[发明专利]一种非皂化体系萃取分离稀土元素的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种萃取分离稀土元素的工艺。具体地说是以处理稀土矿得到的含至少两种稀土元素的硫酸稀土溶液为原料，采用非皂化P507进行钕/钐萃取分组，得到钐铕钆富集物和镧铈镨钕萃余液，再采用非皂化的P204或非皂化的P204与非皂化P507、C272、C301、C302、HEOPPA、P350、TBP中的一种或两种配制的混合萃取剂，在镧铈镨钕硫酸稀土与氯化稀土或硝酸稀土的混合溶液中萃取分离稀土元素的工艺。

背景技术

镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇、钪17个元素统称为稀土元素，其性质非常相似，除钷自然界不存在外，其它元素共存在稀土矿物中，由于原子半径相近，化学性质极其相近，分离比较困难，目前工业生产上主要采用溶剂萃取法进行分离。

目前，稀土元素萃取分离方法很多，一般工业上常用的方法有：1、皂化P507盐酸体系萃取分离稀土元素([1]稀土化学论文集，长春应化所，1982年，科学出版社)；2、皂化环烷酸盐酸体系分离提纯氧化钇([2]徐光宪主编，稀土，第2版(上册)，冶金工业出版社，2002，P590)；3、TBP硝酸体系萃取分离稀土元素([2]徐光宪主编，稀土，第2版(上册)，冶金工业出版社，2002，P495)；4、非皂化P204从硫酸体系中萃取分离稀土元素([3]中国专利CN 80105043.6)。第1、2种方法分离效果好，应用很广，但必须采用氨水或碳酸氢铵等皂化，产生大量的氨氮废水，对环境造成较大的污染。第3种方法是法国Rhodia、美国钼公司采用的工艺，它是源自处理独居石矿时获得的硝酸稀土溶液来分离稀土，该工艺萃取体系硝酸浓度高，因此，生产成本高，目前基本处于停止状态。第4种工艺是北京有色金属研究总院发明的，应用于从硫酸焙烧法处理包头稀土矿时得到的硫酸稀土溶液中萃取分离稀土元素，该工艺采用非皂化P204萃取分离，不产生氨氮废水，碱消耗少，但由于硫酸体系稀土浓度低(<45g/L)，设备萃取剂投资大，P204在酸性条件下萃取能力很强，料液酸度低时易产生乳化，萃取时需加入一定量的酸，而中重稀土反萃很困难，反萃液余酸高，酸消耗量大。

发明内容

本发明的目的是提供一种非皂化体系萃取分离稀土元素的工艺，该工艺在低酸度下萃取而不出现乳化，中重稀土反萃容易，降低酸耗和成本，提高产能，减少投资。

为实现上述目的本发明采用以下技术方案：

本发明利用P507酸性较弱的特性，采用非皂化P507在硫酸稀土溶液中进行钕/钐萃取分组，以实现低酸度下萃取而不出现乳化。

本发明采用非皂化P507作为萃取剂，以降低反萃液余酸，从而降低酸耗和成本。

本发明为了提高萃取过程中有机相和水相中的稀土浓度，以高浓度氯化稀土或硝酸稀土反萃液代替1N的硫酸作洗液，使萃取在高浓度的硫酸稀土与氯化稀土或硝酸稀土的混合溶液体系中萃取分离稀土元素，以降低酸用量，提高产能，减少投资。

以处理稀土矿得到的含至少两种稀土元素的硫酸稀土溶液为原料，采用非皂化P507(有机相)进行钕/钐多级分馏萃取分组，得到钐铕钆富集物和镧铈镨钕萃余液，再采用非皂化萃取剂进一步萃取分离稀土化合物

所述原料为硫酸法处理轻稀土矿得到的硫酸稀土溶液，其酸度为pH 1-5，稀土含量REO为10—100g/L，该溶液还可能含有少量Cl^-和/或NO₃^-和/或多种非稀土金属离子；所用有机相用煤油、溶剂油、烷烃、醇类中的一种或多种有机溶剂稀释至0.1—1.7mol/L。

所述硫酸稀土溶液采用0.5—1.5mol/L非皂化P507进行钕/钐多级分馏萃取分组，洗液采用2-7N盐酸或硝酸、或稀土浓度100—300gREO/L含钐铕钆氯化稀土或硝酸稀土的反萃液，负载稀土有机相用3—7N盐酸反萃得到钐铕钆富集物，可进一步萃取分离钐、铕、钆；得到的含镧铈镨钕萃余液为镧铈镨钕硫酸稀土与氯化稀土或硝酸稀土的混合溶液(水相)，中和至PH2-5，再用0.5—1.7mol/L非皂化P204(D2EHPA，二(2—乙基己基磷酸酯))或非皂化的P204与非皂化P507(HEH/EHP，2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯)、C272(二(2，4，4-三甲基戊基)膦酸)、C301(二(2，4，4-三甲基戊基)硫代膦酸)、C302(二(2，4，4-三甲基戊基)单硫代膦酸)、C 923(HEOPPA直链烷基氧化膦)、P350(甲基磷酸二甲基庚酯)、TBP(磷酸三丁酯)中的一种或两种配制的混合萃取剂(有机相)进行萃取转型或进一步萃取分离稀土化合物。