CN101970700B - 碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用 - Google Patents
碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用 Download PDFInfo
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Abstract
碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其中使用碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液作为酸平衡剂，以调节酸性有机萃取剂萃取分离过程中的平衡pH值，提高有机相萃取能力，使负载有机相中金属离子浓度提高。
Description
技术领域
本发明涉及碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用。具体地说是将酸性有机萃取剂与碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液以及金属溶液混合进行预萃取，金属离子被萃入有机相中，得到含金属离子的负载有机相用于金属溶液的萃取分离提纯，属于溶剂萃取分离提纯领域。
背景技术
酸性有机萃取剂是目前工业上最广泛应用的萃取剂，稀土、镍、钴、铁、铝、铜、锌、铬、钒等金属均可以用酸性溶剂萃取法进行萃取分离提纯，最常用的工艺有：皂化P507(2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯)、P204(二(2-乙基己基)磷酸)、C272(二(2，4，4-三甲基戊基)膦酸)、P229(二-(2-乙基己基)膦酸)、C301(二(2，4，4-三甲基戊基)双硫代膦酸)、C302(二(2，4，4-三甲基戊基)单硫代膦酸)、环烷酸或异构酸等萃取剂在盐酸体系中萃取分离稀土元素([1]稀土化学论文集长春应化所，1982年，科学出版社；[2]徐光宪主编，稀土，第2版(上册)，冶金工业出版社，2002，P542-547)；中钇富铕离子型稀土矿稀土全分离工艺(CN87101822)；氨化P507溶剂萃取分离混合稀土工艺(CN85102210)；有机相连续皂化技术(CN95117989.6)；皂化环烷酸盐酸体系分离提纯氧化钇(徐光宪主编，稀土，第2版(上册)，冶金工业出版社，2002，P582，590)。上述萃取分离提纯所用萃取剂都属酸性有机萃取剂，对金属的萃取能力(分配比)与水相平衡酸度成反比，一般萃取金属离子与酸性有机萃取剂中的氢离子进行交换反应，将氢离子置换到水相，水相酸度升高，金属的萃取能力(分配比)降低，因此必须采用氨水或氢氧化钠对萃取剂先进行皂化，将有机相中的氢离子置换去除(见反应式1)，然后与金属离子进行交换萃取分离提纯(见反应式2)，由此可见，在萃取分离过程中不仅由于消耗大量的氨，造成成本增加，而且要产生大量的氨氮废水，对水资源造成严重的污染，分离提纯1吨稀土氧化物要消耗0.6～1.0吨液氨，由于产生的氨氮废水浓度较低，回收难度大，而且回收成本很高，企业难以接受。如何消除氨氮废水对环境的污染，是目前稀土分离提纯工业上急需解决的一大难题。
HA+NH4 +＝＝NH4A+H+ ---------反应式1
3NH4A+M3+＝＝MA3+3NH4 + ---------反应式2
HA代表有机萃取剂，M3+代表三价金属离子。
近年来，部分企业为了避免氨氮废水的污染，采用氢氧化钠代替液氨皂化有机相，虽然不产生氨氮废水，但又带来大量的氯化钠高盐度废水，而且皂化成本增加1倍。
中国发明专利申请200710163930.9公开了一种有机萃取剂的预处理方法及其应用技术，将碳酸稀土用水调浆或将含钙、镁的碱土金属矿物、用稀土溶液调浆获得预处理浆液，在一定温度下对有机萃取剂进行预处理，浆液中的稀土离子被萃入有机相中，得到含稀土离子的负载有机萃取剂用于稀土的非皂化萃取分离。
中国发明专利申请200710187954.8公开了一种有机萃取剂的预处理方法、产品及其应用技术，将有机萃取剂直接与稀土溶液和含镁和/或钙的碱土金属化合物粉体或水浆混合进行预萃取，水相中的稀土金属离子被萃入有机相，交换下来的新生态氢离子将碱土金属化合物溶解，得到含稀土金属离子的负载有机萃取剂用于稀土元素的非皂化萃取分离。
上述两个发明专利申请采用的是含钙、镁的碱土金属矿物，或含镁和/或钙的碱土金属化合物粉体或水浆，即含镁和/或钙氧化物、氢氧化物、碳酸盐粉体或水浆对有机相进行预处理或预萃取，由于含钙、镁的碱土金属矿物及其氧化物、氢氧化物产品含较多的硅、铁、铝等杂质，一般Si含量为2～4％、Fe含量为0.5～1％、Al含量为0.3～0.5％，铁、铝等杂质易萃入有机相中，从而影响产品质量，硅以氧化物或硅酸盐形态存在，比较稳定，不参加反应，仍以固体物存在，部分沉淀到萃取槽底部、部分夹混在有机相中形成三相物，另外，固液反应速度慢且不完全，也会剩余少量固体物，造成预处理或萃取过程中产生三相物，影响萃取过程顺利进行，如采用杂质较少的高品位碱土金属矿则生产成本大幅度增加，企业无法运行。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种碳酸氢镁或/和钙水溶液在酸性有机萃取剂萃取分离提纯金属过程中的应用；目的之二是提供一种不产生氨氮废水、生产成本低的酸性有机萃取剂直接萃取分离提纯金属的新工艺；目的之三是提供一种制备碳酸氢镁或/和钙水溶液的方法。
本发明根据P507、P204、C272、P229、C301、C302、环烷酸或异构酸等酸性有机萃取剂的特性，研究了碳酸氢镁或/和钙在金属萃取分离提纯过程中的应用。将酸性有机萃取剂、碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液以及金属溶液分步或同时加入萃取槽进行预萃取，金属离子被萃入有机相中，经过澄清，得到含难萃金属离子的负载有机相，用于萃取分离提纯金属元素时与易萃金属离子交换，经过多级萃取分离提纯，难萃金属离子与易萃金属离子得到分离提纯。基本反应式如下
Mg(HCO3)2+2HA＝＝MgA2+2CO2+2H2O ---------反应式3
3MgA2+2Ma 3+＝＝2MaA3+3Mg2+ ---------反应式4
MaA3+Mb 3+＝＝MbA3+Ma 3+ ---------反应式5
Ma代表难萃金属离子，Mb代表易萃金属离子。
镁或/和钙离子在预萃取过程中进入水相，基本上不随有机相进入萃取分离提纯过程，并保持萃取过程水相平衡酸度稳定，金属产品中碱土金属含量低。
本发明使用碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液作为酸平衡剂，调节酸性有机萃取剂萃取分离提纯金属过程中的平衡pH值，提高有机相对金属的萃取能力，使负载有机相中金属离子浓度提高。即将P507、P204、P229、C272、C301、C302、脂肪酸、环烷酸或异构酸等酸性有机萃取剂与碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液以及金属溶液分步或同时混合进行预萃取，金属离子被定量萃入有机相中，经过澄清，得到含金属离子的负载有机相用于多种金属溶液的萃取分离提纯，并经过多级萃取分离提纯，得到单一金属化合物或几种金属的富集物。
本发明将低成本的菱镁矿、石灰石、方解石、白云石等矿物进行煅烧后消化调浆，或将氧化镁或/和氧化钙消化调浆，或直接将氢氧化镁或/和氢氧化钙用水调浆(上述原料中Si含量2～4％、Fe含量0.5～1％、Al含量0.3～0.5％)，然后向浆料中通入二氧化碳气体进行碳化，得到碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液；或者以镁盐为原料制备氢氧化镁后加水调浆后碳化得到碳酸氢镁溶液，再经过滤，将硅、铁、铝等杂质去除，得到纯净的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液，其中Fe含量小于5ppm，Al含量小于5ppm，将其与酸性有机萃取剂、金属溶液混合进行预萃取。该发明与上述专利相比具有以下优点：(1)预萃取及萃取分离提纯过程不产生三相物，不引入铁、铝、硅等杂质，不影响产品质量，(2)使用碳酸氢镁或/和碳酸氢钙精确控制金属萃取过程平衡pH值，稀土回收高，而且液-液反应比液固反应速度快，金属萃取更完全，而且液体比固体浆液流量易精确控制；(3)直接采用含钙、镁原矿或规格较低的氧化物、氢氧化物为原料，在碳化过程中使镁或钙变成液体，而硅、铁、铝等杂质留在渣中，经过滤去除，因此，对钙或镁原料的质量要求不高，原料成本大幅度降低；另外，有机相预萃取生成的含镁离子萃余水相经过碱转化制备氢氧化镁，返回用于碳化制备碳酸氢镁，预萃取过程中碳酸氢镁或/和钙与氢离子反应产生的CO2以及金属碳酸盐、草酸盐焙烧、锅炉产生的CO2均可捕收又回用于碳化制备碳酸氢镁或/和钙，资源得到有效循环利用，避免了CO2气体及废水对环境的污染，而且还大幅度降低金属生产成本。
本发明具体技术方案如下：
本发明提出了碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用。
1、碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用是将碳酸氢镁或/和钙水溶液作为酸性有机萃取剂萃取分离提纯金属过程中的酸平衡剂。
2、萃取分离提纯过程包括下述步骤：(1)将酸性有机萃取剂、碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液以及含有待分离提纯金属离子的金属溶液分步或同时加入萃取槽中采用单级或者多级共流或/和逆流方式进行预萃取，水相平衡pH值为1～6，金属离子被萃取到有机相中，得到含金属离子的负载有机相和含镁或/和钙离子的萃余水相；(2)将得到的含金属离子负载有机相用于含2种或2种以上金属离子的金属溶液的萃取分离提纯，包括负载有机相中所含金属离子，经过多级萃取、洗涤和反萃，难萃金属离子进入萃余液，易萃金属离子进入反萃液，得到含不同金属离子的萃余液、洗液和反萃液产品；或将含金属离子负载有机相直接用酸或碱溶液反萃，得到提纯后的金属溶液或浆液，其溶液经过浓缩结晶或沉淀生产金属化合物产品，或进一步萃取分离生产单一金属化合物产品，其浆液经过滤得到化合物产品。
该萃取分离提纯过程步骤优化如下：
(1)将酸性有机萃取剂与碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液同时加入萃取槽中进行单级或者多级共流或/和逆流萃取，镁或/和钙离子与有机相中氢离子进行交换，水相平衡pH值为3～5，澄清分相，得到的含镁或/和钙离子的有机相和废水溶液；含镁或/和钙离子的有机相再与含有待分离提纯金属离子的金属溶液通过单级或者多级共流或/和逆流萃取方式进行预萃取，金属离子被萃入有机相中，经过澄清分相，得到含金属离子的负载有机相和含镁或/和钙离子的萃余水相，平衡pH值为2.5～4.5；(2)将得到的含金属离子的负载有机相用于含2种或2种以上金属离子的金属溶液进行萃取分离提纯，包括负载有机相中所含金属离子；经过多级萃取、洗涤和反萃，难萃金属离子进入萃余液，易萃金属离子进入反萃液，得到含不同金属离子的萃余液、洗液和反萃液产品；或将含金属离子负载有机相直接用酸或碱溶液反萃，得到提纯后的金属溶液或浆液，其溶液经过浓缩结晶或沉淀生产金属化合物产品，或进一步萃取分离提纯生产单一金属化合物产品，其浆液经过滤得到化合物产品。
技术方案中金属离子为镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇、镍、钴、铁、锰、铬、铝、钒、铜和锌和中的至少一种金属离子。常用的金属元素为镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇中的至少一种金属离子。
技术方案中酸性萃取剂为酸性磷类萃取剂和羧酸类萃取剂中的一种或几种混合萃取剂，并用有机溶剂稀释，萃取剂浓度为0.5～2.0mol/L。所述酸性萃取剂为含P507、P204、P229、C272、C301、C302、脂肪酸、环烷酸和异构酸中的一种或几种混合萃取剂。
技术方案中碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液中氧化镁或/和氧化钙含量为5～100g/L，优化条件为5～30g/L。Fe含量小于5ppm，Al含量小于5ppm。优化结果为Fe含量小于2ppm，Al含量小于2ppm。
步骤(1)中采用单级或者2-20级共流或/和逆流萃取方式进行萃取，有机相和水相(包括金属溶液、碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液等水溶液)的体积流比或相比为有机相∶水相＝0.2～10∶1，单级两相混合时间为3～30分钟，澄清时间5～60分钟，萃取槽内温度为20～50℃，负载有机相中金属离子总含量为0.05～0.3mol/L，平衡水相即含镁或/和钙离子的萃余水相pH值为2.5～4.5。有机相与水相混合方式有两种：一、先将有机相与碳酸氢镁或/和钙进行混合充分后加入金属离子溶液再进行混合；二、直接将有机相、碳酸氢镁或/和钙、金属溶液进行混合。
优化过程的步骤(1)中1～1.5mol/L的酸性萃取剂与饱和二氧化碳的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液采用单级或者2～10级共流或/和逆流萃取方式进行萃取，体积流比或相比为有机相∶水相＝0.2～10∶1，单级两相混合反应3～30分钟，澄清时间5～30分钟，得到的含0.15～0.3mol/L镁或/和钙离子的负载有机相和pH值为2.5～4.5废水溶液，该水溶液返回用于碳化工序。含镁或/和钙离子的有机相再与0.1～2.0mol/L金属溶液采用单级或者2～10级共流和/或逆流萃取方式进行萃取反应，体积流比或相比为有机相∶水相＝0.2～10∶1，单级3～30分钟，澄清时间5～30分钟，金属离子被萃入有机相中，经过澄清，得到含金属离子的负载有机相和含镁或/和钙离子的萃余水相，负载有机相中金属离子含量为0.1～0.2mol/L，平衡水相即萃余水相pH值为2.5～4.5；所使用的0.1～2.0mol/L的金属溶液是步骤(2)萃取分离提纯得到的萃余液，萃取槽内温度控制在20～50℃。
步骤(2)中的负载有机相用于含2种或2种以上金属离子的金属溶液进行萃取分离提纯中，采用10～150级分馏萃取方式进行，反萃采用3～20级逆流或/和回流方式进行，有机相和水相的体积流量比为有机相∶水相＝0.1～10∶1，单级两相混合时间为3～20分钟，澄清时间5～30分钟，萃取槽内温度为20～80℃
所述金属溶液为氯化物溶液、硝酸盐溶液、硫酸盐溶液或其混合溶液，其金属浓度为0.1～2.0mol/L；
步骤(1)酸性有机萃取剂与碳酸氢镁或/和钙水溶液反应产生的二氧化碳气体经过捕收，返回用于碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液的制备。
2、技术方案中所述碳酸氢镁或/和钙水溶液的制备方法之一：由含镁或/和钙矿物经过焙烧、消化和碳化过程制备，技术方案中钙镁矿为菱镁矿、白云石或碳酸镁等矿物的至少一种矿物。
上述含镁或/和钙矿物的焙烧过程是将矿物在700～1000℃焙烧1～5小时，所述的消化过程是在焙烧后将得到的氧化镁或/和钙加水在50～95℃进行消化0.5～5小时，按水和氧化镁或/和钙重量计算液固比为1～5∶1，再加水调浆，按水和氧化镁或/和钙重量计算液固比为10～200∶1，所述的碳化过程是在消化过程之后通入二氧化碳气体进行碳化，反应温度控制在0～50℃，反应时间为0.1～5小时，经过滤，得到纯净的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液。
3、技术方案中的所述碳酸氢镁水溶液的制备方法之二：将氧化镁加水在50～95℃进行消化0.5～5小时，按水和氧化镁重量计算液固比为1～5∶1，再加水调浆，或将氢氧化镁用水调浆，按水和氧化镁重量计算液固比为10～200∶1，然后通入二氧化碳气体进行碳化，反应温度控制在0～50℃，反应时间为0.1～5小时，经过滤，得到纯净的碳酸氢镁水溶液。
4、技术方案中的碳酸氢镁水溶液的制备方法之三：以镁盐为原料制备碳酸氢镁溶液，其具体步骤为：
1)氢氧化镁的制备：将镁盐溶液或者固体镁盐用水溶解配制成溶液，加入比氢氧化镁碱性强的液态或固态碱性化合物，反应得到氢氧化镁浆料或过滤得到氢氧化镁滤饼。
2)碳酸氢镁溶液制备：步骤1)得到的氢氧化镁浆料或滤饼用水调浆并通入二氧化碳进行碳化，得到碳酸氢镁溶液。
步骤1)的镁盐为氯化镁或硝酸镁中的至少一种，其浓度以氧化镁计为10～300g/L。
步骤1)中镁盐溶液为萃取分离提纯过程得到的含氯化镁或硝酸镁的萃余水相、卤水和海水中的至少一种，其浓度以氧化镁计为10～200g/L。
步骤1)碱性化合物为氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙消化得到的氢氧化钙和轻烧白云石消化得到的氢氧化钙与氢氧化镁的混合物中的至少一种。
步骤1)中碱性化合物为氧化钙消化得到的氢氧化钙或轻烧白云石消化得到的氢氧化钙与氢氧化镁的混合物。
步骤1)中碱性化合物加入量为理论化学计量的1～1.5倍，反应温度为15～95℃，反应时间为10～180min。
步骤2)中氢氧化镁浆料或滤饼用水调浆过程中，按水和氧化镁重量计算液固比为10～200∶1，在通入二氧化碳气体进行连续碳化过程中，反应温度控制在0～35℃，经过滤得到纯净的碳酸氢镁水溶液。
5、技术方案中的碳酸氢钙水溶液的制备方法：由碳酸钙、石灰石、大理石和白云石中至少一种直接喷水并通入二氧化碳进行碳化，得到纯净的碳酸氢钙水溶液。
本发明的优点是：
本发明是使用碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液作为酸平衡剂，调节酸性有机萃取剂萃取分离提纯金属过程中的平衡pH值，提高有机相对金属的萃取能力，使负载有机相中金属离子浓度提高，即将P507、P204、P229、C272、C301、C302、环烷酸或异构酸等酸性有机萃取剂与碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液以及金属溶液分步或同时混合进行预萃取，金属离子被定量萃入有机相中，经过澄清，得到含金属离子的负载有机相用于多种金属溶液的萃取分离提纯，并经过多级萃取分离提纯，得到单一金属化合物或几种金属的富集物。所用碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液由菱镁矿、石灰石、方解石、白云石等钙、镁矿物经过焙烧、消化和碳化过程制备，或以镁盐为原料制备氢氧化镁后再经过加水调浆、碳化得到碳酸氢镁溶液，或由碳酸钙、石灰石、大理石和白云石中至少一种直接喷水和二氧化碳进行碳化，得到纯净的碳酸氢钙水溶液，硅、铁、铝等杂质含量低，所用的钙/镁原料纯度要求不高，材料成本低，预萃取及萃取分离提纯过程不产生三相物，不影响产品纯度，而且有机相不用氨皂化，不产生氨氮废水，从源头消除氨氮废水对环境的污染，并大幅度降低金属产品生产成本，节省大量三废处理费用。
该发明主要优点如下：(1)以普通的镁或/和钙固体化合物为原料制备出高纯度的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液用于有机相的预萃取，预萃取及萃取分离提纯过程不产生三相物，不产生氨氮废水和高盐度废水；(2)使用碳酸氢镁或/和碳酸氢钙精确控制金属萃取过程平衡pH值，金属萃取更完全，稀土回收高，流量易精确控制；(3)有机相预萃取过程产生的含镁离子萃余水相和CO2以及金属碳酸盐、草酸盐焙烧、锅炉产生的CO2均可捕收用于碳酸氢镁或/和碳酸氢钙的制备，资源得到有效循环利用，避免了氨氮、高盐度废水及CO2气体对环境的污染；(3)节省了大量化工材料成本和废水处理成本，金属生产成本大幅度降低。
附图说明
图1：实施例1的萃取流程示意图
S1：循环有机相P507
S2：负载有机相
F：LaCePr氯化稀土料液(金属溶液)
D：碳酸氢镁水溶液
E：预萃取萃余水相MgCl2溶液
A：萃余液(LaCe)Cl3溶液
B：反萃液PrCl3溶液
W：反洗酸HCl溶液
图2：对比实施例的萃取流程示意图
S1：循环有机相P507
S2：负载有机相
F：LaCePr氯化稀土料液(金属溶液)
D：氧化镁浆料
E：预萃取萃余水相MgCl2溶液
A：萃余液(LaCe)Cl3溶液
B：反萃液PrCl3溶液
W：反洗酸HCl溶液
图3：实施例5的萃取流程示意图
Y1：循环有机相1.5M P204
Y2：负载有机相
D：碳酸氢镁水溶液
F：LaCePrNd混合硫酸稀土料液
W：反萃酸
B：反萃液
E：萃余水相
图4：实施例10的萃取流程示意图
Y1：循环有机相
Y2：负载有机相
Y3：负载有机相
A：萃余液
B：反萃液
D：碳酸氢镁水溶液
E1：废水溶液
E2：萃余水相
F：LaCePrNd混合硫酸稀土料液
W：反萃酸
具体实施方式
以下用实施例对本发明的方法及其应用作进一步说明。本发明保护范围不受这些实施例的限制，本发明保护范围由权利要求书决定。
实施例1
将菱镁矿在900-950℃焙烧2小时得到的轻烧氧化镁(Si含量3.2％、Fe含量0.8％、Al含量0.4％)，加水在80℃下消化1小时，按水和氧化镁重量计算液固比为2∶1，再加水调浆，按水和氧化镁重量计算液固比为60∶1，通入二氧化碳气体(70vt％)，在15℃下反应2小时，过滤，得到纯净的碳酸氢镁水溶液(MgO：15.1g/L，Fe：1.8ppm，Al：1.6ppm)。
将上述碳酸氢镁水溶液以2.7L/min的流速，氯化镧铈萃余液(1.33mol/L)以0.5L/min的流速，1.3mol/L P507有机相以4L/min的流速加入3级预萃取槽中进行共流萃取，流比有机相∶水相为4∶3.2，混合时间共30分钟，预萃取槽内温度为45℃，澄清15分钟，得到含难萃稀土离子镧铈的负载有机相，其稀土含量(以REO计，下同)为0.165mol/L，同时得到氯化镁萃余水相，其pH值为3.5，REO含量小于0.001mol/L。氯化镁萃余水相经过碱转化制备氢氧化镁，然后经过碳化制备碳酸氢镁返回预萃取过程，预萃取过程中释放的二氧化碳收集后也返回用于碳化制备碳酸氢镁水溶液。
将含镧铈0.165mol/L的负载有机相直接用于含La、Ce、Pr的混合氯化稀土溶液(REO：1.48mol/L，其中Pr含量7.2％)的分馏萃取分离，萃取流比为有机相∶水相(体积比)＝2.2∶1，单级混合时间为4分钟，澄清15分钟，萃取槽内温度为30℃。经过25级萃取，28级洗涤，7级5mol/L盐酸逆流和水相回流反萃，得到氯化镨反萃液和氯化镧铈的萃余液。氯化镨溶液中Pr6O11/REO为99.9％，Fe4.8ppm，Al 3.7ppm，Mg 2.6ppm；氯化镧铈萃余液浓度(REO)为1.33mol/L，Fe 2.5ppm，Al 2.3ppm，其中一部分用于有机相预萃取，一部分作为产品或作为分离纯镧和纯铈的原料。
经过10天运行，预萃取、分馏萃取过程均无三相物或沉淀物产生，反萃后有机相中铁含量小于0.001mol/L.
对比实施例(采用氧化镁浆料)
将菱镁矿在900-950℃焙烧2小时得到的轻烧氧化镁(Si含量3.2％、Fe含量0.8％、Al含量0.4％)加水调浆浆料中氧化镁含量为4.5wt％，其中Si 0.143％、Fe 0.036％、Al 0.018％。
将上述氧化镁浆料以1L/min的流速，氯化镧铈萃余液(1.32mol/L)以0.5L/min的流速以及1.3mol/L P507有机相以4L/min的流速加入5级预萃取槽中进行共流萃取，流比4∶3.2，萃取槽内温度为45℃，混合时间共40分钟，澄清15分钟，得到含难萃稀土离子镧铈的负载有机相，其稀土含量REO为0.163mol/L，同时得到氯化镁萃余水相，其pH值为2.5，REO含量小于0.006mol/L。
将含镧铈的负载有机相(REO为0.163mol/L)用于含La、Ce、Pr的混合氯化稀土溶液(REO：1.48mol/L，其中Pr含量7.2％)的分馏萃取分离，萃取流比为有机相∶水相(体积比)＝2.2∶1，混合时间为4分钟，澄清15分钟，槽内温度为30℃。经过25级萃取，28级洗涤，7级5mol/L盐酸逆流和水相回流反萃，得到氯化镨反萃液和氯化镧铈的萃余液。氯化镨溶液中Pr6O11/REO为99.9％，Fe 5.3ppm，Al 52ppm，Mg 2.8ppm；氯化镧铈萃余液浓度为1.32mol/L，Fe 3.8ppm，Al 2.7ppm，其中一部分用于有机相预萃取，一部分作为产品或作为分离纯镧和纯铈的原料。
经过10天运行，预萃取段产生三相物7.6kg，产生沉淀物20.5kg，反萃后有机相中铁含量达到0.02mol/L.
实施例2
将白云石在950-1000℃焙烧1小时得到的氧化镁和氧化钙混合物，加水在50℃下消化5小时，按水和氧化镁或/和钙重量计算液固比为5∶1，再加水调浆，按照水和氧化镁和氧化钙重量计算液固比为190∶1，然后通入二氧化碳气体(30vt％)，在25℃下反应2小时，经过澄清过滤，得到纯净的碳酸氢镁和碳酸氢钙水溶液(MgO+CaO：5.0g/L，Fe：1.2ppm，Al：0.6ppm)。
将165L/min的碳酸氢镁和碳酸氢钙水溶液、60L/min的1.5mol/L P204和P507混合有机相(P204占40％)以及15L/min的硝酸镧溶液(0.72mol/L)加入4级预萃取槽进行共流预萃取，流比为有机相∶水相＝0.39∶1，萃取槽内20℃，单级混合3分钟，澄清13分钟，得到含0.178mol/L镧离子的负载有机相，同时得到平衡pH值为4.5的萃余水相。
将负载有机相直接用于金属离子浓度为1.0mol/L的硝酸镧铈的分馏萃取分离提纯，流比为有机相∶水相＝4∶1，单级混合时间为5分钟，澄清20分钟，萃取槽内温度为30℃，经过48级分馏萃取，再经过10级5mol/L硝酸逆流和水相回流反萃，得到99.95％硝酸铈反萃液和99.9％的硝酸镧萃余液产品。
实施例3
将氧化镁加水在95℃下消化0.5小时，按水和氧化镁重量计算液固比为2∶1，再加水调浆，按水和氧化镁重量计算液固比为50∶1，再通入二氧化碳气体(90vt％)，在15℃下反应3小时，经过澄清过滤，得到纯净的碳酸氢镁水溶液(MgO：18.2g/L，Fe：4.5ppm，Al：3.2ppm)。
将34L/min碳酸氢镁水溶液，50L/min 1.0mol/L P204有机相，100L/min含镍硫酸钴溶液(0.1mol/L，含镍1％)加入预萃取槽进行4级共流萃取，流比0.37∶1，萃取槽内温度25℃，单级混合时间9分钟，澄清20分钟，得到含0.198mol/L钴离子的负载有机相，同时得到pH值为3.8的硫酸镁萃余水相。
将含钴离子的负载有机相用0.1mol/L的盐酸溶液逆流洗涤5级，然后用2mol/L的盐酸逆流反萃4级，单级混合时间4分钟，澄清13分钟，得到氯化钴溶液，加入理论量的1.25倍的草酸沉淀钴，得到草酸钴，再在850-900℃焙烧2小时，得到氧化钴产品。
实施例4
将白云石、大理石及碳酸钙，在25℃温度下边喷水边通入二氧化碳(99vt％)进行碳化，经过澄清过滤，得到纯净的碳酸氢钙水溶液(CaO：11g/L，Fe：0.5ppm，Al：0.6ppm)。
将碳酸氢钙水溶液以16.2L/min的流速，0.7mol/L环烷酸有机相以10L/min的流速，1.35mol/L氯化钇溶液以1.5L/min的流速加入预萃取槽中进行10级共流萃取，流比0.69∶1，每级混合时间10分钟，萃取槽内温度25℃，澄清20分钟后得到含钇的负载有机相，其稀土含量REO为0.20mol/L，同时得到平衡pH值为5.8的氯化钙萃余水相。
将负载有机相直接用于REO浓度为1.45mol/L的钇和钬铒铥镱镥氯化稀土溶液的萃取分离提纯，按负载有机相/含稀土水相流比为1∶1，经过70级分馏萃取，槽内温度为40℃，单级混合时间为5分钟，澄清20分钟，再经过20级5mol/L盐酸逆流和水相回流反萃，得到99.99％氯化钇的萃余液和氯化钬铒铥镱镥的反萃液，该富集物经过进一步的萃取分离提纯得到单一稀土。
实施例5
将碳酸镁在750-850℃焙烧5小时得到的轻烧氧化镁，加水在80℃下消化2小时，按水和氧化镁重量计算液固比为1∶1，再用水调浆，按水和氧化镁重量计算液固比为40∶1，然后通入二氧化碳气体(90vt％)，在20℃下反应30分钟，经过澄清过滤，得到纯净的碳酸氢镁水溶液(MgO：24g/L，Fe：2.1ppm，Al：1.2ppm)。将1.5mol/L P204有机相以10L/min的流速加入第1级混合澄清萃取槽中、碳酸氢镁水溶液以5L/min流速加入第3级混合澄清萃取槽中、含0.30mol/L镧铈镨钕的混合硫酸稀土溶液以6.5L/min的流速加入第5级混合澄清萃取槽中，经过5级逆流预萃取，单级混合时间4分钟、澄清时间15分钟，萃取槽内温度35℃，再经过1级澄清，得到含镧铈镨钕的负载有机相，其稀土含量REO为0.193mol/L，含硫酸镁的平衡水相pH值为1。
将含镧铈镨钕的负载有机相用5.5mol/L硝酸经过8级逆流和水相回流反萃，得到镧铈镨钕混合硝酸稀土溶液，经过浓缩结晶得到REO为46wt％的硝酸镧铈镨钕产品。
实施例6
将碳酸氢镁水溶液(MgO：12g/L)以15.8L/min速度和0.98mol/L环烷酸以10L/min速度加入第1级共流萃取槽中，将0.21mol/L混合硫酸稀土溶液(包括镧铈镨钕钐铕钆铽镝等)以14.4L/min速度加入第10级逆流萃取槽中，经过5级共流和10级逆流预萃取，流比(有机相∶水相)为0.33∶1，共流萃取单级混合时间10分钟，逆流萃取单级混合时间3分钟，澄清15分钟，萃取槽内温度50℃，得到含稀土负载有机相，其稀土含量REO为0.30mol/L，同时得到平衡pH值为5.5的硫酸镁萃余水相。
将负载有机相用0.1mol/L盐酸进行3级逆流洗涤，然后用5.5mol/L盐酸经过5级逆流和水相回流反萃，得到1.65mol/L混合氯化稀土溶液，经过浓缩结晶得到REO为46wt％的混合氯化稀土产品。
实施例7
将碳酸氢钙水溶液(CaO：100g/L，Fe：2.5ppm，Al：1.6ppm)176L，0.8mol/L脂肪酸1000L，1.6mol/L氯化钐溶液126L加入萃取槽中进行单级萃取，相比3.3∶1，混合时间30分钟，槽内25℃，澄清60分钟后得到含稀土负载有机相，其稀土含量REO为0.20mol/L，同时得到平衡pH值为5.2的氯化钙萃余水相。
将负载有机相直接用4.5mol/L硝酸进行6级逆流反萃，得到1.36mol/L硝酸钐溶液，经过浓缩结晶得到REO为45wt％的硝酸钐产品。
实施例8
将碳酸氢镁水溶液(MgO：15.6g/L，Fe：1.5ppm，Al：0.6ppm)、1.3mol/L P507和C272的混合有机相(P507占70vt％)以及氯化铥镱溶液(1.26mol/L)分别以3.4L/min、5.6L/min和0.68L/min的流速加入到4级预萃取槽中进行共流萃取，流比1.44∶1，单级混合4分钟，萃取槽内温度30℃，澄清15分钟得到含铥镱(REO为0.152mol/L)的负载有机相，同时得到萃余水相氯化镁(MgO：12.8g/L)，平衡pH值为2。
将含铥镱(REO为0.152mol/L)负载有机相直接用于氯化铥镱镥溶液(1.35mol/L)的萃取分离提纯，采用56级分馏萃取，流比10∶1；采用15级盐酸逆流和水相回流反萃，混合相比(有机相∶水相)2∶1，单级混合时间5分钟，澄清时间15分钟，萃取槽内温度45℃，得到氯化铥镱萃余液和99.99％的氯化镥反萃液产品。
将得到的10M3氯化镁溶液(MgO：12.8g/L)加入286公斤氢氧化钙(CaO75％)，在25℃下搅拌反应120分钟，得到氢氧化镁浆料，然后边搅拌边通入预萃取过程释放的二氧化碳进行碳化，反应2小时过滤，得到纯净的碳酸氢镁水溶液返回用于预萃取。
实施例9
将饱和二氧化碳的碳酸氢钙水溶液(CaO：25.5g/L，Fe：1.5ppm，Al：0.8ppm)和1.5mol/L P507有机相分别以7.5L/min、10L/min的流速加入到3级共流萃取槽中进行预萃取，流比1.33∶1，得到含0.33mol/L钙离子的负载有机相和平衡pH值为5的废水溶液；再以1.0L/min的流速加入1.86mol/L氯化镨溶液与含钙离子的负载有机相进行4级逆流萃取，流比10∶1，单级混合时间4分钟，澄清时间15分钟，得到含镨离子(REO为0.185mol/L)的负载有机相和含氯化钙的萃余水相，平衡pH值为4。
将含镨(REO为0.185mol/L)负载有机相直接用于氯化镨钕溶液(2.0mol/L，镨含量20％)的萃取分离提纯采用150级分馏萃取，流比9∶1，采用12级5.5mol/L盐酸逆流和水相回流反萃，混合相比3∶1，单级混合时间5分钟，澄清时间15分钟，萃取槽内温度35℃，得到氯化镨99.9％萃余液和99.95％的氯化钕反萃液产品。
实施例10
将碳酸氢镁水溶液(MgO：20.5g/L，Fe：1.2ppm，Al：0.8ppm)和1.5mol/L P204有机相分别以6.2L/min、10L/min的流速加入到2级共流萃取槽中进行萃取，流比1.6∶1，得到含0.3mol/L镁离子的负载有机相和平衡pH值为4.5的废水溶液；再以1.16L/min的流速加入1.56mol/L氯化铈溶液与含镁离子的负载有机相进行4级逆流预萃取，流比8.6∶1，单级混合时间4分钟，澄清时间15分钟，得到含铈离子(REO为0.18mol/L)的负载有机相；同时得到萃余水相氯化镁(MgO：103g/L，2.58mol/L)，平衡pH值为2.5。
将含铈(REO为0.18mol/L)负载有机相直接用于氯化铈镨溶液(1.67mol/L，Pr6O1126％)的萃取分离提纯，采用60级分馏萃取(萃取32级，洗涤28级)，流比8∶1；采用10级5.5mol/L盐酸逆流和水相回流反萃，混合相比4∶1；单级混合时间5分钟，澄清时间15分钟，萃取槽内温度35℃，得到氯化铈99.5％萃余液和99.95％的氯化镨反萃液产品。
将得到的2.5M3氯化镁溶液(MgO：103g/L，2.58mol/L)加入750公斤轻烧白云石消化得到的氢氧化钙(67％)与氢氧化镁(33％)的混合物，在55℃下搅拌反应60分钟，过滤得到氢氧化镁滤饼用水调浆，按水和氧化镁重量计算液固比为45∶1，边搅拌边通入二氧化碳(90vt％)进行碳化，反应温度20℃，反应时间为1小时，经过滤，得到纯净的碳酸氢镁水溶液，溶液中氧化镁含量为20.5g/L，返回用于预萃取。
实施例11
将氢氧化镁加入实施例9中产生的pH为5的废水溶液稀释，按水和氧化镁重量计算液固比为60∶1，然后通入二氧化碳气体(90vt％)，在0℃下反应5小时，经过澄清过滤，得到纯净的碳酸氢镁水溶液(MgO：15.2g/L，Fe：0.8ppm，Al：0.7ppm)。
将0.5mol/L P204萃取剂、碳酸氢镁溶液(MgO：15.2g/L)以及0.25mol/L硫酸铝溶液加入预萃取槽中进行3级共流萃取，混合时间共30分钟，澄清20分钟，萃取槽内温度45℃，得到含铝离子的负载有机相，其浓度为0.06mol/L，同时得到萃余水相硫酸镁。
含铝离子的负载有机相直接用于金属离子浓度为0.3mol/L的含铁硫酸铝溶液(Fe的摩尔比为3.5％)的萃取分离提纯，有机相与水相流比为1∶3，单级混合时间为5分钟，澄清12分钟，槽内温度为80℃，经过6级萃取、4级0.5mol/L稀硫酸洗涤，得到硫酸铝萃余液产品，其中Fe＜20ppm。
实施例12
将氯化镁配制成5.0mol/L溶液(氧化镁含量200g/L)，加入30％的氢氧化钠溶液，其中钠/镁摩尔比为1，在20℃下反应25分钟，得到氢氧化镁浆料，过滤得到氢氧化镁滤饼，将滤饼用水调浆，按照水和氧化镁重量计算液固比为30∶1，通入二氧化碳气体进行连续碳化，反应温度为25℃，经过滤得到碳酸氢镁溶液(MgO：30g/L，Fe：0.3ppm，Al：0.4ppm)。
将1.0mol/L P204萃取剂、碳酸氢镁溶液(MgO：30g/L)以及0.18mol/L硫酸铝溶液加入预萃取槽中进行3级共流萃取，混合时间共30分钟，澄清20分钟，萃取槽内45℃，得到含铝离子的负载有机相，其浓度为0.12mol/L，同时得到萃余水相硫酸镁。
含铝离子的负载有机相直接用于金属离子浓度为0.2mol/L的含铝硫酸钒溶液(Al：10.5％)的萃取分离提纯，有机相与水相流比为1∶1，单级混合时间为5分钟，澄清15分钟，萃取槽内温度为40℃，经过6级萃取、6级0.5mol/L稀硫酸洗涤，10级2mol/L NaOH反萃，得到偏钒酸钠产品，其中Al＜10ppm。
实施例13
将氧化钙粉末加水在80℃条件下消化60分钟，按水和氧化钙重量计算液固比为2.5∶1，得到氢氧化钙浆料，再加入卤水，其中钙/镁摩尔比为1.2∶1，在25℃下反应60分钟，得到氢氧化镁浆料，过滤得到氢氧化镁滤饼，将滤饼用水调浆，按水和氧化镁重量计算液固比为50∶1，并通入二氧化碳进行连续碳化，反应温度为20℃，过滤得到碳酸氢镁溶液(MgO：18.6g/L，Fe：1.7ppm，Al：0.3ppm)。
将1.0mol/L P204萃取剂、碳酸氢镁溶液(MgO：18.6g/L)以及0.22mol/L硫酸铜溶液加入预萃取槽中进行4级共流萃取，混合时间共30分钟，澄清30分钟，萃取槽内35℃，得到含铜离子的负载有机相，其浓度为0.11mol/L，同时得到萃余水相硫酸镁。
含铜离子的负载有机相直接用于金属离子浓度为0.3mol/L的硫酸铜锌溶液(Zn的摩尔比为26.5％)的萃取分离提纯，有机相与水相流比为2∶1，单级混合时间为5分钟，澄清15分钟，萃取槽内温度为30℃，经过8级萃取、7级0.3mol/L稀硫酸洗涤，6级4mol/L盐酸反萃，得到99.9％的硫酸铜萃余液和99.5％的氯化锌反萃液产品。
实施例14
将氧化钙粉末加水在80℃条件下消化60分钟，按水和氧化钙重量计算液固比为2.5∶1，得到氢氧化钙浆料，再加入海水，其中钙/镁摩尔比为1.2∶1，在25℃下反应60分钟，得到氢氧化镁浆料，过滤得到氢氧化镁滤饼，将滤饼用水调浆，按水和氧化镁重量计算液固比为60∶1，并通入二氧化碳进行连续碳化，反应温度为20℃，过滤得到碳酸氢镁溶液(MgO：18.6g/L，Fe：1.7ppm，Al：0.3ppm)。
将1.0mol/L P204萃取剂、碳酸氢镁溶液(MgO：18.6g/L)以及0.25mol/L硫酸铜溶液加入预萃取槽中进行4级共流萃取，混合时间共30分钟，澄清30分钟，萃取槽内35℃，得到含铜离子的负载有机相，其浓度为0.11mol/L，同时得到萃余水相硫酸镁。
含铜离子的负载有机相直接用于金属离子浓度为0.3mol/L的硫酸铜锌溶液(Zn的摩尔比为26.5％)的萃取分离提纯，有机相与水相流比为2∶1，单级混合时间为5分钟，澄清15分钟，萃取槽内温度为30℃，经过8级萃取、7级0.3mol/L稀硫酸洗涤，6级4mol/L盐酸反萃，得到99.9％的硫酸铜萃余液和99.5％的氯化锌反萃液产品。
实施例15
将饱和二氧化碳的碳酸氢镁水溶液(MgO：20.5g/L，Fe：1.2ppm，Al：0.8ppm)和1.5mol/L P204有机相分别以6.2L/min和10L/min的流速加入到2级共流萃取槽中进行萃取，流比1.6∶1，得到含0.3mol/L镁离子的负载有机相和平衡pH值为4.5的废水溶液；再以6L/min的流速加入0.31mol/L硫酸镧铈溶液与含镁离子的负载有机相进行4级逆流预萃取，流比0.82∶1，单级混合时间4分钟，澄清时间15分钟，得到含镧铈离子(REO为0.185mol/L)的负载有机相；同时得到萃余水相硫酸镁，平衡pH值为2.0。
将负载有机相直接用4.5mol/L硝酸进行6级逆流反萃，得到1.36mol/L硝酸镧铈溶液，经过浓缩结晶得到REO为45wt％的硝酸镧铈产品。
Claims (24)
1.碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于：将碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液作为酸性有机萃取剂萃取分离提纯金属过程中的酸平衡剂；该萃取分离提纯过程至少包括下述步骤：
(1)将酸性有机萃取剂与碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液同时加入萃取槽中进行单级或者多级共流或/和逆流萃取，镁或/和钙离子与有机相中氢离子进行交换，水相平衡pH值为3～5，澄清分相，得到含镁或/和钙离子的有机相和废水溶液；含镁或/和钙离子的有机相再与含有待分离提纯金属离子的金属溶液通过单级或者多级共流或/和逆流萃取方式进行预萃取，金属离子被萃入有机相中，经过澄清分相，得到含金属离子的负载有机相和含镁或/和钙离子的萃余水相，平衡pH值为2.5～4.5；
(2)将步骤(1)得到的含金属离子的负载有机相用于含2种或2种以上金属离子的金属溶液进行萃取分离提纯，包括负载有机相中所含金属离子，经过多级萃取、洗涤和反萃，难萃金属离子进入萃余液，易萃金属离子进入反萃液，得到含不同金属离子的萃余液、洗液和反萃液产品；或将含金属离子负载有机相直接用酸或碱溶液反萃，得到提纯后的金属溶液或浆液，其溶液经过浓缩结晶或沉淀生产金属化合物产品，或进一步萃取分离提纯生产单一金属化合物产品，其浆液经过滤得到化合物产品。
2.根据权利要求1所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于：所述金属离子为镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇、镍、钴、铁、锰、铬、钒、铝、铜和锌中的至少一种金属离子。
3.根据权利要求1所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于：所述金属离子为镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇中的至少一种金属离子。
4.根据权利要求1所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于：所述酸性有机萃取剂为酸性磷类萃取剂和羧酸类萃取剂中的一种或几种，并用有机溶剂稀释，萃取剂浓度为0.5～2.0mol/L。
5.根据权利要求4所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于：所述酸性有机萃取剂为含P507、P204、P229、C272、C301、C302、脂肪酸、环烷酸和异构酸中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于：所述碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液中氧化镁或/和氧化钙含量为5～100g/L，Fe含量小于5ppm，Al含量小于5ppm。
7.根据权利要求1所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于：所述碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液中氧化镁或/和氧化钙含量为5～30g/L，Fe含量小于2ppm，Al含量小于2ppm。
8.根据权利要求1所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，步骤(1)特征在于：将1～1.5mol/L的酸性萃取剂与饱和二氧化碳的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液采用单级或者2～10级共流和/或逆流萃取方式进行萃取反应，体积流比或相比为有机相∶水相＝0.2～10∶1，单级两相混合时间3～30分钟，澄清时间5～30分钟，得到含0.15～0.35mol/L镁或/和钙离子的有机相和pH值为2.5～4.5废水溶液；含镁或/和钙离子的有机相再与0.1～2.0mol/L金属溶液采用单级或者2～10级共流和/或逆流萃取方式进行萃取反应，体积流比或相比为有机相∶水相＝0.2～10∶1，单级混合3～30分钟，澄清时间5～30分钟，得到含金属离子的负载有机相和含镁或/和钙离子的萃余水相，负载有机相中金属离子含量为0.1～0.2mol/L，平衡水相即萃余水相pH值为2.5～4.5；所使用的0.1～2.0mol/L的金属溶液是步骤(2)萃取分离提纯得到的萃余液，萃取槽内温度为20～50℃。
9.根据权利要求1所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于：步骤(2)中的负载有机相用于含2种或2种以上金属离子的金属溶液进行萃取分离提纯中，采用10～150级分馏萃取方式进行，反萃采用3～20级逆流或/和回流方式进行，有机萃取剂和水相的体积流比为有机相∶水相＝0.1～10∶1，单级两相混合时间为3～20分钟，澄清时间5～30分钟，萃取槽内温度为20～80℃。
10.根据权利要求1所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于：所述金属溶液为氯化物溶液、硝酸盐溶液、硫酸盐溶液、或其混合溶液，其金属浓度为0.1～2.0mol/L。
11.根据权利要求1所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于：酸性有机萃取剂与碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液反应产生的二氧化碳气体经过捕收，返回用于碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液的制备。
12.根据权利要求1所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于：所述碳酸氢镁或/和钙水溶液由含镁或/和钙矿物经过焙烧、消化和碳化过程制备。
13.根据权利要求12所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于：所述碳酸氢镁水溶液由菱镁矿、白云石或碳酸镁中的至少一种矿物经过焙烧、消化和碳化过程制备。
14.根据权利要求12所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于：所述的焙烧过程是将矿物在700～1000℃焙烧1～5小时，所述的消化过程是在焙烧后将得到的氧化镁或/和钙加水在50～95℃进行消化0.5～5小时，按水和氧化镁或/和钙重量计算液固比为1～5∶1，再加水调浆，按水和氧化镁或/和钙重量计算液固比为10～200∶1，所述的碳化过程是在消化过程之后通入二氧化碳气体进行碳化，反应温度控制在0～50℃，反应时间为0.1～5小时，经过滤，得到纯净的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液。
15.根据权利要求1所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于：所述碳酸氢镁水溶液的制备方法为将氧化镁加水在50～95℃进行消化0.5～5小时，按水和氧化镁重量计算液固比为1～5∶1再加水调浆，或将氢氧化镁用水调浆，按水和氧化镁重量计算液固比为10～200∶1，然后通入二氧化碳气体进行碳化，反应温度控制在0～50℃，反应时间为0.1～5小时，经过滤，得到纯净的碳酸氢镁水溶液。
16.根据权利要求1所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于：所述碳酸氢镁水溶液的制备方法为：以镁盐为原料制备碳酸氢镁溶液，其具体步骤为：
1)氢氧化镁的制备：将镁盐溶液或者固体镁盐用水溶解配制成溶液，加入比氢氧化镁碱性强的液态或固态碱性化合物，反应得到氢氧化镁浆料或过滤得到氢氧化镁滤饼；
2)碳酸氢镁溶液制备：步骤1)得到的氢氧化镁浆料或滤饼用水调浆并通入二氧化碳进行碳化，得到碳酸氢镁溶液。
17.根据权利要求16所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于，步骤1)的镁盐为氯化镁或硝酸镁中的至少一种。
18.根据权利要求16所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于，所述镁盐溶液为含氯化镁或硝酸镁的水溶液、卤水和海水中的至少一种，所述镁盐溶液浓度以氧化镁计为10～300g/L。
19.根据权利要求16所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于，所述镁盐溶液浓度以氧化镁计为10～200g/L。
20.根据权利要求16所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于，步骤1)所述碱性化合物为氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙消化得到的氢氧化钙和轻烧白云石消化得到的氢氧化钙与氢氧化镁的混合物中的至少一种。
21.根据权利要求16所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于，步骤1)所述碱性化合物为氧化钙消化得到的氢氧化钙或轻烧白云石消化得到的氢氧化钙与氢氧化镁的混合物。
22.根据权利要求16所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于，步骤1)所述碱性化合物加入量为理论化学计量的1～1.5倍，反应温度为15～95℃，反应时间10～180min。
23.根据权利要求16所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于，步骤2)中所述的氢氧化镁浆料或滤饼用水调浆过程中，按水和氧化镁重量计算液固比为10～200∶1，在通入二氧化碳进行连续碳化过程中，反应温度控制在0～35℃，经过滤得到纯净的碳酸氢镁水溶液，溶液中氧化镁含量为5～30g/L。
24.根据权利要求1所述的碳酸氢镁或/和碳酸氢钙水溶液在金属萃取分离提纯过程中的应用，其特征在于：碳酸氢钙水溶液的制备方法为由碳酸钙、石灰石、大理石和白云石中至少一种直接喷水并通入二氧化碳进行碳化，得到纯净的碳酸氢钙水溶液。
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