CN103924075A

CN103924075A - 添加NH4Cl的盐酸溶液作为钐与锌萃取分离的洗液

Info

Publication number: CN103924075A
Application number: CN201410098896.1A
Authority: CN
Inventors: 郝先库; 张瑞祥; 李向阳; 刘海旺; 王士智; 马显东; 赵永志; 斯琴毕力格; 许宗泽
Original assignee: JINGRUI NEW MATERIAL CO Ltd BAOTOU; Baotou Rare Earth Research Institute
Current assignee: JINGRUI NEW MATERIAL CO Ltd BAOTOU; Baotou Rare Earth Research Institute; Santoku Corp
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2014-07-16

Abstract

本发明涉及一种添加NH₄Cl的盐酸溶液作为钐与锌萃取分离的洗液，提高锌洗涤率的方法，属于稀土湿法冶金领域。本发明是有机相中萃取剂P₅₀₇萃取Sm³⁺和Zn²⁺后作为负载有机相，用添加NH₄Cl浓度为3mol/L的盐酸溶液作为洗液，洗液酸度为0.5-1.5mol/L，洗液对负载有机相中Zn²⁺洗涤率为94.89-100%，Sm³⁺的洗涤率为30-91.58%，洗涤后水相酸度为0.09-0.41mol/L；该洗液对负载有机相中Zn²⁺一次洗涤率高、Sm³⁺一次洗涤率低，洗涤后水相中余酸浓度较低，洗液中添加NH₄Cl提高了Zn²⁺和Sm³⁺的分离能力；在工业化生产中可以缩短洗涤级数，降低了盐酸消耗。

Description

添加NH4Cl的盐酸溶液作为钐与锌萃取分离的洗液

技术领域

本发明涉及一种添加NH₄Cl的盐酸溶液作为钐与锌萃取分离的洗液，属于稀土湿法冶金领域。

背景技术

目前国内大部分企业采用锌粉还原富铕溶液中Eu³⁺制备氧化铕工艺，向富铕溶液中加入锌粉将Eu³⁺还原成Eu²⁺，而锌粉转变为Zn²⁺进入到稀土溶液中，含有Zn²⁺的稀土溶液作为还原萃取的料液，在还原萃取分离段Zn²⁺作为易萃组份随Sm³⁺、Gd³⁺等三价稀土离子经过反萃后返回到Sm/Eu/Gd分离段，Zn²⁺随Sm³⁺一起从Sm/Eu/Gd分离段萃余液流出，无论采用碳酸氢铵或草酸作为沉淀剂，Zn²⁺也会同碳酸钐或草酸钐沉淀，影响氧化钐产品质量，为了保证氧化钐产品质量，需进行Sm³⁺和Zn²⁺分离，CN1715430A专利和文献李慧琴所著的锌与稀土分离及碱式碳酸锌的制备，稀土，2006，27(6):62-64，提供了一种锌与稀土分离方法，利用N₂₃₅实现Zn²⁺和RE³⁺分离；日本专利JP2001151743报道了在稀土和锌的混合溶液中，加入三(2-氨基乙基)胺和水杨醛反应后，只有稀土结晶出来，从而实现了稀土和锌的分离；稀土与锌分离也可以采用加入过量的氨水或氢氧化钠，稀土形成氢氧化物沉淀，而Zn²⁺形成ZnO₂ ^2-留在溶液中，这种方法缺点是氢氧化稀土沉淀易形成胶体，很难过滤，同时沉淀中极易夹带Zn²⁺，另外操作工序繁琐，又不经济，在工业生产中很难实施。

发明内容

本发明目的是添加NH₄Cl的盐酸溶液作为钐与锌萃取分离的洗液，提高锌洗涤率的方法。

技术解决方案：

本发明用添加NH₄Cl的盐酸溶液作为钐与锌萃取分离的洗液。有机相中萃取剂P₅₀₇萃取Sm³⁺和Zn²⁺后作为负载有机相，负载有机相中含Sm³⁺浓度为0.1686 mol/L、Zn²⁺浓度为0.0217 mol/L，用添加NH₄Cl的盐酸溶液作为洗液，添加到洗液中的NH₄Cl浓度为3 mol/L，洗液酸度为0.5-1.5 mol/L，负载有机相与洗液体积比为2:1，混合时间为8分钟，洗液对负载有机相中Zn²⁺洗涤率为94.89-100%，Sm³⁺的洗涤率为30-91.58%，洗涤后水相酸度为0.09-0.41 mol/L。

本发明最优选择添加NH₄Cl浓度为3 mol/L、酸度为0.5 mol/L的盐酸溶液作为Sm³⁺和Zn²⁺分离的洗液，该洗液对负载有机相中Zn²⁺一次洗涤率达到94.89%，洗涤后水相中余酸为0.09 mol/L，Sm³⁺一次洗涤率为30%，通过改变负载有机相和洗液体积比即可实现负载有机相中Zn²⁺完全洗涤到水相中。

发明效果

⑴ 在相同盐酸浓度为0.5 mol/L未添加和添加浓度为3 mol/L的NH₄Cl作为洗液比较，未添加NH₄Cl的洗液对负载有机相中Zn²⁺一次洗涤率为72.86%，洗涤后水相酸度为0.18 mol/L，添加NH₄Cl的洗液对负载有机相中Zn²⁺一次洗涤率为94.89%，洗涤后水相酸度为0.09 mol/L，而未添加和添加NH₄Cl的洗液对负载有机相中Sm³⁺一次洗涤率不变，洗液中添加NH₄Cl提高了Zn²⁺和Sm³⁺的分离能力；

⑵ 在洗液中加入的NH₄Cl与从负载有机相中洗涤到水相中的Zn²⁺生成络阴离子[ZnCl₄]^2-，洗涤后水相中游离的Zn²⁺浓度减少，水相中剩余的H⁺与负载有机相中Zn²⁺继续发生反应，洗涤平衡后Zn²⁺洗涤率比不加NH₄Cl的洗涤率高；

⑶ 负载有机相中钐与锌的洗液中加入NH₄Cl，提高了锌的洗涤率，在工业化生产中可以缩短洗涤级数，同时也降低了盐酸消耗；

⑷ 在洗液中加入的NH₄Cl为钐铕钆萃取分离稀土皂化段废水经过浓缩、结晶制备的，NH₄Cl加入到洗液中对钐的纯度不会产生影响，实现回收的NH₄Cl再利用。

具体实施方式

实施例1

负载有机相中含Sm³⁺浓度为0.1686 mol/L、Zn²⁺浓度为0.0217 mol/L，配制浓度为3 mol/L 的NH₄Cl、酸度为0.5 mol/L的盐酸溶液作为洗液，负载有机相与洗液体积比为2:1，混合时间为8分钟，负载有机相中Zn²⁺一次洗涤率为94.89%、Sm³⁺的洗涤率为30.91%，洗涤后水相酸度为0.0902 mol/L。

实施例2

负载有机相中含Sm³⁺浓度为0.1686 mol/L、Zn²⁺浓度为0.0217 mol/L，配制浓度为3 mol/L 的NH₄Cl、酸度为1 mol/L的盐酸溶液作为洗液，负载有机相与洗液体积比为2:1，混合时间为8分钟，负载有机相中Zn²⁺一次洗涤率为97.1%、Sm³⁺的洗涤率为66.25%，洗涤后水相酸度为0.203 mol/L。

实施例3

负载有机相中含Sm³⁺浓度为0.1686 mol/L、Zn²⁺浓度为0.0217 mol/L，配制浓度为3 mol/L 的NH₄Cl、酸度为1.5 mol/L的盐酸溶液作为洗液，负载有机相与洗液体积比为2:1，混合时间为8分钟，负载有机相中Zn²⁺一次洗涤率为100%、Sm³⁺的洗涤率为91.58%，洗涤后水相酸度为0.4061 mol/L。

Claims

1.添加NH₄Cl的盐酸溶液作为钐与锌萃取分离的洗液，其特征在于，有机相中萃取剂P₅₀₇萃取Sm³⁺和Zn²⁺后作为负载有机相，负载有机相中含Sm³⁺浓度为0.1686 mol/L、Zn²⁺浓度为0.0217 mol/L，用添加NH₄Cl的盐酸溶液作为洗液，添加到洗液中的NH₄Cl浓度为3 mol/L，洗液酸度为0.5-1.5 mol/L，负载有机相与洗液体积比为2:1，混合时间为8分钟，洗液对负载有机相中Zn²⁺洗涤率为94.89-100%，Sm³⁺的洗涤率为30-91.58%，洗涤后水相酸度为0.09-0.41 mol/L。

2.根据权利要求1所述的添加NH₄Cl的盐酸溶液作为钐与锌萃取分离的洗液，其特征在于，最优选择添加NH₄Cl浓度为3 mol/L、酸度为0.5 mol/L的盐酸溶液作为Sm³⁺和Zn²⁺分离的洗液，该洗液对负载有机相中Zn²⁺一次洗涤率达到94.89%，洗涤后水相中余酸为0.09 mol/L，Sm³⁺一次洗涤率为30%，通过改变负载有机相和洗液体积比即可实现负载有机相中Zn²⁺完全洗涤到水相中。

3.根据权利要求1所述的添加NH₄Cl的盐酸溶液作为钐与锌萃取分离的洗液，其特征在于，酸度为1 mol/L的盐酸溶液作为洗液。

4.根据权利要求1所述的添加NH₄Cl的盐酸溶液作为钐与锌萃取分离的洗液，其特征在于，酸度为1.5 mol/L的盐酸溶液作为洗液。