速攪拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分離-偶氮氯膦mA分光光度法測得萃取效率達(dá)到90.47%ο
[0018]實(shí)施例(四)
對磷礦的鹽酸浸出液提取，磷礦浸出液稀土濃度為0.328g/L。油相中苯胺的體積分?jǐn)?shù)為6%，T154體積分?jǐn)?shù)為4%，磺化煤油90%，4mol/LHCl溶液為內(nèi)相解析劑，將油相與內(nèi)相解析劑按照1:1的體積比混合，高速攪拌20min。將乳狀液膜與磷礦浸出液按照體積比為1:10，慢速攪拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分離-偶氮氯膦mA分光光度法測得萃取效率達(dá)到91.41%。
[0019]實(shí)施例(五)
對磷礦的鹽酸浸出液提取，磷礦浸出液稀土濃度為0.328g/L。油相中苯胺的體積分?jǐn)?shù)為6%，T154體積分?jǐn)?shù)為4%，磺化煤油90%，8mol/LHCl溶液為內(nèi)相解析劑，將油相與內(nèi)相解析劑按照1:1的體積比混合，高速攪拌20min。將乳狀液膜與磷礦浸出液按照體積比為1:10，慢速攪拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分離-偶氮氯膦mA分光光度法測得萃取效率達(dá)到91.51%。
[0020]實(shí)施例(六)
對磷礦的鹽酸浸出液提取，磷礦浸出液稀土濃度為0.328g/L。油相中苯胺的體積分?jǐn)?shù)為6%，T154體積分?jǐn)?shù)為4%，磺化煤油90%，6mol/LHCl溶液為內(nèi)相解析劑，將油相與內(nèi)相解析劑按照0.5:1的體積比混合，高速攪拌20min。將乳狀液膜與磷礦浸出液按照體積比為I: 10，慢速攪拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分離-偶氮氯膦mA分光光度法測得萃取效率達(dá)到88.14%ο
[0021]實(shí)施例(七)
對磷礦的鹽酸浸出液提取，磷礦浸出液稀土濃度為0.328g/L。油相中苯胺的體積分?jǐn)?shù)為6%，T154體積分?jǐn)?shù)為4%，磺化煤油90%，6mol/LHCl溶液為內(nèi)相解析劑，將油相與內(nèi)相解析劑按照1.5:1的體積比混合，高速攪拌20min。將乳狀液膜與磷礦浸出液按照體積比為I: 10，慢速攪拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分離-偶氮氯膦mA分光光度法測得萃取效率達(dá)到91.11%。
[0022]實(shí)施例(八)
對磷礦的鹽酸浸出液提取，磷礦浸出液稀土濃度為0.328g/L。油相中苯胺的體積分?jǐn)?shù)為6%，T154體積分?jǐn)?shù)為4%，磺化煤油90%，6mol/LHCl溶液為內(nèi)相解析劑，將油相與內(nèi)相解析劑按照1:1的體積比混合，高速攪拌20min。將乳狀液膜與磷礦浸出液按照體積比為1:50，慢速攪拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分離-偶氮氯膦mA分光光度法測得萃取效率達(dá)到90.20%ο
[0023]實(shí)施例(九)
對磷礦的鹽酸浸出液提取，磷礦浸出液稀土濃度為0.328g/L。油相中苯胺的體積分?jǐn)?shù)為6%，T154體積分?jǐn)?shù)為4%，磺化煤油90%，6mol/LHCl溶液為內(nèi)相解析劑，將油相與內(nèi)相解析劑按照1:1的體積比混合，高速攪拌20min。將乳狀液膜與磷礦浸出液按照體積比為1:100，慢速攪拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分離-偶氮氯膦mA分光光度法測得萃取效率達(dá)到87.47%ο
[0024]實(shí)施例(十)
對磷礦的硝酸浸出液提取，磷礦浸出液稀土濃度為0.219g/L0油相中苯胺的體積分?jǐn)?shù)為6%，T154體積分?jǐn)?shù)為4%，磺化煤油90%，6mol/LHCl溶液為內(nèi)相解析劑，將油相與內(nèi)相解析劑按照1:1的體積比混合，高速攪拌20min。將乳狀液膜與磷礦浸出液按照體積比為1:10，慢速攪拌提取20min，用GB/T 6730.24-2006萃取分離-偶氮氯膦mA分光光度法測得萃取效率為68%。
[0025]采用本發(fā)明從浸出液中提取伴生的低濃度的稀土，可以大大降低生產(chǎn)成本，減少資源的浪費(fèi)，具有很大的應(yīng)用前景。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種乳狀液膜提取稀土的方法，其特征在于:包含以下步驟: 1)對含稀土的磷礦分別用濃鹽酸、濃硝酸溶解，稀土以離子形態(tài)進(jìn)入溶液，得到磷礦浸出液； 2)將流動載體、表面活性劑、膜溶劑與內(nèi)相解析劑HCl溶液混合，制得乳狀液膜； 3)將磷礦浸出液與液膜進(jìn)行攪拌混合提取稀土元素。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乳狀液膜提取稀土的方法，其特征在于:所述的步驟2)中，流動載體為苯胺，表面活性劑為表面活性劑T154，膜溶劑為磺化煤油。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種乳狀液膜提取稀土的方法，其特征在于:所述的步驟2)中，油相中流動載體體積分?jǐn)?shù)4%?14%，表面活性劑體積分?jǐn)?shù)2%?12%，膜溶劑體積分?jǐn)?shù)82%?92%,將油相與濃度為2mol/L?12mol/L的內(nèi)相解析劑HCl溶液按0.5:1 ~1.75:1的體積比混合，高速攪拌5min?40min得到油包水型乳狀液膜。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乳狀液膜提取稀土的方法，其特征在于:所述的步驟3)中，將乳狀液膜與pH值為-2.0?2.0的磷礦浸出液按照體積比1:10?1:100混合提取，提取時(shí)間為5?10min。
【專利摘要】本發(fā)明屬稀土冶金領(lǐng)域，提供了一種從含稀土的磷礦的強(qiáng)酸性浸出液中提取稀土的方法，其特征是將流動載體苯胺4%～14%（體積分?jǐn)?shù)，下同）、表面活性劑T154為2%～12%、膜溶劑磺化煤油作為油相，與內(nèi)相解析劑2mol/L～12mol/L鹽酸按照體積比1:1，高速攪拌制成乳狀液，低速攪拌提取浸出液中稀土，乳狀液與外水相浸出液的體積比為1:10～1:100，該萃取體系對磷礦浸出液中稀土的提取效率最高可達(dá)92%以上。
【IPC分類】C22B3/28, C22B59/00
【公開號】CN105219960
【申請?zhí)枴緾N201510800483
【發(fā)明人】陳前林, 張利昌
【申請人】貴州大學(xué)
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年11月19日