[发明专利]萃取分离生产高纯氧化镥的工艺

说明书

本发明提供一种溶剂萃取分离铥、镱、镥富集物或粗氧化镥，连续生产纯氧化镥的新方法。属于湿法冶金领域。

目前，高纯氧化镥均以铥、镱、镥富集物或粗氧化镥为原料，采用萃取色层法或溶剂萃取法生产。萃取色层法的主要不足在于：所需设备复杂，试剂昂贵，并且需要恒温装置，对厂房环境的要求也较高，因此设备投资大、维护困难，且生产过程不连续，一次投料量小，生产周期长，单位产量产品的酸、碱等试剂消耗高，产品收率低；同时该方法对人员素质和生产管理水平要求较高。用溶剂萃取法生产，所采用的萃取剂有二(2-乙基己基膦酸(Cyanwx272)和2-乙基己基膦酸单2-乙基己基脂(P507)。其中Cyanex272体系萃取剂价格昂贵，萃取容量低，平均分离系数小(-1.3)，试剂、设备投资大，料液质量要求高，分离体系易乳化，生产过程较难控制；而P507体系生产时，虽然分离系数较大，但要求平衡时间很长(约30分钟)，是一般萃取分离平衡时间的5倍，使得试剂、设备的利用率大大降低，而且萃取平衡酸度高，有机相难于反萃再生，产品收率低，甚至不能连续生产。

针对上述不足，本发明采用一种在P507体系中加入添加剂的方法，克服了P507生产体系中平衡时间长、有机相反萃再生困难等缺点，同时保留该体系分离系数大、萃取容量高、料液质量要求低等优点。其特点是设备简单、生产连续、处理量大、易于操作、试剂单耗小、便于同现有稀土工艺流程衔接。

本发明的溶剂萃取分离生产氧化镥的工艺包括：

(1).待分离的原料：其中含镥量为5-99％，其余的稀土组分任意，各元素含量

    之和相应为1-95％；

(2).萃取体系的有机相：为2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯、胺类萃取剂添

    加剂和煤油的混合物，其中的胺类萃取剂添加剂选自如下式的化合物：

                                 +-

    R₁R₂R₃N或R₁R₂R₃R₄NX，式中的R₁，R₂，R₃，R₄可以相同或不同，并可以各

    自为氢原子或C_6-10的直链或支链的烷基，X为负一价的氯离子或硝酸根。

    2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯与煤油或磺化煤油的体积比为1比1-2，添

  加剂的浓度为0.5-20％(重量)，该有机相经氢氧化纳或氨水皂化后使用，

  皂化度为25-40％；  (3).实施参数：皂化有机相与稀土并流3-5级后成稀土皂形式进槽，料液浓度

  0.5-2.0摩尔，酸度0.01-1.5摩尔，盐酸洗液浓度3.0-6.0摩尔，萃取段级数

  (n)为30-60，洗涤段级数(m)为20-60，各相流比为：有机相(Vs)∶料液(Vf)∶

  洗液(Vw)＝(6.0-20.0)∶1∶(0.3-1.8)；

在上述条件下，从水相出口可得到浓度为0.1-1.5摩尔，酸度为0.1-2.5摩尔的非镥元素，从有机相获得纯度等于或大于99.99％的氧化镥，再经常规后处理，即可得高纯氧化镥产品。本发明的突出优点是：

<1>.与萃取色层法相比，可数倍降低设备和试剂投资；

<2>.与Cyanex272体系相比，试剂、设备投资小，生产过程容易控制，生产成本

    低；

<3>.与P507体系相比，平衡时间短，约6分钟，试剂、设备的利用率大为提高，有

    机相再生彻底，产品收率高，对镥含量低的原料也能实现连续生产。

为了更清楚地说明本发明，列举如下实例，但这对本发明的范围无任何限制。

实施例：

采用分馏萃取工艺进行Yb/Lu分离，萃取有机相的体积百分组成为：P507：季铵盐添加剂∶煤油＝33∶3∶64，其中P507的浓度1.0mol，萃取有机相的皂化度为30％，皂化有机相与稀土并流4级后进入萃取段第一级；稀土料液浓度为1.5mol，酸度约pH＝1，其中含镥7-10％，其余元素(Ho-Tm)₂O₃含7-10％，Yb₂O₃含80-86％；洗液盐酸浓度为5.0mol，萃取段级数为40，洗涤段级数为40，流比为：有机相∶料液∶洗酸＝20∶1∶1.5。在所述条件下从水相萃余液得到浓度1.0mol、酸度约1.0mol的镥前混合物；从有机相出口可得到纯镥产品(＞99.99％)。其中主要稀土杂质为：Ho₂O₃＜3μg/g、Er₂O₃＜3μg/g、Tm₂O₃＜3μg/g、Yb₂O₃＜20μg/g、Y₂O₃＜3μg/g。