BR102012030467A2 - Método para a extração e a separação de elemento de terra rara leve - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA A EXTRAÇÃO E A SEPARAÇÃO DE ELEMENTO DE TERRA RARA LEVE. Um elemento de terra rara leve alvo é separado de uma solução aquosa contendo dois ou mais de La, Ce, Pr, e Hd por contatar uma fase orgânica contendo um extrator com a solução aquosa em um misturador-decantador de múltiplas etapas do fluxo contra-corrente ao mesmo tempo que adicionando uma solução alcalina a este, e contatar a fase orgânica com uma solução aquosa ácida para a re-extração do elemento alvo. O extrator é um ácido diglicolamico de dialquila tendo a fórmula: R^ 1^R^ 2^NCOCH~ 2~OCH~ 2~COOH em que R^ 1^ e R^ 2^ são alquila, pelo menos um tendo pelo menos 6 átomos de carbono.

Description

“MÉTODO PARA A EXTRAÇÃO E A SEPARAÇÃO DE ELEMENTO DE TERRA RARA

LEVE”

Campo Técnico

Esta invenção se refere à um método para eficazmente extrair e separar um elemento de terra rara leve alvo a partir de uma mistura de pelo menos dois elementos de terras raras leves incluindo lantânio, cério, praseodímio e neodímio.

Técnica Antecedente

Hoje em dia, os magnetos de terras raras como caracterizado pelos magnetos de Nd são amplamente empregados em vários motores, sensores e outros componentes montados 10 em unidades de disco rígido, condicionadores de ar, veículos híbridos, e assim por diante. De acordo com os elementos de terras raras a partir dos quais os magnetos de terras raras são produzidos, seus recursos são encontrados apenas em países limitados. Uma crise de recurso é exclamada porque é esperado que a procura deve exceder o fornecimento no futuro próximo. Existe uma forte procura para a reutilização de pó, detritos e sucatas de magneto 15 associados com a produção de magnetos de terras raras, a reciclagem pela recuperação de elementos de terras raras a partir dos resíduos municipais, e a pesquisa e o desenvolvimento de novos depósitos de minerais de terra rara.

A maioria dos elementos de terras raras depositados nas minas atualmente abertas no mundo são os elementos de terras raras leves (LREE) inclui lantânio (La), cério (Ce), 20 praseodímio (Pr), e neodímio (Nd). As técnicas conhecidas para a separação dos elementos de terras raras incluem resinas de permuta de íons (extração sólido a líquido) e extração por solvente (extração líquido a líquido). Para a separação e purificação dos elementos de terras raras de um modo industrial, a técnica de extração por solvente é muitas vezes empregada porque etapas consecutivas permitem eficiente processamento de grande volume.

Na técnica de extração por solvente, uma fase aquosa na forma de uma solução

aquosa contendo elementos de metal está em contato com uma fase orgânica contendo um extrator para um elemento de metal específico e um solvente orgânico para a diluição do extrator, para desse modo, extrair o elemento de metal específico com o extrator. O elemento de metal específico é separado desse modo.

Uma variedade de extratores é empregada na técnica, por exemplo, tributil fosfato

(TBP), ácido carboxílico (ácido Versático 10), ésteres de ácido fosfórico, ácido fosfônico e ácido fosfínico. Um éster de ácido fosfórico exemplar é ácido de di-2-etilhexilfosfórico (D2EHPA). Um ácido fosfônico típico é éster mono-2-etilhexil do ácido 2-etilhexilfosfônico o qual está comercialmente disponível como PC-88A da Daihachi Chemical Industry Co., Ltd. 35 Um ácido fosfínico típico é ácido bis(2,4,4-trimetilpentil) fosfínico o qual está comercialmente disponível como Cyanex 272 da American Cyanamid. Eles são geralmente empregados na indústria. A eficiência da separação da técnica de extração por solvente depende da capacidade de um extrator, especialmente seu fator de separação. Quanto maior o fator de separação, maior se torna a eficiência da separação da técnica de extração por solvente, o que leva a simplificação das etapas de separação e redução do sistema de separação, e eventu5 almente a eficiência melhorada do processo e uma redução do custo. Inversamente, se o fator de separação é mais baixo, o processo de separação torna-se mais complicado e o sistema de separação torna-se de tamanho maior.

Dos extratores comercialmente disponíveis, mesmo PC-88A que é conhecido por ter um elevado fator de separação para os elementos de terras raras tem um baixo fator de 10 separação entre os elementos próximos na Tabela Periódica, por exemplo, um fator de separação de menos do que 2, especificamente de cerca de 1,4 entre o neodímio e o praseodímio os quais são acreditados mais difíceis de separar entre os elementos de terras raras. O fator de separação desta ordem não é suficiente para facilitar a separação entre o neodímio e o praseodímio. Para purificar e separar um do outro em uma pureza aceitável, um 15 sistema de tamanho grande é necessário e de capital intensivo. Para o propósito de purificação e de separação de tais elementos de terras raras, é desejado ter um extrator tendo um fator de separação mais elevado do que nunca e um método de extração/ separação empregando o mesmo.

Um extrator conhecido por ter um elevado fator de separação para os elementos de 20 terras raras, especialmente LREEs: lantânio (La), cério (Ce)1 praseodímio (Pr), e neodímio (Nd) é um ácido diglicolamico como descrito em JP-A 2007-327085. A extração por solvente empregando este extrator torna mais eficiente o processo de extração e de separação dos elementos de terras raras, especialmente LREEs. De qualquer modo, o processo de extração deve ser ainda melhorado antes da extração poder ser executada no nível industrial25 mente aceitável, porque o ácido diglicolamico tem diferentes propriedades químicas dos extratores comercialmente disponíveis, D2EHPA, PC-88A e Cyanex 272.

Lista de Citação

Documento de Patente 1: JP-A 2007-327085

Descrição da Invenção

Um objeto da invenção é fornecer um método para a separação e a extração de

forma eficaz de um elemento de terra rara leve através de etapas simples em uma escala comercialmente aceitável e em uma instalação de tamanho pequeno.

Os inventores descobriram que um elemento de terra rara leve pode ser extraído e separado empregando um ácido diglicolamico de dialquila tendo a fórmula geral (1) definida abaixo como o extractor em um misturador-decantador de múltiplas etapas do fluxo contracorrente. Se bem que as quantidades de álcali e ácido empregadas na extração e na reextração são menores do que aquelas necessárias na técnica anterior, a extração e a separação do elemento de terra rara leve podem ser executadas através de etapas simples, em uma instalação de tamanho pequeno, e em um nível comercialmente aceitável de eficiência.

Por conseguinte, a atual invenção fornece um método para a separação de um elemento de terra rara leve alvo através da extração por solvente de uma solução aquosa 5 contendo pelo menos dois elementos de terras raras leves selecionados a partir do grupo consistindo em lantânio, cério, praseodímio e neodímio, compreendendo as etapas de contatar uma fase orgânica contendo um extrator com uma fase aquosa que é a solução aquosa contendo pelo menos dois elementos de terras raras leves em um misturador-decantador de múltiplas etapas do fluxo contra-corrente ao mesmo tempo que adicionando uma solução 10 alcalina a este, para a extração do elemento alvo na fase orgânica, e contatar a fase orgânica com uma solução aquosa ácida para a re-extração do elemento alvo. O extrator é um ácido diglicolamico de dialquila tendo a fórmula geral (1):

R1 R2NCOCH2OCH2COOH(1)

em que R1 e R2 são cada um independentemente alquila linear ou ramificada, pelo menos uma sendo um grupo de alquila de pelo menos 6 átomos de carbono. A quantidade de álcali na solução alcalina empregada na etapa de extração e a quantidade de ácido na solução aquosa ácida empregada na etapa de re-extração cada uma é de 1,2 a 3,5 equivalentes relativos aos elementos de terras raras leves na fase aquosa.

Em uma modalidade preferida, o extrator é um composto tendo a formula (1) em que R1 e R2 cada um é -CH2CH(C2H5)C4Hs, isto é, ácido diglicolamico de di-2-etilhexil.

Efeitos Vantajosos da Invenção

O método permite a extração e a separação de um LREE alvo através das etapas simples com as vantagens da simplicidade, eficiência comercialmente aceitável, e uma instalação de tamanho pequeno. O investimento da instalação e custo do funcionamento são reduzidos. O método é de grande valor industrial.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 é um diagrama de bloco de um misturador-decantador de múltiplas etapas do fluxo contra-corrente.

Descrição das Modalidades De acordo com a invenção, um elemento de terra rara leve alvo é extraído e sepa

rado de uma solução aquosa contendo pelo menos dois elementos de terras raras leves por contatar uma fase orgânica contendo um extrator com uma fase aquosa que é a solução aquosa contendo pelo menos dois elementos de terras raras leves em um misturadordecantador de múltiplas etapas do fluxo contra-corrente ao mesmo tempo que adicionando 35 uma solução alcalina a este, para a extração do elemento alvo na fase orgânica, e contatar a fase orgânica com um aquoso ácido é a solução para a re-extração do elemento alvo. O termo "elemento de terra rara leve" é muitas vezes abreviado aqui como LREE. O extrator empregado aqui é um ácido diglicolamico de dialquila tendo a fórmula geral (1).

R1R2NCOCH2OCH2COOH(1)

Aqui R1 e R2 são cada um independentemente um grupo de alquila linear ou ramifi5 cada, e pelo menos um de R1 e R2 é um grupo de alquila de pelo menos 6 átomos de carbono, de preferência de 6 a 18 átomos de carbono, mais de preferência de 7 a 18 átomos de carbono. Se a contagem de carbono é de menos do que 6, o composto deixa de desempenhar o papel de extrator porque é menos lipofílico a fim de que a fase orgânica necessite da estabilidade e apresente separação pobre da fase aquosa, e porque a dissolução do próprio 10 extrator na fase aquosa torna-se perceptível. Uma contagem excessive de carbono contribui para nenhuma melhora nas capacidades básicas como as capacidades de extração e de separação apesar do custo aumentado da produção do extrator. Uma vez que a natureza lipofílica seja assegurada, se um de R1 e R2 tem uma contagem de carbono de pelo menos

6, então o outro pode ter de menos do que 6 átomos de carbono.

O extrator preferido é um ácido diglicolamico de dialquila tendo a fórmula (1) em

que R1 e R2 cada um é etilhexila (-CH2CH(C2H5)C4H9), que é chamado ácido N,N-dioctil-3- oxapentano-1,5-amico ou ácido di-2-etilhexil diglicolamico (abreviado como D2EHDGAA, daqui em diante).

A fase orgânica consiste essencialmente do ácido diglicolamico de dialquila como 20 extrator e um diluente ou solvente orgânico em que o extrator é dissolúvel. O solvente orgânico é selecionado a partir daqueles que tem uma baixa solubilidade em água, uma solubilidade adequada do extrator, e uma baixa gravidade específica, e ajuda a melhorar uma capacidade de extração, por exemplo, tolueno, xileno, hexano, isododecano, querosene, e álcoois superiores. A concentração do extrator na fase orgânica é de preferência de 0,1 a 25 1,5 mol/L, mais de preferência de 0,2 a 1,0 mol/L. O uso do extrator e do solvente orgânico definido aqui assegura o tratamento de uma solução aquosa contendo LREEs em uma concentração como constatado no processo industrial.

De acordo com a invenção, um LREE alvo é separado através da extração por solvente de uma solução aquosa contendo pelo menos dois LREEs selecionados a partir do 30 grupo consistindo em lantânio (La), cério (Ce), praseodímio (Pr) e neodímio (Nd). Entre os elementos de terras raras, os LREEs incluindo lantânio, cério, praseodímio e neodímio são difíceis de separar porque o fator de separação entre os elementos próximos na Tabela Periódica é baixo quando comparado com os outros elementos de terras raras. O método atual é bastante eficaz para a extração e a separação dos LREEs.

A mistura do LREE a ser tratada com o extrator está contida em uma fase aquosa

como solução aquosa. Inclusive, os LREEs podem estar presents na forma de sais solúveis em água, por exemplo, cloretos (LaCI3, CeCI3, PrCI3, NdCI3). A fase aquosa contendo uma mistura de LREEs em uma concentração de 0,01 a 0,7 mol /L1 mais especificamente de 0,05 a 0,5 mol/L pode ser tratada.

Na extração por solvente, a extratabilidade de um elemento de terra rara depende de seu rádio iônico. Dos elementes submetidos a extração, um elemento tendo um menor rádio iônico é preferencialmente extraído na fase orgânica. Por esse motivo, quando dois LREEs próximos são submetidos a extração, por exemplo, qualquer um dos dois é preferencialmente extraído.

CombinaçãoElemento extraído na fase orgânica

La/ CeCe Ce/ PrPr

Pr/ NdMd

Quando a extração é feita de uma mistura de La, Ce, Pr e Nd, que é primeiro preferencialmente extraída da mistura destes quatro LREEs é Nd, e em seguida Pr e Ce são extraídos nesta ordem, e finalmente La é deixado na fase aquosa.

Em uma modalidade preferida, uma relação de um C0 da concentração do extrator

na fase orgânica de um Ca da concentração do LREE na fase aquosa está na faixa de: 2 £ C0/ Ca á 10. Se C0I Ca < 2, a concentração de extrator de ácido diglicolamico de dialquila que está disponível para uma certa concentração de LREE é insufficiente, resultando na solidificação da fase orgânica e uma falta de extração por solvente para efetuar a separação 20 e a purificação. Uma relação CJ Ca de mais do que 10 não contribui para a melhora nas funções fundamentais, capacidades de extração e de separação, e uma concentração mais elevada da fase orgânica em relação à uma concentração da fase aquosa indica um aumento do custo.

Durante a etapa de extração, o sistema de extração (fases aquosas e orgânicas 25 combinadas) é mantido em pH 3 ou abaixo. Acima de pH 3, os LREEs tendem a formar hidróxidos que se precipitam. Isto se torna um impedimento para a extração e a separação quando a fase orgânica está em contato com a fase aquosa. Isto também resulta em um falta de separação de fase, impedindo a etapa de extração. No caso de forte acidez, indesejavelmente um álcali necessário para a extração e um ácido necessário para a re-extração 30 deve ser empregado em quantidades maiores. Por esse motivo, o sistema de extração (fases aquosas e orgânicas combinadas) está de preferência em uma faixa de pH de 1 a 3 durante a etapa de extração.

Durante a etapa de extração, o sistema de extração (fases aquosas e orgânicas combinadas) é de preferência mantido em uma temperature mais baixa do que o ponto de fulgor do solvente na fase orgânica. Em geral, uma temperatura mais elevada leva a uma maior solubilidade do extrator na fase orgânica e melhor separação entre as fases aquosas e orgânicas. De qualquer modo, para evitar um incêndio de ser tomado em excess do ponto de fulgor, a temperature não deve exceder o ponto de fulgor do solvente. De preferência o sistema de extração é controlado para uma temperatura mais baixo do que o ponto de fulgor de 5 0C a 10 0C.

Em uma modalidade preferida, um misturador-decantador de múltiplas etapas do fluxo contra-corrente é empregado para efetuar a extração e a separação por eficazmente contatar a fase orgânica contendo um extrator e um solvente orgânico com a fase aquosa ou solução aquosa contendo os LREEs.

Referindo-se a Figura 1, um misturador-decantador de múltiplas etapas do fluxo contra-corrente é esquematicamente ilustrado. O misturador-decantador ilustrado na Figura 1 inclui uma seção de extração A, uma seção de purificação B, e uma seção de re-extração C, cada uma das quais pode consistir em uma ou múltiplas etapas. O número de etapas em cada seção é selecionado a fim de que a pureza desejada do LREE possa ser obtida no final da extração e da separação. As linhas de 1 a 8 representam os fluxos de entrada e de saída para e do misturador-decantador. O sistema alimenta uma solução aquosa do LREE (fase aquosa) a partir da linha 1, um extrator-contendo fase orgânica a partir da linha 2, uma solução aquosa alcalina (por exemplo, solução aquosa de hidróxido de sódio) a partir da linha 3, e uma solução aquosa ácida (por exemplo, ácido hidroclórico aquoso) a partir das linhas 4 e 6. Uma fase aquosa contendo os LREEs residuais (não extraídos na fase orgânica) é recuperada a partir da linha 5, e uma solução aquosa em que o elemento alvo uma vez extraído na fase orgânica é re-extraído (solução aquosa ácida) é recuperado a partir da linha

7. Na seção de extração A, o pH da fase aquosa é ajustado de acordo com o tipo dos LREEs a fim de que o alvo e os outros elementos sejam separados para as fases aquosas e orgânicas, respectivamente. Na seção de extração A, a solução aquosa alcalina a partir da linha 3 é adicionada às fases aquosas e orgânicas em contato. Na seção de purificação B, a 25 fase orgânica é lavada para seletivamente extrair somente os outros elementos que são dissolvidos em menores quantidades na fase orgânica e que são para serem retidos na fase aquosa. Especificamente, uma solução aquosa ácida da linha 4 é adicionada á fase orgânica na seção de purificação B. Na seção de re-extração C, o elemento alvo uma vez extraído na fase orgânica é re-extraído para uma solução aquosa ácida. Especificamente, uma solu30 ção aquosa ácida da linha 6 é adicionada à fase orgânica na seção de re-extração C. O extrator do qual o elemento alvo foi re-extraído pode ser reciclado da linha 8 para a linha 2 para a reutilização.

Na seção de extração A, a solução aquosa do LREE 1 está em contato com extrator-contendo a fase orgânica 2 para a extração. O elemento alvo na solução do LREE é extraído na fase orgânica 2 visto que a fase aquosa 5 contendo os outros LREEs (remanescentes nela sem serem extraídos na fase orgânica 2) é descarregada e recuperada da seção de extração A. Compreensivelmente, a solução aquosa alcalina 3 é alimentada para o propósito de ajustar uma concentração ácida de equilíbrio. A fase orgânica 2 da qual o elemento alvo foi extraído é alimentada para a seção de purificação B em que a fase orgânica 2 é lavada com a solução aquosa ácida 4 que é de pH ajustado a fim de seletivamente extrair apenas os outros elementos que são dissolvidos em menores quantidades na fase orgânica 5 e que são para serem retidos na fase aquosa (por exemplo, no caso de extração e de separação de Nd/ Pr, a solução aquosa ácida 4 é ajustada ao pH 1 a 2 a fim de que o Pr possa ser seletivamente extraído). A solução aquosa ácida 4 a qual apenas os elementos a serem retidos na fase aquosa foram seletivamente extraídos é alimentada de novo para a seção de extração A, visto que a fase orgânica lavada 2 é alimentada para a seção de re-extração C 10 em que o elemento alvo na fase orgânica 2 é re-extraído com a solução aquosa ácida 6 ajustada ao pH desejado. A solução aquosa contendo o elemento alvo resultante 7 é descarregada e recuperada. A fase orgânica 8 da qual o elemento alvo foi re-extraído pode ser reciclada para a seção de extração A, como a fase orgânica 2.

A concentração da solução aquosa alcalina alimentada para a seção de extração A é tipicamente de 3 a 6 mol/ L embora não particularmente limitada. A concentração da solução aquosa ácida alimentada para a seção de purificação Bea concentração da solução aquosa ácida alimentada para a seção de re-extração C são ambas tipicamente de 3 a 6 mol/ L embora não particularmente limitada.

Agora, as quantidades equivalentes de ácido e de álcali empregadas nestas etapas são discutidas. Contanto que F é uma quantidade de LREEs alimentados a partir da linha 1,

R é uma quantidade de LREEs remanescentes sem ser extraído na fase orgânica, e ε é

uma raiz quadrada de um fator de separação do elemento alvo, teoricamente a quantidade equivalente do ácido empregado é dada pela fórmula:

3χ{ε R-F(z -1 )}/(ε -1)

e a quantidade equivalente de álcali empregada é dada pela fórmula:

3xRJ(c -1) .

Isto é, 3 equivalentes de extrator reage com 1 equivalente do LREE. Em relação à extração por solvente do LREE, é acreditado na técnica que 3 equivalentes de ácido e álcali são necessários para o íon trivalente do LREE.

Por contraste, o método de extração/ separação da invenção é tal que a quantidade

de álcali na solução alcalina empregada para a extração e a quantidade de ácido na solução aquosa ácida empregada para a re-extração de cada um pode cair em uma faixa de 1,2 a 3,5 equivalentes relativos aos LREEs na fase aquosa. As quantidades de álcali e de ácido são de preferência pelo menos 1,3 equivalentes, e mais de preferência pelo menos 1,4 35 equivalentes. No método para a extração e a separação em um misturador-decantador de múltiplas etapas do fluxo contra-corrente empregando um ácido diglicolamico de dialquila como extrator, até mesmo quando a quantidade de álcali empregada para a extração e a quantidade de ácido empregada para a re-extração de cada um é de menos do que 3,5 equivalentes, o número de etapas de extração necessário para a produção do elemento alvo da mesma pureza é igual a ou de menos do que o número de etapa de extração necessá5 rias para os extratores convencionais. Isto sugere uma possível redução do investimento de instalação. No método de extração/ separação da invenção, a quantidade de álcali e a quantidade de ácido de cada um pode ser igual a ou de menos do que 2,9 equivalentes, de preferência igual a ou de menos do que 2,4 equivalentes, mais de preferência igual a ou de menos do que 2 equivalentes, e até mesmo mais de preferência igual a ou de menos do que 10 1,8 equivalentes. Uma vez que as quantidades de álcali e de ácido empregadas são realmente pequenas, o método de extração/ separação da invenção pode reduzir o custo do funcionamento. Além disso, uma vez que a quantidade permissível está em uma faixa mais extensa de 1,2 a 3,5 equivalentes do que na técnica anterior, as quantidades de álcali e de ácido introduzidas podem ser determinadas com maior aceitabilidade.

Exemplo

Os Experimentos e os Exemplos da Invenção são dados abaixo por meio de ilustração e não por meio de limitação. A concentração de um LREE em uma solução aquosa foi calculada por meio de um espectrômetro de emissão atômica de ICP (ICP-7500 pela Shimadzu Corp.).

Experimento 1 e Experimento Comparativo 1

Teste de separação de Pr/ Nd

Um experimento foi realizado para examinar a capacidade de um extrator para separar os LREEs para sua mistura. No Experimento 1, D2EHDGAA foi dissolvido em querosene em uma concentração de 0,5 mol/ L para formar uma solução servindo como fase or25 gânica. No Experimento Comparativo 1, um extrator comercialmente disponível, PC-88A foi dissolvido em querosene em uma concentração de 0,5 mol/ L para formar uma solução servindo como fase orgânica.

O cloreto de praseodímio e o cloreto de neodímio foram dissolvidos em água para formar uma solução misturada do LREE tendo uma relação de Pr: Nd de 1:1 em uma base 30 molar e uma concentração de 0,1 mol/ L de Pr+Nd servindo como fase aquosa. Um funil separador foi carregado com 100 ml da fase orgânica e 100 ml da fase aquosa, agitado a 20 0C durante cerca de 20 minutos para efetuar a extração, e deixado em repouso até que o equilíbrio foi atingido. A fase orgânica foi em seguida separada da fase aquosa. Em seguida, 100 ml da fase orgânica foi alimentado para um funil separador juntamente com 100 ml de 35 solução aquosa ácida hidroclórica de 5N, que foi agitado a 20 0C durante cerca de 20 minutos para re-extrair o LREE uma vez extraído na fase orgânica na solução aquosa ácida hidroclórica. As concentrações de praseodímio e de neodímio na fase aquosa e na solução aquosa ácida hidroclórica após a re-extração foram calculadas por meio de um espectrômetro de ICP-7500. Um fator de separação foi computado a partir das concentrações, com os resultados mostrados na Tabela 1. D2EHDGAA tinha um fator de separação de 2,4, e PC88A tinha um fator de separação de 1,4 sob as mesmas condições. D2EHDGAA apresentou separação definitiva de Nd/ Pr, superando PC-88A.

Tabela 1

Extrator Concentração Concentração dos Fator de separação do extrator LREEs misturados (d/ Pr) (mol/ L) (mol/ L) Experimento 1 D2EHDGAA 0,5 0,1 2,4 Experimento PC-88A 0,5 0,1 1,4 Comparativo 1 Experimento 2 e Exper mento Comparativo 2 Teste de separação do Ce/ Pr Um experimento foi realizado para examinar a capacidade de um extrator para se

parar os LREEs para sua mistura. No Experimento 2, D2EHDGAA foi dissolvido em querosene em uma concentração de 0,5 mol/ L para formar uma solução servindo como fase orgânica. No Experimento Comparativo 2, um extrator comercialmente disponível, PC-88A foi dissolvido em querosene em uma concentração de 0,5 mol/ L para formar uma solução ser

vindo como fase orgânica.

O cloreto de cério e o cloreto de praseodímio foram dissolvidos em água para formar uma solução misturada do LREE tendo uma relação de Ce: Pr de 1:1 em uma base molar e uma concentração de 0,1 mol/ L de Ce+Pr servindo como fase aquosa. Um funil separador foi carregado com 100 ml da fase orgânica e 100 ml da fase aquosa, agitado a 20 0C 20 durante cerca de 20 minutos para efetuar a extração, e deixado em repouso até que o equilíbrio foi atingido. A fase orgânica foi em seguida separada da fase aquosa. Em seguida, 100 ml da fase orgânica foi alimentada para um funil separador juntamente com 100 ml de solução aquosa ácida hidroclórica de 5N, que foi agitado a 20 0C durante cerca de 20 minutos para re-extrair o LREE uma vez extraído na fase orgânica na solução aquosa ácida hidrocló25 rica.

As concentrações de cério e de praseodímio na fase aquosa e na solução aquosa ácida hidroclórica após a re-extração foram calculadas pelo espectrômetro de ICP-7500. Um fator de separação foi computado a partir das concentrações, com os resultados mostrados na Tabela 2. D2EHDGAA tinha um fator de separação de 2,1, e PC-88A tinha um fator de 30 separação de 1,6 sob as mesmas condições. D2EHDGAA apresentou separação definitiva de Ce/ Pr, superando PC-88A.

Tabela 2

Extrator Concentração do Concentração dos Fator de sepa¬ extrator LREEs misturados (mol/ ração (Ce/ Pr) (mol / L) L) Experimento 2 D2EHDGAA 0,5 0,1 2,1 Experimento PC-88A 0,5 0,1 1,6 Comparativo 2 10

15

20

Experimento 3 e Experimento Comparativo 3

Teste de separação de La/ Ce

Um experimento foi realizado para examinar a capacidade de um extrator para separar os LREEs para sua mistura. No Experimento 3, D2EHDGAA foi dissolvido em querosene em uma concentração de 0,5 mol/ L para formar uma solução servindo como fase orgânica. No Experimento Comparativo 3, um extrator comercialmente disponível, PC-88A foi dissolvido em querosene em uma concentração de 0,5 mol/ L para formar uma solução servindo como fase orgânica.

O cloreto de lantânio e o cloreto de cério foram dissolvidos em água para formar uma solução misturada do LREE tendo uma relação de LarCe de 1:1 em uma base molar e uma concentração de 0,1 mol/ L de La + Ce servindo como fase aquosa. Um funil separador foi carregado com 100 ml da fase orgânica e 100 ml da fase aquosa, agitado a 20 °C durante cerca de 20 minutos para efetuar a extração, e deixado em repouso até que o equilíbrio foi atingido. A fase orgânica foi em seguida separada da fase aquosa. Em seguida, 100 ml da fase orgânica foi alimentada para um funil separador juntamente com 100 ml de solução aquosa ácida hidroclórica de 5N, que foi agitado a 20 0C durante cerca de 20 minutos para re-extrair o LREE uma vez extraído na fase orgânica na solução aquosa ácida hidroclórica.

As concentrações de lantânio e de cério na fase aquosa e a solução aquosa ácida hidroclórica após a re-extração foram calculadas pelo espectrômetro de ICP-7500. Um fator de separação foi computado a partir das concentrações, com os resultados mostrados na Tabela 3. D2EHDGAA tinha um fator de separação de 4,7, e PC-88A tinha um fator de separação de 3,0 sob as mesmas condições. D2EHDGAA apresentou separação definitiva de La/ Ce, superando PC-88A.

Tabela 3

Extrator Concetração do Concentração dos Fator de sepa¬ Extrator LREEs misturados (mol/ ração (La / Ce) (mol / L) L) Experimento 3 D2EHDGAA 0,5 0,1 4,7 Experimento Cor- PC-8SA 0,5 0,1 3,0 nparativo 3 ExemDlo 25

30

Este exemplo empregou um misturador-decantador de múltiplas etapas do fluxo contra-corrente incluindo as seções e as linhas de fluxo como mostrados na Figura 1, e D2EHDGAA como o extrator para a extração e a separação de neodímio, praseodímio e cério na seqüência de uma mistura de lantânio, cério, praseodímio e de neodímio.

A fase orgânica foi uma solução de querosene de 0,5 mol/ L de D2EHDGAA. A fase aquosa foi de 30 L de uma solução aquosa de cloreto de lantânio, cloreto de cério, cloreto de praseodímio e cloreto de neodímio em uma relação molar de lantânio : cério : praseodímio : neodímio ~ 1:1:1:1 e em uma concentração de 0,1 mol/ L de lantânio + cério + praseodímio + neodímio.

Um misturador-decantador de múltiplas etapas do fluxo contra-corrente como mostrado na Figura 1 incluiu uma seção de extração A de 14 etapas, uma seção de purificação B de 10 etapas, e uma seção de re-extração C de 8 etapas. A fase orgânica e a fase aquosa foram contatadas para a extração e a separação em uma temperatura de 35 0C que foi abaixo do ponto de fulgor da querosene. A fase aquosa foi alimentada em uma taxa de fluxo de 15 L/ hr da linha 1, a fase orgânica alimentada em uma taxa de fluxo de 10,6 U hr da linha 2, um 4 mol/ L da solução aquosa de hidróxido de sódio alimentada em uma taxa de fluxo de 0,4 U hr da linha 3, uma 5,5 mol/ L da solução aquosa ácida hidroclórica alimentada em uma taxa de fluxo de 0,2 \J hr da linha 4, e um 5,5 mol/ L da solução aquosa ácida hidroclórica alimentada em uma taxa de fluxo de 0,4 U hr da linha 6. A fase aquosa foi recuperada em uma taxa de fluxo de 15,6 U hr da linha 5, e a solução aquosa ácida hidroclórica contendo o LREE re-extraído foi recuperada em uma taxa de fluxo de 0,2 U hr da linha 7. A quantidade de hidróxido de sódio alimentado a partir da linha 3 foi de 1,5 equivalentes, e a quantidade total de ácido hidroclórico alimentado a partir das linhas 4 e 6 foi de 1,5 equivalentes, em relação aos LREEs na fase aquosa alimentada a partir da linha 1.

Após o estado estável ter sido alcançado, a fase aquosa recuperada a partir da Ii20 nha 5 e a solução aquosa ácida hidroclórica recuperada a partir da linha 7 foram analizadas pelo espectrômetro de ICP-7500 para determinar as concentrações de lantânio, cério, praseodímio e de neodímio. A solução aquosa ácida hidroclórica recuperada a partir da linha 7 compreendida de neodímio em uma concentração de 0,02 mol/ L e uma pureza de 99,5 % em mol com base nos LREEs [Nd/(La+Ce+Pr+Nd)], visto que a fase aquosa recuperada a 25 partir da linha 5 compreendida de neodímio em uma concentração de 0,5 % em mol com base nos LREEs [Nd/(La+Ce+Pr+Nd)].

Em seguida, 30 L da fase aquosa recuperada a partir da linha 5 (fase aquosa contendo lantânio, cério e praseodímio na mistura após a separação de neodímio) foi empregada como uma nova fase aquosa.

Um misturador-decantador de múltiplas etapas do fluxo contra-corrente como mos

trado na Figura 1 incluiu uma seção de extração A de 18 etapas, uma seção de purificação B de 14 etapas, e uma seção de re-extração C de 8 etapas. A fase orgânica e a fase aquosa foram contatadas a 35 °C para efetuar a extração e a separação.

No misturador-decantador da Figura 1, a fase aquosa contendo 0,1 mol/ L de lantânio + cério + praseodímio foi alimentada em uma taxa de fluxo de 15 L/ hr da linha 1, a fase orgânica, 0,5 mol/ L de D2EHDGAA em querosene foi alimentada em uma taxa de fluxo de

16 U hr da linha 2, um 4 mol/ L da solução aquosa de hidróxido de sódio foi alimentada em uma taxa de fluxo de 0,6 U hr da linha 3, um 5,5 mol/ L da solução aquosa ácida hidroclórica foi alimentada em uma taxa de fluxo de 0,3 U hr da linha 4, e uma 5,5 mol/ L da solução aquosa ácida hidroclórica foi alimentada em uma taxa de fluxo de 0,5 U hr da linha 6. A fase aquosa foi recuperada em uma taxa de fluxo de 15,9 U hr da linha 5, e a solução de ácido 5 hidroclórico contendo o LREE re-extraído foi recuperada em uma taxa de fluxo de 0,2 U hr da linha 7. A quantidade de hidróxido de sódio alimentado a partir da linha 3 foi de 1,5 equivalentes, e o total de 5 quantidades de ácido hidroclórico alimentado a partir das linhas 4 e 6 foi de 1,5 equivalentes, em relação aos LREEs misturados na fase aquosa alimentada a partir da linha 1.

Após o estado estável ter sido alcançado, as concentrações de lantânio, cério e

praseodímio na fase aquosa recuperada a partir da linha 5 e a solução de ácido hidroclórico recuperada a partir da linha 7 foram calculadas pelo espectrômetro de ICP-7500. A solução de ácido hidroclórico recuperada a partir da linha 7 compreende praseodímio em uma concentração de 0,031 mol/ L e uma pureza de 99,8 % em mol dos LREEs [Pr/(La+Ce+Pr)], 15 visto que a fase aquosa recuperada a partir da linha 5 compreende praseodímio em uma concentração de 0,2 mol dos LREEs [Pr/(La+Ce+Pr)].

Em seguida, 30 L da fase aquosa recuperada a partir da linha 5 (fase aquosa contendo lantânio e cério na mistura após a separação de praseodímio) foi empregada como uma nova fase aquosa.

Um misturador-decantador de múltiplas etapas do fluxo contra-corrente como mos

trado na Figura 1 incluiu uma seção de extração A de 8 etapas, uma seção de purificação B de 8 etapas, e uma seção de re-extração C de 8 etapas. A fase orgânica e a fase aquosa foram contatadas a 35 °C para efetuar a extração e a separação.

No misturador-decantador da Figura 1, a fase aquosa contendo 0,1 mol/ L de lantânio + cério foi alimentada em uma taxa de fluxo de 15 U hr da linha 1, a fase orgânica, 0,5 mol/ L de D2EHDGAA em querosene foi alimentada em uma taxa de fluxo de 14 U hr da linha 2, um 4 mol/ L da solução aquosa de hidróxido de sódio foi alimentada em uma taxa de fluxo de 0,5 U hr da linha 3, um 5,5 mol/ L da solução aquosa ácida hidroclórica foi alimentada em uma taxa de fluxo de 0,2 U hr da linha 4, e um 5,5 mol/ L da solução aquosa ácida hidroclórica foi alimentada em uma taxa de fluxo de 0,6 U hr da linha 6. A fase aquosa foi recuperada em uma taxa de fluxo de 15,7 U hr da linha 5, e a solução do ácido hidroclórico contendo o LREE re-extraído foi recuperado em uma taxa de fluxo de 0,4 U hr da linha 7. A quantidade de hidróxido de sódio alimentado a partir da linha 3 foi de 1,5 equivalentes, e a quantidade total de ácido hidroclórico alimentado a partir das linhas 4 e 6 foi de 1,5 equivalentes, em relação aos LREEs misturados na fase aquosa alimentada a partir da linha 1.

Após o estado estável ter sido alcançado, as concentrações de lantânio e de cério na fase aquosa recuperada a partir da linha 5 e a solução de ácido hidroclórico recuperada a partir da linha 7 foram calculadas pelo espectrômetro de ICP-7500. A solução de ácido hidroclórico recuperada a partir da linha 7 compreende cério em uma concentração de 0,047 mol/ L e uma pureza de 99,9 % em mol dos LREEs [Ce/(La+Ce)], visto que a fase aquosa recuperada a partir da linha 5 compreende lantânio em uma concentração de 0,047 mol/ L e uma pureza de 99,8 % em mol dos LREEs [La/(La+Ce)].

Exemplo Comparativo 1

Este exemplo empregou um misturador-decantador de múltiplas etapas do fluxo contra-corrente incluindo as seções e as linhas de fluxo como mostrados na Figura 1, e PC88A como extrator para a extração e a separação de neodímio, praseodímio e cério na sequência de uma mistura de lantânio, cério, praseodímio e de neodímio.

A fase orgânica foi uma solução de querosene de 0,5 mol/ L de PC-88A. A fase aquosa foi de 30 L de uma solução aquosa de cloreto de lantânio, cloreto de cério, cloreto de praseodímio e cloreto de neodímio em uma relação molar de lantânio : cério : praseodímio : neodímio -1:1:1:1 e em uma concentração de 0,1 mol/ L de lantânio + cério + praseodímio + neodímio.

Um misturador-decantador de múltiplas etapas do fluxo contra-corrente como mostrado na Figura 1 incluiu uma seção de extração A de 38 etapas, uma seção de purificação B de 26 etapas, e uma seção de re-extração C de 8 etapas. A fase orgânica e a fase aquosa foram contatadas a 35 °C para efetuar a extração e a separação. A fase aquosa foi alimen20 tada em uma taxa de fluxo de 15 U hr da linha 1, a fase orgânica alimentada em uma taxa de fluxo de 24 U hr da linha 2, um 4 mol/ L da solução aquosa de hidróxido de sódio alimentada em uma taxa de fluxo de 1,8 U hr da linha 3, um 5,5 mol/ L da solução aquosa ácida hidroclórica alimentada em uma taxa de fluxo de 1,1 U hr da linha 4, e um 5,5 mol/ L da solução aquosa ácida hidroclórica alimentada em uma taxa de fluxo de 1,5 U hr da linha 6. A 25 fase aquosa foi recuperada em uma taxa de fluxo de 17,9 U hr da linha 5, e a solução aquosa ácida hidroclórica contendo o LREE re-extraído foi recuperada em uma taxa de fluxo de 0,4 U hr da linha 7. A quantidade de hidróxido de sódio alimentado a partir da linha 3 foi de

3 equivalentes, e a quantidade total de ácido hidroclórico alimentado a partir das linhas 4 e 6 foi de 3 equivalentes, em relação aos LREEs na fase aquosa alimentada a partir da linha 1.

Após o estado estável ter sido alcançado, a fase aquosa recuperada a partir da li

nha 5 e a solução aquosa ácida hidroclórica recuperada a partir da linha 7 foram analizadas pelo espectrômetro de ICP-7500 para determinar as concentrações de lantânio, cério, praseodímio e de neodímio. A solução aquosa ácida hidroclórica recuperada a partir da linha 7 compreendida de neodímio em uma concentração de 0,02 mol/ L e uma pureza de 99,5 % 35 em mol com base nos LREEs [Nd/(La-fCe+Pr+Nd)], visto que a fase aquosa recuperada a partir da linha 5 compreendida de neodímio em uma concentração de 0,5 % em mol com base nos LREEs [Nd/fLa+Ce+Pr+Nd)]. Em seguida, 30 L da fase aquosa recuperada a partir da linha 5 (fase aquosa contendo lantânio, cério e praseodímio na mistura após a separação de neodímio) foi empregada como uma nova fase aquosa.

Um misturador-decantador de múltiplas etapas do fluxo contra-corrente como mostrado na Figura 1 incluiu uma seção de extração A de 22 etapas, uma seção de purificação B de 18 etapas, e uma seção de re-extração C de 8 etapas. A fase orgânica e a fase aquosa foram contatadas a 35 0C para efetuar a extração e a separação.

No misturador-decantador da Figura 1, a fase aquosa contendo 0,1 mol/ L de lantânio + cério + praseodímio foi alimentada em uma taxa de fluxo de 15 U hr da linha 1, a fase 10 orgânica, 0,5 mol/ L de PC-88A em querosene foi alimentada em uma taxa de fluxo de 24 U hr da linha 2, um 4 mol/ L da solução aquosa de hidróxido de sódio foi alimentada em uma taxa de fluxo de 1,8 U hr da linha 3, um 5,5 mol/ L da solução aquosa ácida hidroclórica foi alimentada em uma taxa de fluxo de 1,0 U hr da linha 4, e um 5,5 mol/ L da solução aquosa ácida hidroclórica foi alimentada em uma taxa de fluxo de 1,5 U hr da linha 6. A fase aquosa 15 foi recuperada em uma taxa de fluxo de 17,8 U hr da linha 5, e a solução de ácido hidroclórico contendo o LREE re-extraído foi recuperada em uma taxa de fluxo de 0,5 U hr da linha

7. A quantidade de hidróxido de sódio alimentado a partir da linha 3 foi de 3 equivalentes, e a quantidade total de ácido hidroclórico alimentado a partir das linhas 4 e 6 foi de 3 equivalentes, em relação aos LREEs misturados na fase aquosa alimentada a partir da linha 1.

Após o estado estável ter sido alcançado, as concentrações de lantânio, cério e

praseodímio na fase aquosa recuperada a partir da linha 5 e a solução de ácido hidroclórico recuperada a partir da linha 7 foram calculadas pelo espectrômetro de ICP-7500. A solução de ácido hidroclórico recuperada a partir da linha 7 compreende praseodímio em uma concentração de 0,027 mol I L e uma pureza de 99,1 % em mol dos LREEs [Pr/(La+Ce+Pr)], 25 visto que a fase aquosa recuperada a partir da linha 5 compreende praseodímio em uma concentração de 0,9 % em mol dos LREEs [Pr/fLa+Ce+Pr)].

Em seguida, 30 L da fase aquosa recuperada a partir da linha 5 (fase aquosa contendo lantânio e cério na mistura após a separação de praseodímio) foi empregada como uma nova fase aquosa.

Um misturador-decantador de múltiplas etapas do fluxo contra-corrente como mos

trado na Figura 1 incluiu uma seção de extração A de 12 etapas, uma seção de purificação B de 12 etapas, e uma seção de re-extração C de 8 etapas. A fase orgânica e a fase aquosa foram contatadas a 35 °C para efetuar a extração e a separação.

No misturador-decantador da Figura 1, a fase aquosa contendo 0,1 mol/ L de lantânio + cério foi alimentada em uma taxa de fluxo de 15 U hr da linha 1, a fase orgânica, 0,5 mol/ L de PC-88A em querosene foi alimentada em uma taxa de fluxo de 18 U hr da linha 2, um 4 mol/ L da solução aquosa de hidróxido de sódio foi alimentada em uma taxa de fluxo de 1,3 U hr da linha 3, um 5,5 mol/ L da solução aquosa ácida hidroclórica foi alimentada em uma taxa de fluxo de 0,6 \J hr da linha 4, e um 5,5 mol/ L da solução aquosa ácida hidroclórica foi alimentada em uma taxa de fluxo de 1,3 U hr da linha 6. A fase aquosa foi recuperada em uma taxa de fluxo de 16,9 U hr da linha 5, e a solução de ácido hidroclórico contendo

o LREE re-extraído foi recuperada em uma taxa de fluxo de 0,7 U hr da linha 7. A quantidade de hidróxido de sódio alimentado a partir da linha 3 foi de 3 equivalentes, e a quantidade total de ácido hidroclórico alimentado a partir das linhas 4 e 6 foi de 3 equivalentes, em relação aos LREEs misturados na fase aquosa alimentada a partir da linha 1.

Após o estado estável ter sido alcançado, as concentrações de lantânio e de cério 10 na fase aquosa recuperada a partir da linha 5 e a solução de ácido hidroclórico recuperada a partir da linha 7 foram calculadas pelo espectrômetro de ICP-7500. A solução de ácido hidroclórico recuperada a partir da linha 7 compreende cério em uma concentração de 0,044 mol/ L e uma pureza de 99,9 % em mol dos LREEs [Ce/(La+Ce)], visto que a fase aquosa recuperada a partir da linha 5 compreende lantânio em uma concentração de 0,044 mol/ L e 15 uma pureza de 99,8 % em mol dos LREEs [La/(La+Ce)].

Exemplo 2

Este exemplo empregou um misturador-decantador de múltiplas etapas do fluxo contra-corrente incluindo as seções e as linhas de fluxo como mostrados na Figura 1, e D2EHDGAA como extrator para a extração e a separação de neodímio de uma mistura de praseodímio e de neodímio.

A fase orgânica foi uma solução de querosene de 0,5 mol/ L de D2EHDGAA. A fase aquosa foi de 30 L de uma solução aquosa de cloreto de praseodímio e de cloreto de neodímio em uma relação molar de praseodímio : neodímio = 1:1 e em uma concentração de 0,1 mol/ L de praseodímio + neodímio.

Um misturador-decantador de múltiplas etapas do fluxo contra-corrente como mos

trado na Figura 1 incluiu uma seção de extração A de 12 etapas, uma seção de purificação B de 12 etapas, e uma seção de re-extração C de 8 etapas. A fase orgânica e a fase aquosa foram contatadas a 35 0C para efetuar a extração e a separação. A fase aquosa foi alimentada em uma taxa de fluxo de 15 U hr da linha 1, a fase orgânica alimentada em uma taxa 30 de fluxo de 21 U hr da linha 2, um 4 mol/ L da solução aquosa de hidróxido de sódio alimentada em uma taxa de fluxo de 0,6 U hr da linha 3, um 5,5 mol/ L da solução aquosa ácida hidroclórica alimentada em uma taxa de fluxo de 0,3 U hr da linha 4, e um 5,5 mol/ L da solução aquosa ácida hidroclórica alimentada em uma taxa de fluxo de 0,3 U hr da linha 6. A fase aquosa foi recuperada em uma taxa de fluxo de 15,9 U hr da linha 5, e a solução aquo35 sa ácida hidroclórica contendo o LREE re-extraído foi recuperada em uma taxa de fluxo de 0,3 U hr da linha 7. A quantidade de hidróxido de sódio alimentado a partir da linha 3 foi de 1,2 equivalentes, e a quantidade total de ácido hidroclórico alimentado a partir das linhas 4 e 6 foi de 1,2 equivalentes, em relação aos LREEs na fase aquosa alimentada a partir da linha 1.

Após o estado estável ter sido alcançado, as concentrações de praseodímio e de neodímio na fase aquosa recuperada a partir da linha 5 e a solução aquosa ácida hidroclóri5 ca recuperada a partir da linha 7 foram calculadas pelo espectrômetro de ICP-7500. A pureza de neodímio com base nos LREEs [Nd/(Pr+Nd)] na solução aquosa ácida hidroclórica recuperada a partir da linha 7 e a pureza de praseodímio com base nos LREEs [Pr/(Pr+Nd)J na fase aquosa recuperada a partir da linha 5 são apresentadas na Tabela 4.

Exemplo 3

A extração e a separação foi realizada como no Exemplo 2 exceto que a taxa de

fluxo da solução aquosa de hidróxido de sódio a partir da linha 3 foi de 0,8 U hr, a taxa de fluxo da solução aquosa ácida hidroclórica da linha 4 foi de 0,4 U hr, e a taxa de fluxo da solução aquosa ácida hidroclórica da linha 6 foi de 0,7 U hr. A quantidade de hidróxido de sódio alimentado a partir da linha 3 foi de 1,5 equivalentes, e a quantidade total de ácido 15 hidroclórico alimentado a partir das linhas 4 e 6 foi de 1,5 equivalentes, em relação aos LREEs na fase aquosa alimentada a partir da linha 1. As concentrações de praseodímio e de neodímio foram calculadas como no Exemplo 2. As purezas de praseodímio e de neodímio são também apresentadas na Tabela 4.

Exemplo 4

A extração e a separação foi realizada como no Exemplo 2 exceto que a taxa de

fluxo da solução aquosa de hidróxido de sódio a partir da linha 3 foi de 1,6 \J hr, a taxa de fluxo da solução aquosa ácida hidroclórica da linha 4 foi de 0,7 U hr, e a taxa de fluxo da solução aquosa ácida hidroclórica da linha 6 foi de 1,5 U hr. A quantidade de hidróxido de sódio alimentado a partir da linha 3 foi de 3 equivalentes, e a quantidade total de ácido hi25 drociórico alimentado a partir das linhas 4 e 6 foi de 3 equivalentes, em relação aos LREEs na fase aquosa alimentada a partir da linha 1. As concentrações de praseodímio e de neodímio foram calculadas como no Exemplo 2. As purezas de praseodímio e de neodímio são também apresentadas na Tabela 4.

Exemplo 5

A extração e a separação foi realizada como no Exemplo 2 exceto que a taxa de

fluxo da solução aquosa de hidróxido de sódio a partir da linha 3 foi de 1,9 U hr, a taxa de fluxo da solução aquosa ácida hidroclórica da linha 4 foi de 0,9 U hr, e a taxa de fluxo da solução aquosa ácida hidroclórica da linha 6 foi de 1,7 U hr. A quantidade de hidróxido de sódio alimentado a partir da linha 3 foi de 3,5 equivalentes, e a quantidade total de ácido 35 hidroclórico alimentado a partir das linhas 4 e 6 foi de 3,5 equivalentes, em relação aos LREEs na fase aquosa alimentada a partir da linha 1. As concentrações de praseodímio e de neodímio foram calculadas como no Exemplo 2. As purezas de praseodímio e de neodímio são também apresentadas na Tabela 4.

Exemplo Comparativo 2

A extração e a separação foi realizada como no Exemplo 2 exceto que a taxa de fluxo da solução aquosa de hidróxido de sódio a partir da linha 3 foi de 0,5 U hr, a taxa de 5 fluxo da he solução aquosa ácida hidroclórica da linha 4 foi de 0,2 Li hr, e a taxa de fluxo da solução aquosa ácida hidroclórica da linha 6 foi de 0,5 U hr. A quantidade de hidróxido de sódio alimentado a partir da linha 3 foi de 1 equivalente, e a quantidade total de ácido hidroclórico alimentado a partir das linhas 4 e 6 foi de 1 equivalente, em relação aos LREEs na fase aquosa alimentada a partir da linha 1. As concentrações de praseodímio e de neodímio 10 foram calculadas como no Exemplo 2. As purezas de praseodímio e de neodímio são também apresentadas na Tabela 4.

Exemplo Comparativo 3

A extração e a separação foi realizada como no Exemplo 2 exceto que a taxa de fluxo da solução aquosa de hidróxido de sódio a partir da linha 3 foi de 2,1 U hr, a taxa de

fluxo da solução aquosa ácida hidroclórica da linha 4 foi de 1,0 U hr, e a taxa de fluxo da solução aquosa ácida hidroclórica da linha 6 foi de 2,0 U hr. A quantidade de hidróxido de sódio alimentado a partir da linha 3 foi de 4 equivalentes, e a quantidade total de ácido hidroclórico alimentado a partir das linhas 4 e 6 foi de 4 equivalentes, em relação aos LREEs na fase aquosa alimentada a partir da linha 1. As concentrações de praseodímio e de neo20 dímio não foram calculadas porque a separação de fase não ocorre.

Tabela 4

Equivalente de ácido e de álcali Pureza de Nd Pureza de Pr (% em mol) (% em mol) Exemplo Comparativo 2 1 84,2 85,3 Exemplo 2 1,2 99,2 99,1 Exemplo 3 1,5 99,3 99,4 Exemplo 4 3 99,6 99,5 Exemplo 5 3,5 99,4 99,5 Exemplo Comparativo 3 4 Falta de separação de fase No Exemplo Comparativo 2 empregando 1 equivalente de ácido e de álcali, Pr e Nd foram recuperados em uma pureza insuficiente. Nos Exemplos de 2 a 5 empregando de 1,2 a 3,5 equivalentes de ácido e de álcali, Pr e Nd foram recuperados em uma pureza satisfatória de 99,1 % em mol ou maior. O Exemplo Comparativo 3 empregando 4 equivalentes de ácido e álcali falhou na separação de fase.

O método para a extração e a separação de um LREE alvo de uma mistura de LREE de acordo com a Invenção é bem sucedido na redução do número das etapas de extração necessárias para recuperar o LREE alvo com a pureza desejada, quando comparado 30 com o método da Técnica anterior. Isto sugere uma redução do investimento da instalação. As quantidades de ácido e de álcali empregadas são reduzidas quanto comparadas com o métod da técnica anterior, que leva a uma redução do custo do funcionamento. Os Pedidos de Patentes Japonesas Nos. 2011-141570 e 2012-001824 são incorporados aqui por referência.

Se bem que algumas modalidades preferidas tenham sido descritas, muitas modificações e variações pode ser feitas também a Iuz dos ensinamentos anteriores. É por esse motive para ser entendido que a Invenção pode ser praticada de outra forma que não o especificamente descrito sem o afastamento do escopo das reivindicações anexas.

No Exemplo Comparativo 2 empregando 1 equivalente de ácido e de álcali, Pr e Nd foram recuperados em uma pureza insuficiente. Nos Exemplos de 2 a 5 empregando de 1,2 a 3,5 equivalentes de ácido e de álcali, Pr e Nd foram recuperados em uma pureza satisfatória de 99,1 % em mol ou maior. O Exemplo Comparativo 3 empregando 4 equivalentes de ácido e álcali falhou na separação de fase.

O método para a extração e a separação de um LREE alvo de uma mistura de LREE de acordo com a Invenção é bem sucedido na redução do número de etapas de extração necessárias para recuperar o LREE alvo com a pureza desejada, quando comparado 15 com o método da técnica anterior. Isto sugere uma redução do investimento da instalação. As quantidades de ácido e de álcali empregadas são reduzidas quando comparadas com o método da técnica anterior, que leva a uma redução do custo do funcionamento.

I

I

Claims (2)

1. Método para a separação de um elemento de terra rara leve alvo através da extração por solvente de uma solução aquosa contendo pelo menos dois elementos de terras raras leves selecionados a partir do grupo consistindo em lantânio, cério, praseodímio e de neodímio, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de contatar uma fase orgânica contendo um extrator com uma fase aquosa a qual é a solução aquosa contendo pelo menos dois elementos de terras raras leves em um misturador-decantador de múltiplas etapas do fluxo contra-corrente ao mesmo tempo que adicionando uma solução alcalina a este, para a extração do elemento alvo na fase orgânica, a extrator sendo um ácido diglicolamico de dialquila tendo a fórmula geral (1): R1R2NCOCH2OCH2COOH(1) em que R1 e R2 são cada um independentemente alquila linear ou ramificada, pelo menos uma sendo um grupo de alquila de pelo menos 6 átomos de carbono, e contatar a fase orgânica com uma solução aquosa ácida para a re-extração do elementoalvo, em que a quantidade de álcali na solução alcalina empregada na etapa de extração e a quantidade de ácido na solução aquosa ácida empregada na etapa de re-extração de cada uma é de 1,2 a 3,5 equivalentes relativos aos elementos de terras raras leves na fase aquosa.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o extrator é ácido diglicolamico de dioctila tendo a fórmula (1) em que R1 e R2 cada um é CH2CH(C^H5)C4H9.