[发明专利]一种重稀土元素的萃取分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及萃取技术领域，更具体地说，涉及一种重稀土元素的萃取分离方法。

背景技术

稀土元素是指原子序数为57-71的镧系元素及原子序数为39的钇。现今稀土元素被广泛应用于发光材料，电子通讯，磁性材料，冶金，陶瓷等领域。根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质，以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征，十七种稀土元素通常分为二组：轻稀土和重稀土。

重稀土被称为“超级工业味精”，主要包括钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇。由于钪元素的性质与镥相近，也属于重稀土。重稀土储量少，缺口大，价值昂贵，可替代性小。世界稀土氧化物的生产主要集中于轻稀土，重稀土所占比重非常低，只占全部稀土氧化物产量的4％左右。在为数不多的重稀土资源中，离子型矿是我国特有的矿种，全球70％以上重稀土分布在我国南方的离子型矿中。因此，发展环境友好、高效的重稀土分离工艺对于我国稀土冶金行业至关重要。重稀土元素中的铽、铥、镥是市场上稀缺产品。由于重稀土元素间性质极为相似，使得分离尤为困难。

现有技术中，CN 85102210公开了溶剂萃取分离混合稀土工艺，采用P507为萃取剂，但其对中重稀土分离时不易反萃，分离难度很大。201310043075公开了一种分离重稀土元素的萃取剂，其采用的是C272和P507两种酸性膦类萃取剂按体积比1∶0.5—1∶2混合后，用煤油稀释至0.5-1.5mol/L，用于铥、镱、镥的分离。但是C272比例较低时反萃仍然困难，C272比例较高时重稀土萃合物易析出。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种重稀土元素的萃取分离方法，分离系数高，易于反萃。

本发明提供了一种重稀土元素的萃取分离方法，包括以下步骤：

将稀土富集物和无机酸混合得到原料液；

使用包括萃取剂和稀释剂的有机相对所述原料液中的稀土元素进行萃取；

所述萃取剂为烷基磷酸单烷基酯和二烷基次磷酸。

优选的，所述稀土元素为Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y的一种或几种。

优选的，所述烷基磷酸单烷基酯具有式(I)结构；

其中，R选自2,4,4-三甲基戊基、2,2,4-三甲基戊基、2,3,4-三甲基戊基、1,1,3,3-四甲基丁基、2-乙基己基中的一种。

优选的，所述二烷基次磷酸具有式(II)结构；

其中，R选自2,4,4-三甲基戊基、2,2,4-三甲基戊基、2,3,4-三甲基戊基、1,1,3,3-四甲基丁基、2-乙基己基中的一种。

优选的，所述烷基磷酸单烷基酯和二烷基次磷酸的质量比为(40～90)：(10～50)。

优选的，所述萃取剂还包括三烷基磷酸酯。

优选的，所述三烷基磷酸酯具有式(III)结构；

其中，R基选自2,4,4-三甲基戊基、2,2,4-三甲基戊基、2,3,4-三甲基戊基、1,1,3,3-四甲基丁基、2-乙基己基中的一种。

优选的，所述烷基磷酸单烷基酯、二烷基次磷酸和三烷基磷酸酯的质量比为(40～90)：(10～50)：(1～10)。

优选的，所述稀释剂为烷烃或芳烃。

优选的，还包括：

使用无机酸对有机相中的稀土元素进行反萃取。

与现有技术相比，本发明提供了一种重稀土元素的萃取分离方法，包括以下步骤：将稀土富集物和无机酸混合得到原料液；使用包括萃取剂和稀释剂的有机相对所述原料液中的稀土元素进行萃取；所述萃取剂为烷基磷酸单烷基酯和二烷基次磷酸。本发明采用烷基磷酸单烷基酯和二烷基次磷酸的混合物作为萃取剂，其在有机相和水相均有分配，在萃取过程中加强了萃取剂和稀土离子的竞争作用，提高了重稀土的萃取分离系数。因此，本发明的萃取剂对于稀土元素的选择性高，并且和无机酸、稀释剂结合，进一步提高了对稀土元素特别是相邻稀土元素的分离系数，易于反萃。在萃取过程中无需盐析剂，即可达到萃取分离。本发明提供的萃取分离方法在萃取过程界面现象良好，节约了酸碱消耗。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。

本发明提供了一种重稀土元素的萃取分离方法，包括以下步骤：

将稀土富集物和无机酸混合得到原料液；