CN101012503A - 硫酸焙烧稀土矿的超声浸取－萃取分离方法 - Google Patents

硫酸焙烧稀土矿的超声浸取－萃取分离方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101012503A
CN101012503A CNA2007100199405A CN200710019940A CN101012503A CN 101012503 A CN101012503 A CN 101012503A CN A2007100199405 A CNA2007100199405 A CN A2007100199405A CN 200710019940 A CN200710019940 A CN 200710019940A CN 101012503 A CN101012503 A CN 101012503A
Authority
CN
China
Prior art keywords
leaching
extracting
rare earth
ultrasonic
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007100199405A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100471963C (zh
Inventor
许文林
王雅琼
魏晓廷
朱金玉
魏巍
丁培兴
徐珊
周玲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHANGZHOU HUANAN CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
JINTAN XINAN CHEMICAL INDUSTRY INSTITUTION
Yangzhou University
Original Assignee
CHANGZHOU HUANAN CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
JINTAN XINAN CHEMICAL INDUSTRY INSTITUTION
Yangzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CHANGZHOU HUANAN CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd, JINTAN XINAN CHEMICAL INDUSTRY INSTITUTION, Yangzhou University filed Critical CHANGZHOU HUANAN CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Priority to CNB2007100199405A priority Critical patent/CN100471963C/zh
Publication of CN101012503A publication Critical patent/CN101012503A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100471963C publication Critical patent/CN100471963C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

本发明公开了一种硫酸焙烧稀土矿的超声浸取－萃取分离方法，以硫酸水溶液为浸取液，以P204、P507等和煤油组成萃取液，在超声浸取－萃取分离设备中对硫酸焙烧稀土矿进行浸取－萃取分离，操作温度为5－60℃；超声作用强度为0.2－20.0W/cm2，超声频率为19－80kHz，经超声浸取－萃取所得到的萃取相为中重稀土(钇组稀土元素)硫酸盐富集物，萃余相为轻稀土(铈组稀土元素)硫酸盐富集物。本发明采用了浸取－萃取耦合技术和超声强化分离技术，其优点是在同一个浸取－萃取设备中实现了稀土元素的浸取和萃取分组分离，萃取速率快、效率高，分离目标物回收率高，工艺简捷，设备产能比高，经济性、环保性好。

Description

硫酸焙烧稀土矿的超声浸取-萃取分离方法
技术领域：
本发明涉及硫酸焙烧稀土矿的分离方法，属湿法冶金领域。
背景技术：
氟碳铈镧矿、氟碳铈镧、独居石及其混合稀土矿是生产硫酸焙烧稀土矿的原料，目前硫酸焙烧稀土矿通常分离方法是：稀土矿硫酸焙烧一稀土浸出一溶剂萃取，它是现行稀土分离工业生产中成熟稳定的工艺路线。该工艺以上述稀土矿和硫酸为原料，经焙烧将稀土转变为可溶于水的硫酸盐，然后以水作为溶剂进行浸取，所得浸出液经中和、除杂等处理后，进行萃取分离，得到稀土产品。在该工艺方法中，目前浸取操作通常是将热焙烧产物直接加水调成浆状，然后经过泵打入浸出槽，在搅拌条件下进行浸取。这种浸取操作的主要缺点是稀土浸出效率低、浸取时间长、能量消耗大。由于现有稀土生产流程是由浸取、分离除杂、萃取不同的分离步骤组合而成，其中浸取与萃取间，萃取与前后续工序间不衔接，不匹配。除了萃余相作为料液的衔接外，硫酸焙烧稀土矿在硫酸中的溶解度是一定的，经萃取后在萃取相中分离目标物的含量不能达到饱和状态；同样在萃余相中也达不到饱和状态。萃余液及萃取液稀土浓度较低，酸度高。
这种分离方法存在的主要缺点是：
①分离工艺路线长，既要浸取设备又要萃取设备，设备的产能低；
②随着萃取的进行，钇组稀土元素不断从水相转移到萃取相中，使水相中的钇组稀土元素浓度降低，从而使得萃取速率变慢，所得萃取相中钇组稀土元素的含量较低，不可能达到饱和浓度，要达到饱和浓度必然增加后续蒸发浓缩的负荷；同样所得萃余相中铈组稀土元素的含量也没有达到饱和浓度，在分离流程中，物料处理量大，除杂分离困难。不仅钇组稀土元素和铈组稀土元素综合收率较低，而且后续提炼过程中料液处理量很大，若要实现零排放的清洁化生产，则处理成本很高，若不经处理则会加剧环境污染；
③现有分离过程中的浸取、萃取速率和效率低，经济效益和社会效益不高。
发明内容：
为了克服现有分离技术的不足，本发明的目的是提供一种硫酸焙烧稀土矿的超声浸取-萃取分离方法，它能经济、快捷、彻底地从中分离出铈组稀土元素富集物和钇组稀土元素富集物，并为后续精制实现清洁化生产减少待处理物料。
本发明的分离方法如下：
将硫酸焙烧稀土矿、浸取液、萃取液按1000g∶(5～50)L∶(0.1～20)L比例放入同一浸取-萃取分离设备中，硫酸焙烧稀土矿在浸取-萃取分离设备中同时进行浸取萃取分离，操作温度为5-60℃，经过浸取-萃取分离，得萃取相(有机相)、萃余相(水相)和固相，萃取相为重稀土硫酸盐富集物，主要为钇组稀土元素，包括Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3，Tb4O7、Dy2O3、Y2O3等中重稀土；萃余相为轻稀土硫酸盐富集物，主要为铈组稀土元素，包括La2O3、Ce2O3、Pr2O3、Nd2O3等轻稀土，分别取出萃取相、萃余相，去除固体相，所述浸取液为硫酸水溶液，所述萃取液中含有萃取剂和稀释剂，所述萃取剂为P204或P507或N1923或TBP或P350，所述稀释剂为煤油。
在上述分离方法中，操作温度为25-45℃。
在上述分离方法中，所述浸取-萃取分离设备为超声浸取-萃取设备，它包括浸取-萃取容器和超声发生装置，超声发生装置的超声频率为19-80kHz，超声作用强度为0.2-20.0W/cm2。
进一步，所述超声发生装置的超声频率为19-25kHz超声作用强度为2.0-5.0W/cm2。
进一步，所述浸取-萃取容器的结构为釜式浸取-萃取容器或槽式浸取-萃取容器或管式浸取-萃取容器，所述超声发生装置为探头式超声发生器、振子式超声发生器、振板式超声发生器中的任一种，或它们的组合。
所述萃取剂为P204或P507。
采用本发明的优点：
独创了浸取-萃取耦合技术.在同一个超声浸取-萃取分离设备中完成稀土元素的浸取和萃取分组分离，用P204[二-(2-乙基己基)磷酸]或P507(2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯)或N1923或TBP或P350为作为萃取剂，同时进行Nd-Sm或Gd-Tb的分组，经过浸取-萃取分离，得高浓度的萃取相和萃余相，萃取相为中重稀土(钇组稀土元素)硫酸盐富集物，萃余相为轻稀土(铈组稀土元素)硫酸盐富集物；采用超声强化分离技术：浸取-萃取过程使用超声波，通过超声作用提高液-固浸取过程和液-液萃取过程的分散性，提高浸取-萃取过程的传质速率，提高浸取-萃取过程的效率。只要在现有浸取容器上增设超声波发生装置，无需萃取容器，不但减少了Nd-Sm或Gd-Tb分组萃取分离单元装置、缩短了工艺流程，而且在分离过程中，溶液中稀土元素的浓度保持在较高的水平，有利于稀土元素的分离和富集，有利于硫酸焙烧稀土矿中杂质的去除，减轻了物料处理量，减轻了稀土与非稀土杂质、稀土与水的分离负荷，降低了化学试剂的消耗和后续工艺过程中蒸发浓缩的处理量。
附图说明：
图1为发明的工艺流程图；
图2-5为所述超声浸取-萃取设备的几种结构形式；
图2为探头式超声浸取-萃取釜，包括探头式超声发生器1和釜式容器4；
图3为振子式超声浸取-萃取槽，包括槽式容器5和若干个设置在容器壁上的振子式超声发生器2；
图4为振板式超声浸取-萃取槽，包括槽式容器5和置于容器内的振板式超声发生器3；
图5为管式超声浸取-萃取设备，包括管式容器6和置于容器内的振板式超声发生器3；
以下用实施例更详细地对本发明作进一步说明，但本发明不受这些实施例的限制。
实施例1：主要生产设备：探头式超声发生器、1L搅拌釜、分析测试仪器；
主要原料：水，硫酸，P204萃取剂，硫酸焙烧稀土矿；
分离步骤为：将硫酸焙烧稀土矿、浸取液、萃取液按1000g∶5L∶0.1L比例放入1L搅拌釜中，硫酸焙烧稀土矿物料100g，硫酸水溶液0.5L和萃取液P204和煤油的混合溶液0.01L，将探头式超声发生器的探头置于该混合物料中，控制操作温度为5℃，将超声频率调至19kHz，超声波作用强度为0.2W/cm2，在超声波作用下进行超声浸取-萃取分离操作，经超声浸取-萃取分离30min后，得萃余相为轻稀土硫酸盐富集物，主要为La2O3、Ce2O3、Pr2O3、Nd2O3等的硫酸盐富集物；萃取相为中重稀土硫酸盐富集物，其中主要为钇组稀土元素，包括Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3，Tb4O7、Dy2O3、Y2O3等中重稀土的硫酸盐富集物。
实施例2：主要生产设备：探头式超声发生器、5L搅拌釜、分析测试仪器；
主要原料：水，硫酸，P204萃取剂，硫酸焙烧稀土矿；分离步骤为：将硫酸焙烧稀土矿、浸取液、萃取液按1000g∶20L∶5L比例放入5L搅拌釜中，硫酸焙烧稀土矿物料150g，硫酸水溶液3L和萃取液P204和煤油的混合溶液0.75L，将探头式超声发生器的探头置于该混合物料中，控制操作温度为40℃，将超声频率调至25kHz，超声作用强度为2.0W/cm2，在超声作用下进行超声浸取-萃取分离操作，经超声浸取-萃取分离15min后，得萃余相为轻稀土硫酸盐富集物，主要为La2O3、Ce2O3、Pr2O3、Nd2O3等的硫酸盐富集物；萃取相(有机相)为中重稀土硫酸盐富集物，其中主要为钇组稀土元素，包括Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3，Tb4O7、Dy2O3、Y2O3等的中重稀土硫酸盐富集物。
实施例3：主要生产设备：探头式超声发生器、10L搅拌釜、分析测试仪器；
主要原料：水，硫酸，P204萃取剂，硫酸焙烧稀土矿；
分离步骤为：将硫酸焙烧稀土矿、浸取液、萃取液按1000g∶50L∶10L比例放入10L搅拌釜中，硫酸焙烧稀土矿物料100g，硫酸水溶液5L和萃取液P204和煤油的混合溶液1L，将探头式超声波发生器的探头置于该混合物料中，控制操作温度为60℃，将超声频率调至80kHz，超声作用强度为20.0W/cm2，在超声作用下进行超声浸取-萃取分离操作，经超声浸取-萃取分离30min后，得萃余相为轻稀土硫酸盐富集物，主要为La2O3、Ce2O3、Pr2O3、Nd2O3等的硫酸盐富集物；萃取相为中重稀土硫酸盐富集物，其中主要为钇组稀土元素，包括Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3，Tb4O7、Dy2O3、Y2O3等的中重稀土硫酸盐富集物。
在上述各例中，所述超声浸取-萃取分离设备中的浸取-萃取容器结构形式选用的是釜式，也可选用槽式或管式容器，超声波发生装置可选用探头式超声波发生器、振子式超声波发生器、振板式超声波发生器中的任一种，或它们的组合，选用不同的设备对分离的影响不大；超声波发生装置的超声频率调节范围为19-80kHz，超声作用强度在0.2-20.0W/cm2内调节，强度、频率的高低对分离的效率有较大影响，分离效率最佳超声频率为19-25kHz，增大会降低分离速度和分离效率，超声波作用强度的最佳范围为2.0-5.0W/cm2。
浸取-萃取分离的最佳操作温度为25-40℃，其取值范围为5-60℃，温度高低对分离速度有影响，温度过高或过低都会降低分离速度。
所述浸取液为硫酸水溶液；萃取液中的萃取剂优选P204，稀释剂为煤油，萃取剂还可选用P507或N1923或TBP或P350，以经济性为选用原则。
采用超声浸取-萃取技术，可以显著提高浸取和萃取分组的速率和稀土的分离效率，其浸取-萃取分组只要15～30min。
本发明的实施方案很多，无法穷举，只要采用在同一容器中用浸取液、萃取液对硫酸焙烧稀土矿进行浸取-萃取分离的一切技术方案，均属本发明的保护范围，尤其保护利用超声波分离技术对同一容器中硫酸焙烧稀土矿进行浸取-萃取分离的技术方案。

Claims (5)

1、硫酸焙烧稀土矿的超声浸取-萃取分离方法，其分离过程如下：将硫酸焙烧稀土矿、浸取液、萃取液按1000g∶(5～50)L∶(0.1～20)L比例放入同一浸取-萃取分离设备中，硫酸焙烧稀土矿在浸取-萃取分离设备中同时进行浸取-萃取分离，操作温度为5-60℃，经过浸取-萃取分离，得萃取相、萃余相、固相，萃取相为重稀土硫酸盐富集物，主要为钇组稀土元素；萃余相为轻稀土硫酸盐富集物，主要为铈组稀土元素，分别取出萃取相、萃余相，去除固体相，所述浸取液为硫酸水溶液，所述萃取液中含有萃取剂和稀释剂，所述萃取剂为P204或P507或N1923或TBP或P350，所述稀释剂为煤油。
2、根据权利要求1所述硫酸焙烧稀土矿的超声浸取-萃取分离方法，其特征是：操作温度为25-40℃。
3、根据权利要求1所述硫酸焙烧稀土矿的超声浸取-萃取分离方法，其特征是：所述浸取-萃取分离设备为超声浸取-萃取设备，它包括浸取-萃取容器和超声发生装置，超声发生装置的超声频率为19-80kHz，超声作用强度为0.2-20.0W/cm2。
4、根据权利要求3所述硫酸焙烧稀土矿的超声浸取-萃取分离方法，其特征是：所述超声发生装置的超声频率为19-25kHz，超声作用强度为2.0-5.0W/cm2。
5、根据权利要求3所述硫酸焙烧稀土矿的超声浸取-萃取分离方法，其特征是：所述浸取-萃取容器的结构为釜式或槽式或管式容器，所述超声发生装置为探头式超声发生器、振子式超声发生器、振板式超声发生器、管式容器中的任一种，或它们的组合。
CNB2007100199405A 2007-02-05 2007-02-05 硫酸焙烧稀土矿的超声浸取-萃取分离方法 Expired - Fee Related CN100471963C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100199405A CN100471963C (zh) 2007-02-05 2007-02-05 硫酸焙烧稀土矿的超声浸取-萃取分离方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100199405A CN100471963C (zh) 2007-02-05 2007-02-05 硫酸焙烧稀土矿的超声浸取-萃取分离方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101012503A true CN101012503A (zh) 2007-08-08
CN100471963C CN100471963C (zh) 2009-03-25

Family

ID=38700231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2007100199405A Expired - Fee Related CN100471963C (zh) 2007-02-05 2007-02-05 硫酸焙烧稀土矿的超声浸取-萃取分离方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100471963C (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120114538A1 (en) * 2009-06-16 2012-05-10 Yakov Kuzmich Abramov Method for extracting rare earth elements from phosphogypsum
KR101183579B1 (ko) * 2012-02-17 2012-09-17 한국지질자원연구원 초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법
CN103225023A (zh) * 2013-04-26 2013-07-31 连云港市丽港稀土实业有限公司 一种从稀土渣中浸出回收稀土元素的方法
JP2014098188A (ja) * 2012-11-14 2014-05-29 善煥 ▲黄▼ 金属成分の抽出方法
US20150211095A1 (en) * 2014-01-29 2015-07-30 Korea Institute Of Geoscience And Mineral Resources Leaching method of rare-earth metals using hydrochloric acid from manganese nodule
CN114752768A (zh) * 2022-04-02 2022-07-15 中国科学院过程工程研究所 一种浸出萃取一体化回收废加氢催化剂中金属钼的方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101690819B1 (ko) * 2010-09-14 2016-12-28 오브쉐스트보 에스 오그라니쉐노이 오?스트베노스트유 ˝트윈 테크놀로지 컴퍼니˝ 인산석고로부터 희토류 원소의 회수 방법

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120114538A1 (en) * 2009-06-16 2012-05-10 Yakov Kuzmich Abramov Method for extracting rare earth elements from phosphogypsum
US8470270B2 (en) * 2009-07-16 2013-06-25 Twin Trading Company Method for extracting rare earth elements from phosphogypsum
KR101183579B1 (ko) * 2012-02-17 2012-09-17 한국지질자원연구원 초음파를 이용한 고효율 네오디뮴 침출 방법
JP2014098188A (ja) * 2012-11-14 2014-05-29 善煥 ▲黄▼ 金属成分の抽出方法
CN103225023A (zh) * 2013-04-26 2013-07-31 连云港市丽港稀土实业有限公司 一种从稀土渣中浸出回收稀土元素的方法
US20150211095A1 (en) * 2014-01-29 2015-07-30 Korea Institute Of Geoscience And Mineral Resources Leaching method of rare-earth metals using hydrochloric acid from manganese nodule
US9416432B2 (en) * 2014-01-29 2016-08-16 Korea Institute Of Geoscience And Mineral Resources Leaching method of rare-earth metals using hydrochloric acid from manganese nodule
CN114752768A (zh) * 2022-04-02 2022-07-15 中国科学院过程工程研究所 一种浸出萃取一体化回收废加氢催化剂中金属钼的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100471963C (zh) 2009-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100471963C (zh) 硫酸焙烧稀土矿的超声浸取-萃取分离方法
Huang et al. The recovery of rare earth elements from coal combustion products by ionic liquids
CN100575508C (zh) 一种从富钇稀土矿中全分离高纯稀土氧化物的方法
Wu et al. Simultaneous recovery of rare earth elements and phosphorus from phosphate rock by phosphoric acid leaching and selective precipitation: Towards green process
CN103773954B (zh) 中性磷酰胺萃取剂用于萃取分离Ce4+的用途
CN103203120A (zh) 液体-液体萃取单元、多级萃取设备及多级连续萃取系统
US10954582B2 (en) Systems and processes for recovery of high-grade rare earth concentrate from acid mine drainage
Batchu et al. Development of a solvometallurgical process for the separation of yttrium and europium by Cyanex 923 from ethylene glycol solutions
Song et al. Extraction of selected rare earth elements from anthracite acid mine drainage using supercritical CO2 via coagulation and complexation
CN105543507B (zh) 轻稀土矿和低钇离子稀土矿用预分离萃取联合分离的方法
CN102304628A (zh) 一种利用液膜从磷矿中提取稀土的方法
CN100500568C (zh) 稀土矿硫酸焙烧产物制备超细高纯铈氧化物的方法
Yang et al. Recovery of trace rare earths from high-level Fe3+ and Al3+ waste of oil shale ash (Fe− Al− OSA)
CN100471962C (zh) 一种从优溶渣中分离富集铀和钍混合物与稀土的方法
CN102154560A (zh) 一种从优溶渣中分离提取铀、钍的方法
CN100471966C (zh) 低钇中重型稀土矿的超声浸取-萃取分离方法
CN102277493B (zh) 萃取稀土元素的方法及稀土萃取系统
CN100424199C (zh) 钆-铽Gd-Tb富集物制备超细高纯氧化铽的方法
CN107012342A (zh) 一种提取低品位离子型稀土原矿中稀土元素的方法
CN102936664B (zh) 萃取稀土元素的方法
CN106916949A (zh) P204萃取法从南方稀土矿中提取稀土的工艺
CN100451137C (zh) 铽-镝Tb-Dy富集物制备超细高纯氧化铽的方法
US20190160394A1 (en) Separating rare earth metal oxalates
CN101824535B (zh) 一种采用离心萃取设备从磷酸中富集微量稀土的工艺
CN100564261C (zh) 镨-钕Pr-Nd富集物制备超细高纯氧化钕的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090325

Termination date: 20120205