CN103074505A

CN103074505A - 一种连续萃取分离稀土的工艺

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Publication number: CN103074505A
Application number: CN2013100427286A
Authority: CN
Inventors: 刘红平; 曾文涛; 罗小博; 袁辉芳
Original assignee: GUANGDONG ZHUJIANG RARE EARTHS CO Ltd
Current assignee: GUANGDONG ZHUJIANG RARE EARTHS CO Ltd
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2033-02-04
Also published as: CN103074505B

Abstract

本发明公开了一种连续萃取分离稀土的工艺，包括，用P507萃取剂，以液-液萃取分离方法分离混合稀土，其物料采用组份相同配份相异的含有两种以上稀土元素组份的氯化稀土溶液，各物料分别从不同萃取级序的入口进料，各物料入口处的组份和配份与加入的物料的组份和配份一致。其从萃取分离中得到的多种组份的物料，在进入下一次萃取分离之前不将其混合在一起，分别判定物料组份；在不同萃取级序中选取与其配份相同的级序设置对应的进料口分别进对应的物料，采用这种多口进料方式，提高了萃取分离效率，萃取量显著降低，整个萃取分离过程的酸、碱等化工材料消耗降低了约10%，相同萃取设备的处理量提高了20%以上。

Description

一种连续萃取分离稀土的工艺

技术领域

本发明涉及稀土分离工艺，特别是一种组份相同、配份相异的双相多口进料连续萃取分离稀土的工艺。

背景技术

多稀土元素混合的冶炼萃取分离过程，通常需要经过多组、多级萃取生产线，将化学性质相近的多个稀土元素分组后，再进行多级萃取分离，上组得出的物料做为下组萃取的物料，经多组多级萃取分离后，最终得到单一元素（化合物）。

在分组分级处理过程中，会产生多种中间物料，这些物料中，会有一些物料的组份相同但配分不同。例如：用M代表物料，用A、B代表物料的不同组份，则有M1=（A）B，B组份含量高，B为难萃取成分，M2=A（B），A组份含量高，A为易萃取成分高。现有的萃取过程对这些不同配分的物料中的不同组份的分离方法是：将物料M1和M2混合后，再从生产线上某级的一个进料口进料萃取，进行分组或分离，我们称为混合单口进料萃取分离方法。

这种现有的混合单口进料萃取分离方法，没有充分利用物料间元素组成差异，不同组份含量的物料混合导致了原有差异的消失，它实际上增加了分离的难度。如萃取过程所需单位萃取量（单位时间内有机相萃取的稀土量与进料量之比）用S表示，所需S相当于多种物料的单位萃取量S1和S2……的叠加，即：S=S1+S2+……，其需要多消耗酸碱等化工材料，造成物耗高而增加生产成本；同时需要的萃取设备也更大，压槽量也更多，因而投资也多。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种组份相同、配份相异的双相多口进料连续萃取分离稀土的工艺，以充分利用物料中组份不同的特性，降低化工材料的消耗及萃取设备的压槽量。

本发明所述的一种连续萃取分离稀土的工艺，用P507萃取剂，以液-液萃取分离方法分离混合稀土，其物料采用组份相同配份相异的含有两种以上稀土元素组份的氯化稀土溶液，各物料分别从不同萃取级序的入口进料，各物料入口处的组份和配份与加入的物料的组份和配份一致。

本发明所述的连续萃取分离稀土的工艺，采用多口进料的方式，各组份相同，但配份相异的稀土物料可分别从不同级序的与之组份和配份相一致的入口处进料，充分利用物料间元素组成的差异，降低了萃取量、化工材料的消耗，以及萃取设备的压槽量。

所述液-液萃取分离方法中，P507萃取剂在萃取前进行稀释与皂化形成皂化有机相；皂化有机相分为多个部分，皂化有机相的各部分分别从各物料入口前相应的级序进入，以使各物料中的易萃取组分全被捞取。

例如：皂化有机相的第1部分直接从萃取段的最前端进入，第2部分从M2进料级之前的相应级序进入；以使M2物料中的易萃取组分全被捞取，……，第n部分从Mn进料级之前的相应继续进入，以使Mn物料中的易萃取组分全被捞取。

上述液-液萃取分离方法，皂化有机相的在后部分没有流经在前部分的萃取段，比如：皂化有机相的第2部分没有流经前部第1 部分的萃取段，第n部分没有流经第n-1部分及之前所有的萃取段，其前部萃取段的流量往前依次减少，萃取槽的体积相对可较小，其能减少萃取段的稀土压槽量，可大量节省投资成本。

用M1、M2、…Mn来表示上述工艺中所采用的组份相同配份相异的物料。物料M1=（A）B，A为易萃取成分，B为难萃取成分，其难萃取成分高，在萃取过程较前的级序选取与其萃取平衡配份相同的级序，按水相进料方式作为第一进料。所述物料M2=A（B），A组份含量高，易萃取成分高，在萃取过程较后的级序选取与其萃取平衡配份相同的级序作为第二进料。所述物料Mn，同样由A、B组份构成，其A组份含量较M2更高，易萃取成分更高，在萃取过程更后的级序选取与其萃取平衡配份相同的级序作为第n进料。其不同配份的物料分别按相同或接近的萃取平衡配份进入萃取槽，提高了萃取分离效率。

原有的萃取进料方式为一个进料口混合进料，将不同物料本身已存在的有益差异无形中给消除掉了；如萃取过程单位萃取量用S表示，所需S相当于多种物料的单位萃取量S1和S2……Sn的叠加，即：S=S1+S2+……+Sn；采用多口进料方式后，其中一种进料的单位萃取量可同时用于多种物料的萃取分离，这时的单位萃取量S=S1或S=S2或S=Sn，……（取S1、S2……Sn中最大萃取量为进料的单位萃取量S），其单位萃取量S显著降低。同时，这种上述多口进料方式，保留了两种物料的差异相当于已完成一部分分离，使得不同配份的物料分别按相同或接近的萃取平衡配份进入萃取槽，提高了萃取分离效率。

另外，本发明所述工艺所述的多口进料方式，由于单位萃取量S显著降低，从而能降低整个萃取分离过程的酸、碱等化工材料的消耗，相同萃取设备的处理量也显著提高；据已实施的生产线统计，处理量提高了20%以上，化工材料消耗降低了约10%。

所述物料的稀土浓度为0.5~1.5mol/L，物料的酸度为0.1~0.5N。

所述萃取剂在萃取前可先用皂化有机相进行皂化，从而提高萃取剂萃取稀土的萃取能力，所述皂化有机相，选自碱皂或氨皂，皂化率36~54%。

所述萃取剂可采用稀释剂稀释，稀释剂可为航空煤油，比重为0.80±0.01g/cm³。

所述工艺中所用的洗酸和反酸为浓度5.5N的盐酸。

附图说明

图1是组份相同配份相异的物料M1、M2多口进料分离稀土工艺的示意图。

具体实施方式

实施例1：

一种连续萃取分离稀土的工艺，如图1，用P507萃取剂，以液-液萃取分离方法分离混合稀土，从萃取分离中得到的含有Tb、Dy的M1=（Dy）Tb（其中：Tb占60%，Dy占40%）和M2= Dy（Tb）（其中：Tb占40%，Dy占60%）两种物料，在进入下一次萃取分离之前不将其混合在一起，分别判定物料组份，两种物料分别从不同的萃取级序的入口进料；其中，物料M1=（Dy）Tb，Tb组份含量高，难萃取成分高，可在萃取过程较前的级序选取与其萃取平衡配份相同的级序，按水相进料方式作为第一进料；所述物料M2= Dy（Tb），Dy组份含量高，易萃取成分高，在萃取过程较后的级序选取与其萃取平衡配份相同的级序作为第二进料；其中，Dy为易萃取组份，Tb为难萃取组份。物料的稀土浓度为1.5mol/L，物料的酸度为0.5N，P507萃取剂在萃取前用稀释剂进行稀释，如航空煤油进行稀释，航空煤油的比重为0.80g/cm³，用碱在皂化槽内进行皂化，皂化率为54%，形成皂化有机相。皂化有机相的第1部分直接从萃取段的最前端进入，第2部分从M2进料级之前的相应级序进入；以使M2物料中的易萃取组分Dy全被捞取。本实施例中皂化有机相第2部分以从M2进料级之前的10级进入即可，其可很好的保证Dy被全部捞取。本实施例中，洗涤段和反萃取段所用的洗涤酸和反萃酸为浓度5.5N的盐酸。上述方法，同时分离M1和M2，分离纯度Tb≥99.99%，Dy≥99.5%的情况下，其单位萃取量为S=1.6，酸、碱单耗（单耗是指单位产量所消耗的盐酸或液碱）分别为2.97、3.35 Kg/KgREO。

此外，本实施例中，皂化有机相第2部分没有流经萃取段1，萃取段1的流量小；相应的，萃取段1的萃取槽的体积相对可较小，从而减少萃取段1的稀土压槽量。而萃取段1的压槽组份以难萃组份占多数，对于难萃组份为稀土贵重元素的分离，本方法可大量节省投资成本。

单独分离物料M1，其中Tb占60%，Dy占40%，分离后纯度Tb≥99.99%，Dy≥99.5%，单位萃取量为S1=1.1。

单独分离物料M2，其中：Tb占40%，Dy占60%，分离后纯度Tb≥99.99%，Dy≥99.5%，，则其单位萃取量为S2=1.6。

对比例：

一种连续萃取分离稀土的工艺，用P507萃取剂，以液-液萃取分离方法分离混合稀土，从萃取分离中得到的含有Tb、Dy的M1=（Dy）Tb（其中：Tb占60%，Dy占40%）和M2= Dy（Tb）（其中：Tb占40%，Dy占60%）两种物料，在进入下一次萃取分离之前将其混合在一起，而后将混合后的物料按水相进料方式进料。上述方法，同时分离M1和M2，分离纯度Tb≥99.99%，Dy≥99.5%的情况下，其所需萃取量S=S1+S2=1.1+1.6=2.7，酸、碱单耗分别为5.01、5.66 Kg/KgREO。

可见，对比例中单位萃取量S大幅高于实施例1，酸、碱单耗较实施例1也更高，即分离相同量的DyTb料，需要更大的萃取剂及酸、碱流量。相应的，用同样规模的设备，实施例1的方法处理量更大。

Claims

1.一种连续萃取分离稀土的工艺，包括，用P507萃取剂，以液-液萃取分离方法分离混合稀土，其特征在于：其物料采用组份相同配份相异的含有两种以上稀土元素组份的氯化稀土溶液，各物料分别从不同萃取级序的入口进料，各物料入口处的组份和配份与加入的物料的组份和配份一致。

2.根据权利要求1所述的连续萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述液-液萃取分离方法中，P507萃取剂在萃取前进行稀释与皂化形成皂化有机相；皂化有机相分为多个部分，皂化有机相的各部分分别从各物料入口前相应的级序进入，以使各物料中的易萃取组分全被捞取。

3.根据权利要求1或2所述的连续萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述组份相同配份相异的物料包括M1、M2、…Mn，物料M1=（A）B，B组份含量高，可在萃取过程较前的级序选取与其萃取平衡配份相同的级序，按水相进料方式作为第一进料；物料M2=A（B），A组份含量高，用皂化有机相捞取不低于A组份含量的待分离组份，在萃取过程较后的级序选取与其萃取平衡配份相同的级序作为第二进料；……；物料Mn，同样由A、B组份构成，其A组份含量较M2中A组份的含量更高，易萃取成分更高，在萃取过程更后的级序选取与其萃取平衡配份相同的级序作为第n进料；其中，A 为易萃取组份，B为难萃取组份。

4.根据权利要求1至3中任何一项所述的连续萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述物料的稀土浓度为0.5~1.5mol/L，物料的酸度为0.1~0.5N。

5.根据权利要求1至3中任何一项所述的连续萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述工艺中所用的皂化有机相，选自碱皂或氨皂，皂化率36~54%。

6.根据权利要求1至3中任何一项所述的连续萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述萃取剂的稀释剂为航空煤油，比重为0.80±0.01g/cm³。

7.根据权利要求1至3中任何一项所述的连续萃取分离稀土的工艺，其特征在于，所述工艺中所用的洗酸和反酸为浓度5.5N的盐酸。