[其他]铈和稀土的分离方法

说明书

本发明提出一种使含于水相中的稀土和铈分离的方法。

稀土金属通常存在于多种矿石中，如独居石、氟碳铈镧矿或磷钇矿等。分离矿石中的不同稀土的一种方法是，从上述稀土盐的水溶液出发，连续地进行液液抽提以达到分离的目的。

本发明的方法是有关使铈和其它稀土（TR）分离的特殊情况，此方法从这些元素的水溶液出发，尤其是从硝酸盐的水溶液出发。

人们可了解到已有一些可进行上述所要求的分离的方法（例如美国专利2564241）。一般来说，这些方法是基于某些有机溶剂如磷酸三丁酯可选择性地抽提铈（Ⅳ）和TR（Ⅲ）的混合物中的铈（Ⅳ）这一性质。将含铈（Ⅳ）和TR（Ⅲ）的水相与上述类型的抽提铈的溶剂相接触，于是TR（Ⅲ）留在水相剩余液中。为了进行再抽提用化学还原法将铈还原为Ⅲ价氧化态，并使有机相和水相接接触从而回收铈。

这些方法虽然能使铈得到有效的分离，但还存在一些不足之处。实际上，化学还原剂的使用将造成一些有机物形态或金属形态的杂质的引入。这样便增加了反应物的消耗。此外这些方法的使用必须配备以相应的设备。

本发明的目的是提出一种简单易行的方法，可有效地使铈和其它稀土分离从而得到极高纯度的铈。

其中，从初始的水出发，按照本发明的第一种变化方法使铈和其它稀土分离的方法，包括以下几个：

a₁）将上述含稀土和铈（Ⅲ）的水相通入电解池的阳极室中，于是铈（Ⅲ）被氧化为铈（Ⅳ）;

b₁）使从上述阳极室放出的水相与可抽提铈（Ⅳ）的有机相相接触，在相分离后得到含铈（Ⅳ）的有机相和含稀土的水相;

c₁）将含有铈（Ⅳ）的有机相的全部或一部分通入上述电解池的阴极室，再在上述阴极室中引入硝酸水溶液相以形成上述水相和有机相的混合物，使铈（Ⅵ）还原为铈（Ⅲ）;

d₁）分离从阴极室放出的有机相和含有铈（Ⅲ）的水相的混合物，铈（Ⅲ）为产品。

按照本发明的第二种变化的方法，其特征是包括以下几个阶段：

a₂）将含有稀土和铈（Ⅲ）的水相通入电解池的阳极室中，于是铈（Ⅲ）被氧化为铈（Ⅳ）;

b₂）使上述阳极室中放出的水相与可抽提铈（Ⅳ）的有机相相接触，在相分离后得到含铈（Ⅳ）的有机相和含稀土的水相;

c₂）在上述电解池的阴极室中引入硝酸水溶液相以放出含有NOx的气体;

d₂）将b₂阶段的含铈（Ⅳ）的有机相与上述的气体接触，从而使铈（Ⅳ）还原为铈（Ⅲ）;

e₂）将经d₂阶段后的有机相与水相相接触，在相分离后得到基本上无铈的有机相和含铈（Ⅲ）的水相，铈（Ⅲ）为产品。本发明的其它特征和优点可从参照附图所进行的描述更好地理解，这些附图是：

-图1是根据本发明的第一种变化方法并按第一种实施方案的装置示意图;

-图2是根据本发明的第一种变化方法并按第二种实施方案的装置示意图;

-图3是根据本发明的第二种变化方法的装置示意图;

-图4是根据本发明的第一种变化方法使用的特殊类型的电解池的装置示意图;

-图5是根据本发明的第二种变化方法使用的与图4所示电解池相同的电解池的示意图。

本发明的方法基于含（Ⅲ）价氧化态的稀土和铈的水溶液相。一般来说是一种硝酸溶液。

不管方法如何变化，方法的第一部分总是将铈氧化为（Ⅳ）价态。这一氧化反应是将水溶液通入一个电解池的阳极室通过电解而完成的。