[发明专利]一种从离子吸附型稀土矿原地浸出液中富集中轻稀土离子的富集方法

说明书

本发明公开了一种用于从离子吸附型稀土矿原地浸出液中富集中轻稀土离子的稀土萃取剂，包括功能化冠醚和极性溶剂，所述功能化冠醚包括杂环冠醚和/或杂环支链冠醚。本发明还公开了一种从离子吸附型稀土矿原地浸出液中富集中轻稀土离子的富集方法。本发明中采用特定种类的功能化冠醚作为稀土萃取剂，由于冠醚对稀土的结合能力强，且溶液中稀土离子含量不高(≤3g/L)，中轻稀土离子经过一次萃取处理即与重稀土离子、杂质离子实现分离，中轻稀土离子的萃取分离回收率大于75％。

技术领域

本发明属于有价矿物回收技术领域，尤其涉及一种用于稀土离子分离回收的萃取剂及富集方法。

背景技术

离子吸附型稀土矿是我国特有的稀土资源，其中绝大部分稀土元素以阳离子状态存在。工业上一般以含铵离子或钠离子的电解质溶液作为浸矿剂，通过堆浸或原地浸出的处理方式，借助简单的离子交换使稀土阳离子转入溶液，后续在原地浸出液中对稀土离子进行富集分离与回收利用。由于稀土矿常常与石英、钾长石、斜长石、云母、绿泥等矿物伴生，浸出处理时Al、Fe、Ca、Mg等杂质与稀土离子的走向规律基本一致，因此浸出所得到的浸出液面临稀土离子与Al、Fe、Ca、Mg等杂质阳离子共存的问题。

高浓度的杂质离子往往严重影响稀土离子的富集分离。在常规沉淀除杂处理工艺中，通过碳酸氢铵沉淀除杂产出的铝渣一般呈胶体状态，沉降性能差，渣中稀土夹杂多，造成有价金属的极大浪费，且浆洗后的铝渣(含水量大于80％)直接堆场，面临极大的安全隐患和环境污染风险。若除杂阶段脱铝不彻底或沉淀过程中局部过饱和，也会导致沉淀后生成的碳酸稀土中铝、钙、镁杂质含量高，最终导致稀土产品的烧得率仅为15％左右。

近年来发明的选择性萃取或矿浆萃取技术，对进萃取系统的溶液质量要求有所降低，但为保证萃取过程的顺利进行，仍需要控制Al≤0.5g/L；此外，常规萃取剂均只能实现稀土离子的分步萃取分离，无法借助一步萃取操作实现中轻稀土离子与杂质元素的彻底分离。

因此，针对离子吸附型稀土矿原地浸出液中有价金属与杂质离子共存的问题，开发一种可直接选择性富集分离中轻稀土离子的萃取剂及方法，对于提高稀土离子收率、简化稀土提取工艺，显得尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种用于从离子吸附型稀土矿原地浸出液中富集中轻稀土离子的稀土萃取剂及富集方法，利用该稀土萃取剂采用一步萃取操作即可实现稀土离子的富集，工艺简单，选择性分离效果好，稀土离子回收率高。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于从离子吸附型稀土矿原地浸出液中富集中轻稀土离子的稀土萃取剂，包括功能化冠醚和极性溶剂，所述功能化冠醚包括杂环冠醚和/或杂环支链冠醚。即功能化冠醚是指冠醚环上含有杂原子的杂环冠醚和/或杂环冠醚的冠醚环上带有侧臂支链结构的杂环支链冠醚。

上述稀土萃取剂中，优选的，所述杂环冠醚与杂环支链冠醚上的杂原子为氮，即为氮作为支点原子，因为键长键角原因结构更灵活，空间位阻相对较小，所形成的配合物结构更稳定，含有此种杂原子的功能化冠醚对稀土离子的识别分离效果更优。

上述稀土萃取剂中，优选的，所述杂环冠醚与杂环支链冠醚的比例关系需要根据溶液中轻稀土与重稀土的含量来配置。

上述稀土萃取剂中，优选的，控制所述功能化冠醚在稀土萃取剂中的质量浓度为20-60％。功能化冠醚浓度与待处理的稀土溶液浓度相关，若上述质量浓度太低(如＜20％)萃取分离效果受限，单级萃取率不足50％；若上述质量浓度太高(如＞60％)，分相效果不好。

上述稀土萃取剂中，优选的，所述极性溶剂包括乙腈、四氯乙烷、1,2-二氯乙烷、丙酮、正辛醇和磺化煤油中的一种或多种。