CN105543507B - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

一种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，属于溶剂萃取分离稀土技术；利用轻稀土矿的中重稀土配分小于低钇离子稀土矿的中重稀土配分，以及轻稀土矿的La‑Nd轻稀土中Ce含量高于低钇离子稀土矿的La‑Nd轻稀土中Ce含量的特点，采用预分离萃取法，将轻稀土矿分离过程中的2个预分离萃取段及La/Ce分离的负载有机相分别作为低钇离子稀土矿萃取分离步骤中的萃取有机相，进入低钇离子稀土矿的萃取分离，本发明方法依次包括五个步骤，形成轻稀土矿和低钇离子稀土矿联合分离的工艺流程；这种方法使整体分离效果更好，萃取分离工艺处理能力提高，酸碱化工原料消耗降低，萃取剂和稀土金属的存槽量减少，生产成本降低，并减少生产废水的排放，有利于绿色环保。

Description

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
技术领域
本发明涉及一种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，属于稀土湿法冶金领域。更具体的说，属于溶剂萃取分离稀土技术。
背景技术
稀土是当今世界各国改造传统产业、发展高新技术和国防尖端技术不可或缺的战略资源。各种稀土元素在矿藏中是混合存在的，稀土在发光材料、磁性材料、冶金、陶瓷、电子通讯、石油化工领域及各种功能材料中的应用都需要使用单一稀土元素，用溶剂萃取分离稀土是工业重要分离手段。我国是世界稀土资源大国，有世界第一大的包头白云鄂博稀土矿，江西拥有世界罕见的离子吸附型稀土矿特色资源。稀土原料的来源不同，稀土精矿的稀土配分有较大差异。我国典型稀土矿为：以包头氟碳铈镧矿、广东南山海独居石矿、四川氟碳铈镧矿为主的轻稀土矿，和我国特有的南方离子吸附型稀土矿(以下简称为离子稀土矿)。由于它们所用萃取分离流程不同，习惯上按其含钇的不同又细分为低钇、中钇、高钇离子吸附型稀土矿。轻稀土矿的稀土配分特点为La～Nd轻稀土含量约为92～98％。低钇离子吸附型稀土矿(以下简称为低钇离子稀土矿)的轻稀土占65～75％、中稀土占8～12％、重稀土占2～3％、钇含量为5～20％。目前稀土分离企业对轻稀土矿原料、离子稀土矿料是采用不同萃取分离流程生产线分别进行萃取分离制取单一稀土元素。
高效率、低消耗、排放少和环境友好始终是稀土湿法冶金追求的目标,也是我们研究的方向。本发明利用轻稀土矿的稀土配分与低钇离子稀土矿的稀土配分不同的特点，采用我国学者提出的“预分增产萃取法”(专利申请号92106000.9)原理，并选择更合理的工艺走向，研究出了同时对轻稀土矿和低钇离子稀土矿进行联合分离的工艺方法。这种方法使整体分离效果更好，可使萃取分离工艺的处理能力提高，酸碱化工原料的消耗降低，萃取剂和稀土金属的存槽量减少，生产成本降低，是一种萃取分离轻稀土矿和低钇离子稀土矿的先进工艺流程方法。
发明内容
本发明提供了一种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，采用预分离萃取法，利用轻稀土矿的中重稀土配分远小于低钇离子稀土矿的中重稀土配分，以及轻稀土矿的La-Nd轻稀土中Ce含量比低钇离子稀土矿的La-Nd轻稀土中Ce含量高的特点，将轻稀土矿萃取分离过程的负载有机相作为低钇离子稀土矿萃取分离的萃取有机相，用于低钇离子稀土矿的萃取分离，形成联合分离轻稀土矿和低钇离子稀土矿的工艺流程。这方法既可以减少轻稀土矿中的中重稀土和PrNd萃取分离工艺的萃取设备；又可以减少低钇离子稀土矿萃取分离需要的皂化有机相用量，从而减少有机相皂化的碱消耗及废水排放量。轻稀土矿和低钇离子稀土矿联合萃取分离的新方法，与传统分离工艺比较，新方法的整体萃取分离工艺的处理能力更大，所用萃取设备总体积更小、存槽的萃取剂和物料更少、酸碱消耗降低。
本发明的技术方案为：一种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，所述工艺方法依次包括以下步骤：
(1)轻稀土矿料液进入轻稀土矿的预分离萃取段，其出口水相为La-Nd稀土(含Sm很低，小于工艺要求)，出口有机相中负载轻稀土矿的全部Sm-Lu、Y稀土并含La-Nd稀土；这负载出口有机相用作为低钇离子稀土矿的预分离萃取段的萃取有机相，从第1级流入，低钇离子稀土矿料液从第n级流入；低钇离子稀土矿预分离萃取段的出口水相主要为La-Sm还含少量Eu-Dy,Y稀土，出口有机相进入低钇离子稀土矿的预分离洗涤段；低钇离子稀土矿预分离洗涤段的出口水相主要含Pr-Gd；预分离洗涤段的出口有机相含Gd-Lu、Y；低钇离子稀土矿预分离洗涤段的洗涤液可以用洗酸，或从下步工艺La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口分离的Gd-Lu,Y有机相进口附近级引出水相作为低钇离子稀土矿预分离洗涤段的洗涤液；
(2)低钇离子稀土矿的预分离萃取段出口水相(主要为La-Sm)流入下一步工艺La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口分离的萃取段(此流入口称为La-Sm水相进口)，预分离洗涤段出口有机相(含Gd-Lu、Y)流入La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的洗涤段(此流入口称为Gd-Lu、Y有机相进口)，预分离洗涤段出口水相(主要含Pr-Gd)从La-Sm水相进口与Gd-Lu、Y有机相进口之间流入La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺(此流入口称为Pr-Gd水相进口)；在La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的Pr-Gd水相进口和Gd-Lu,Y有机相进口之间开设第3出口(SmEuGd水相出口)和第4出口(GdTbDy水相出口)，这工艺的洗涤液用洗酸；La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的出口水相为La-Nd(含Sm很低，小于工艺要求)，出口有机相为Ho-Lu,Y，经反萃后获得Ho-Lu,Y高钇重稀土，第3出口水相为SmEuGd富集物，第4出口水相为GdTbDy富集物；由于Ho-Lu,Y高钇重稀土不含La-Dy，是环烷酸萃取分离制取高纯钇的好原料；
(3)以步骤(2)的La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的出口水相La-Nd为原料，进行Pr/Nd分馏萃取，从第n级进料；将步骤(1)的轻稀土矿料液预分离萃取段的出口水相La-Nd稀土为原料，进入预分离萃取段，它的出口水相是LaCe(含Pr很低，小于工艺要求)，出口有机相中负载La-Nd原料的全部PrNd并含LaCe稀土，这负载出口有机相从Pr/Nd分馏萃取的萃取段中间某级流入Pr/Nd分馏萃取分离工艺，洗涤液用洗酸；这Pr/Nd分馏萃取的出口水相是LaCePr(含Nd小于工艺要求)，出口有机相经反萃后得到纯Nd；
(4)以步骤(3)的Pr/Nd分馏萃取的出口水相LaCePr为原料，进行La/CePr分馏萃取分离，这步分离的出口水相为高纯La，出口有机相中负载CePr(含La很低，小于工艺要求)；
(5)以步骤(3)轻稀土矿的La-Nd作原料预分离萃取段的出口水相LaCe为原料，进行La/Ce分馏萃取分离，洗涤液用洗酸；出口水相为高纯La，出口有机相中负载高纯Ce，部分反萃得到高纯Ce；以步骤(4)La/CePr分馏萃取的出口有机相(负载CePr，含La很低)为原料，进行Ce/Pr分馏萃取分离；以La/Ce分馏萃取的出口有机相(负载高纯Ce)引出部分作为Ce/Pr分离的萃取有机相，洗涤液用洗酸；Ce/Pr分离的出口水相为高纯Ce，出口有机相经反萃后获得纯Pr。
本发明所述步骤(1)轻稀土矿料液的预分离萃取段、所述步骤(2)低钇离子稀土矿的La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺、所述步骤(3)轻稀土矿的La-Nd稀土为原料进行的预分离萃取段、Pr/Nd分馏萃取、所述步骤(4)La/CePr分馏萃取和所述步骤(5)轻稀土 矿的La/Ce分馏萃取等所用的萃取有机相是将经碱皂化有机相S用它们的出口水相在稀土皂化段进行稀土皂，制得它们的稀土皂有机相作为它们的萃取有机相，或用它们的出口水相采用其它方式制得它们的稀土皂有机相作为它们的萃取有机相。
本发明所述的预分离萃取段是采用逆流萃取，预分离洗涤段是采用逆流洗涤。
本发明所述的轻稀土矿包括：氟碳铈矿、独居石、铈铌钙钛矿、南方离子轻稀土矿等，可以是这些矿的一种，也可以是这些矿的组合；这轻稀土矿可以是包头、四川冕宁、山东微山、广东南山海等轻稀土矿的一种，也可以是它们的组合作为本发明的实施原料。
本发明所述的低钇离子稀土矿是低钇离子吸附型稀土矿，它的轻稀土占65～75％、钇含量为5～20％。
本发明所述的轻稀土矿料液和低钇离子稀土矿料液为氯化稀土溶液或硝酸稀土溶液或硫酸稀土溶液。
本发明所述有机相是由萃取剂和稀释剂等组成，萃取剂可以是2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯(也称HEH[EHP]，或P507)或二(2-乙基己基)磷酸(也称HDEHP，或P204)或其它萃取剂，有机相中萃取剂的浓度为0.8～1.6mol·L-1；所述的稀释剂可以是煤油或正己烷等有机溶剂。
本发明特别之处：采用预分离萃取法，充分利用了轻稀土矿的中重稀土配分很低远小于低钇离子稀土矿，及轻稀土矿的La-Nd轻稀土中Ce含量比低钇离子稀土矿的La-Nd轻稀土中Ce含量高的特点。本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：㈠.本发明工艺步骤(1)的轻稀土矿预分离萃取段，用不多的级数就将易萃组分Sm-Lu,Y分离，并可以容易稳定控制出口水相La-Nd轻稀土中Sm含量小于工艺要求(例如Sm<0.005％)。它的负载出口有机相用作为低钇离子稀土矿的预分离萃取段的萃取有机相，减少了低钇离子稀土矿的萃取有机相用量，使有机相皂化的碱消耗减少。由于轻稀土矿的负载出口有机相进入低钇离子稀土矿的萃取分离工艺，因而省略了轻稀土矿的Nd/Sm分离的逆流洗涤工艺，使萃取设备、萃取剂及存槽稀土金属减少。并且轻稀土矿中的Sm在低钇离子稀土矿的萃取工艺中分离可以使Ce含量更低，便于后续制取高纯Sm。㈡.低钇离子稀土矿的预分离萃取段和预分离洗涤段的设置，使本发明工艺步骤(2)的La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口分离工艺处理能力大幅提高，第3出口的SmEuGd富集物和第4出口GdTbDy富集物中重稀土含量减少，产品质量提高，有利于后续的分离。㈢.本发明工艺步骤(3)轻稀土矿的La-Nd经预分离萃取段分离的出口有机相流入低钇离子稀土矿的Pr/Nd分离工艺，既减少Pr/Nd分离的萃取有机相用量，使有机相皂化的碱消耗减少；又减少轻稀土矿分离PrNd所用萃取设备，萃取剂和稀土金属的存槽量也相应减少。㈣.本发明工艺步骤(5)采用轻稀土矿的La/Ce分离出口有机相(负载高纯Ce)作低钇离子稀土矿的Ce/Pr分离的萃取有机相，使有机相皂化的碱消耗减少及工艺步骤。因此，轻稀土矿和低钇离子稀土矿联合分离方法使整体的萃取设备减少、工艺处理能力增加、萃取剂和稀土金属存槽量减少，酸碱化工原料消耗降低。减少了设备和充槽的投资费用、降低生产运行成本，同时还可以减少生产废水的排放，利于绿色环保。
附图说明
附图为本发明公开的一种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示意图。但是应当理解，这些说明书附图只是为了方便更直观的理解本发明，而不是构成 对本发明专利要求的任何限制，本发明的保护范围以权利要求书为准。
图1是本发明的工艺流程示意图，图1中：S为碱皂化有机相，W为洗酸，H为反萃酸；
图2是制备碱皂化有机相示意图。
具体实施方式
本发明一种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，结合附图，其方法的实施步骤为：
(1)轻稀土矿料液进入轻稀土矿的预分萃取段1，出口水相为La-Nd稀土(含Sm很低，小于工艺要求)，出口有机相中负载轻稀土矿的全部Sm-Lu、Y稀土并含La-Nd稀土；将这负载出口有机相用作为低钇离子稀土矿的预分萃取段2的萃取有机相，从第1级流入，低钇离子稀土矿料液从第n级流入；低钇离子稀土矿预分离萃取段的出口水相主要为La-Sm还含少量Eu-Dy,Y稀土，出口有机相进入低钇离子稀土矿的预分离洗涤段；低钇离子稀土矿预分离洗涤段的出口水相主要含Pr-Gd；预分离洗涤段的出口有机相含Gd-Lu、Y；低钇离子稀土矿预分离洗涤段的洗涤液可以用洗酸，或从下步工艺La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口分离的Gd-Lu,Y有机相进口附近级引出水相作为低钇离子稀土矿预分离洗涤段的洗涤液；
(2)低钇离子稀土矿预分萃取段2的出口水相(主要为La-Sm)流入下一步工艺La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口分离的萃取段(此流入口称为La-Sm水相进口)，预分离洗涤段出口有机相(含Gd-Lu、Y)流入La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的洗涤段(此流入口称为Gd-Lu、Y有机相进口)，预分离洗涤段出口水相(主要含Pr-Gd)从La-Sm水相进口与Gd-Lu、Y有机相进口之间流入La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺(此流入口称为Pr-Gd水相进口)；在La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的Pr-Gd水相进口和Gd-Lu,Y有机相进口之间开设第3出口(SmEuGd水相出口)和第4出口(GdTbDy水相出口)，这工艺的洗涤液用洗酸；La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的出口水相为La-Nd(含Sm很低，小于工艺要求)，出口有机相为Ho-Lu,Y，经反萃后获得Ho-Lu,Y高钇重稀土，第3出口水相为SmEuGd富集物，第4出口水相为GdTbDy富集物；由于Ho-Lu,Y高钇重稀土不含La-Dy，是环烷酸萃取分离制取高纯钇的好原料；
(3)以步骤(2)的La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的出口水相La-Nd为原料，进行Pr/Nd分馏萃取，从第n级进料；将步骤(1)的轻稀土矿料液预分萃取段1的出口水相La-Nd稀土为原料，进入预分萃取段3，它的出口水相是LaCe(含Pr很低，小于工艺要求)，出口有机相中负载La-Nd原料的全部PrNd并含LaCe稀土，这负载出口有机相从Pr/Nd分馏萃取的萃取段中间某级流入Pr/Nd分馏萃取分离工艺，洗涤液用洗酸；这Pr/Nd分馏萃取的出口水相是LaCePr(含Nd小于工艺要求)，出口有机相经反萃后得到纯Nd；
(4)以步骤(3)的Pr/Nd分馏萃取的出口水相LaCePr为原料，进行La/CePr分馏萃取分离，这步分离的出口水相为高纯La，出口有机相中负载CePr(含La很低，小于工艺要求)；
(5)以步骤(3)轻稀土矿的预分萃取段3的出口水相LaCe为原料，进行La/Ce分馏萃取分离，洗涤液用洗酸；出口水相为高纯La，出口有机相中负载高纯Ce，部分反萃 得到高纯Ce；以步骤(4)La/CePr分馏萃取的出口有机相(负载CePr，含La很低)为原料，进行Ce/Pr分馏萃取分离；以La/Ce分馏萃取的出口有机相(负载高纯Ce)引出部分作为Ce/Pr分离的萃取有机相，洗涤液用洗酸；Ce/Pr分离的出口水相为高纯Ce，出口有机相经反萃后获得纯Pr。
以上步骤(1)轻稀土矿料液的预分萃取段1、所述步骤(2)低钇离子稀土矿的La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺、所述步骤(3)轻稀土矿的预分萃取段3、Pr/Nd分馏萃取、所述步骤(4)La/CePr分馏萃取和所述步骤(5)轻稀土矿的La/Ce分馏萃取等所用的萃取有机相是将经碱皂化有机相S用它们的出口水相在稀土皂化段进行稀土皂，制得它们的稀土皂有机相作为它们的萃取有机相。
上述的预分萃取段1和预分萃取段2都是采用逆流萃取，预分离洗涤段是采用逆流洗涤。
下面是实施例，它们仅仅是本发明的例子，不构成对本发明的任何限制，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
轻稀土矿氯化稀土溶液，稀土浓度1.6mol·L-1，pH≈2，稀土配分如下：
元素 La2O3 CeO2 Pr6O11 Nd2O3 Sm2O3 Eu2O3 Gd2O3 Tb4O7 Dy2O3 Ho2O3～Lu2O3 Y2O3
W％ 22.6 48.8 4.9 17.1 2.5 0.2 1.0 0.1 0.6 <0.3 2.1
低钇离子稀土矿为寻乌低钇离子稀土矿的氯化稀土溶液，稀土浓度1.5mol·L-1，pH﹦2～3，稀土配分如下：
元素 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y
W％ 29.8 7.2 7.4 30.2 6.3 0.5 4.2 0.5 1.8 0.3 0.9 0.2 0.6 0.1 10
有机相由萃取剂P507(2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯)和稀释剂煤油组成，有机相中P507浓度为1.5mol·L-1，P507皂化浓度为0.56mol·L-1。用本发明的一种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，所述实施步骤(1)至(5)进行萃取分离，工艺流程示意图见附图1。
通过本发明的工艺方法，萃取分离后，所得产品为La、Ce、Pr、Nd四个单一稀土和SmEuGd富集物、GdTbDy富集物和含Y2O3约82％的Ho-Lu、Y重稀土。由于该高钇重稀土不含La-Dy，是环烷酸萃取分离制取高纯钇的好原料。。单一稀土达到的纯度指标如下：
分离产物 La Ce Pr Nd
稀土纯度％ ﹥99.99 ﹥99.99 ﹥99.5 ﹥99.95
经测算，包头轻稀土矿和低钇离子稀土矿用本发明的工艺方法联合分离与传统的分离方法相比，工艺处理能力提高约23％，萃取槽体总体积减少约22％，萃取槽中萃取剂和稀土金属存槽量大为减少约21％，酸碱化工原材料也减少18％。减少了设备和充槽投资费用约20％、可以降低生产运行成本，同时还可以减少生产废水的排放量，有利于环保。
实施例2
轻稀土矿原料为包头轻稀土矿的氯化稀土溶液，稀土浓度1.5mol·L-1，pH≈2，稀土配分如下：
元素 La2O3 CeO2 Pr6O11 Nd2O3 Sm2O3 Eu2O3 Gd2O3 Tb4O7 Dy2O3 Ho2O3～Lu2O3 Y2O3
W％ 25 49.5 5 15.5 1.5 0.2 0.5 <0.1 0.1 <0.1 0.2
低钇离子稀土矿原料为低钇中铕离子稀土矿的氯化稀土溶液，稀土浓度1.5mol·L-1，pH﹦2～3，稀土配分如下：
元素 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y
W％ 31.3 3.4 8.7 28.1 5.3 0.6 4.6 0.5 1.2 0.1 0.3 0.1 0.5 <0.1 15.4
有机相由萃取剂P507(2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯)和稀释剂煤油组成，有机相中P507浓度为1.5mol·L-1，P507皂化浓度为0.57mol·L-1。用本发明的一种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，所述实施步骤(1)至(5)进行萃取分离，工艺流程示意图见附图1。
通过本发明的工艺方法，萃取分离后，所得产品为La、Ce、Pr、Nd四个单一稀土和SmEuGd富集物、GdTbDy富集物和含Y2O3约90％的Ho-Lu、Y重稀土。由于该高钇重稀土不含La-Dy，是环烷酸萃取分离制取高纯钇的好原料。单一稀土达到的纯度指标如下：
分离产物 La Ce Pr Nd
稀土纯度％ ﹥99.99 ﹥99.99 ﹥99.5 ﹥99.95
经测算，包头轻稀土矿和低钇中铕离子稀土矿用本发明的工艺方法分离与传统的分离方法相比，工艺处理能力提高约22％，萃取槽体总体积减少约20％，萃取槽中萃取剂和稀土金属存槽量大为减少约18％，酸碱化工原材料也减少约17％。减少了设备和充槽投资费用约18％、可以降低生产运行成本，同时还可以减少生产废水的排放量，有利于环保。
实施例3
轻稀土矿原料为四川氟碳铈镧轻稀土矿的氯化稀土溶液，稀土浓度1.5mol·L-1，pH﹦2～3，其稀土配分如下：
元素 La2O3 CeO2 Pr6O11 Nd2O3 Sm2O3 Eu2O3 Gd2O3 Tb4O7 Dy2O3 Ho2O3～Lu2O3 Y2O3
W％ 30.9 48.0 4.0 13.8 1.4 0.2 0.6 <0.1 0.2 <0.1 0.8
低钇离子稀土矿原料为低钇高铕离子稀土矿的氯化稀土溶液，稀土浓度1.5mol·L-1，pH﹦2～3，稀土配分如下：
元素 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y
W％ 23.9 10.8 6.8 26.2 4.9 1.1 4.1 0.6 3.1 0.6 1.3 0.2 0.8 0.1 15.6
有机相由萃取剂P507(2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯)和稀释剂煤油组成，有机相中P507浓度为1.5mol·L-1，P507皂化浓度为0.58mol·L-1。用本发明的一种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，所述实施步骤(1)至(5)进行萃取分离，工艺流程示意图见附图1。
通过本发明的工艺方法，萃取分离后，所得产品为La、Ce、Pr、Nd四个单一稀土和SmEuGd富集物、GdTbDy富集物和含Y2O3约83％的Ho-Lu、Y重稀土。由于该高钇重稀土不含La-Dy，是环烷酸萃取分离制取高纯钇的好原料。单一稀土达到的纯度指标如下：
分离产物 La Ce Pr Nd
稀土纯度％ ﹥99.99 ﹥99.99 ﹥99.5 ﹥99.95
经测算，四川氟碳铈镧轻稀土矿和低钇高铕离子稀土矿用本发明的工艺方法联合分离与传统的分离方法相比，工艺处理能力提高约25％，萃取槽体总体积减少约22％，萃取槽中萃取剂和稀土金属存槽量大为减少约21％，酸碱化工原材料也减少20％。减少了设备和充槽投资费用约20％、可以降低生产运行成本，同时还可以减少生产废水的排放量，有利于环保。

Claims (7)

1.一种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，低钇离子稀土矿系指钇含量为5～20%的离子吸附型稀土矿，这联合分离方法的特征在于，包括以下步骤：
（1）轻稀土矿料液进入轻稀土矿的预分离萃取段，其出口水相为含Sm小于工艺要求的La-Nd稀土，出口有机相中负载轻稀土矿的全部Sm-Lu、Y稀土并含La-Nd稀土；这负载出口有机相用作为低钇离子稀土矿的预分离萃取段的萃取有机相，从第1级流入，低钇离子稀土矿料液从第n级流入；低钇离子稀土矿预分离萃取段的出口水相主要为La-Sm还含少量Eu-Dy,Y稀土，出口有机相进入低钇离子稀土矿的预分离洗涤段；低钇离子稀土矿预分离洗涤段的出口水相主要含Pr-Gd；预分离洗涤段的出口有机相含Gd-Lu、Y；低钇离子稀土矿预分离洗涤段的洗涤液采用洗酸，或从下步工艺La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口分离的Gd-Lu,Y有机相进口附近级引出水相作为低钇离子稀土矿预分离洗涤段的洗涤液；
（2）低钇离子稀土矿的预分离萃取段出口水相含La-Sm流入下一步工艺La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口分离的萃取段，此流入口称为La-Sm水相进口；预分离洗涤段出口有机相含Gd-Lu、Y流入La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的洗涤段，此流入口称为Gd-Lu、Y有机相进口；预分离洗涤段出口水相含Pr-Gd从La-Sm水相进口与Gd-Lu、Y有机相进口之间流入La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺，此流入口称为Pr-Gd水相进口；在La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的Pr-Gd水相进口和Gd-Lu,Y有机相进口之间开设第3出口即SmEuGd水相出口和第4出口即GdTbDy水相出口，这工艺的洗涤液用洗酸；La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的出口水相为含Sm小于工艺要求的La-Nd稀土，出口有机相为Ho-Lu,Y，经反萃后获得Ho-Lu,Y高钇重稀土，第3出口水相为SmEuGd富集物，第4出口水相为GdTbDy富集物；由于Ho-Lu,Y高钇重稀土不含La-Dy，是环烷酸萃取分离制取高纯钇的好原料；
（3）以步骤(2)的La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的出口水相La-Nd为原料，进行Pr/Nd分馏萃取，从第n级进料；将步骤(1)的轻稀土矿料液预分离萃取段的出口水相La-Nd稀土为原料，进入预分离萃取段，它的出口水相是含Pr小于工艺要求的LaCe稀土，出口有机相中负载La-Nd原料的全部PrNd并含LaCe稀土，这负载出口有机相从Pr/Nd分馏萃取的萃取段中间某级流入Pr/Nd分馏萃取分离工艺，洗涤液用洗酸；这Pr/Nd分馏萃取的出口水相是含Nd小于工艺要求的LaCePr稀土，出口有机相经反萃后得到纯Nd；
（4）以步骤(3)的Pr/Nd分馏萃取的出口水相LaCePr为原料，进行La/CePr分馏萃取分离，这步分离的出口水相为高纯La，出口有机相中负载CePr含La小于工艺要求；
（5）以步骤(3)轻稀土矿的La-Nd作原料预分离萃取段的出口水相LaCe为原料，进行La/Ce分馏萃取分离，洗涤液用洗酸；出口水相为高纯La，出口有机相中负载高纯Ce，部分反萃得到高纯Ce；以步骤(4)La/CePr分馏萃取的负载CePr含La小于工艺要求的出口有机相为原料，进行Ce/Pr分馏萃取分离；以La/Ce分馏萃取的负载高纯Ce的出口有机相引出部分作为Ce/Pr分离的萃取有机相，洗涤液用洗酸；Ce/Pr分离的出口水相为高纯Ce，出口有机相经反萃后获得纯Pr。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)轻稀土矿料液的预分离萃取段、所述步骤(2)低钇离子稀土矿的La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺、所述步骤(3)轻稀土矿的La-Nd稀土为原料进行的预分离萃取段、Pr/Nd分馏萃取、所述步骤(4)La/CePr分馏萃取和所述步骤(5)轻稀土矿的La/Ce分馏萃取所用的萃取有机相是将经碱皂化有机相S用它们的出口水相在稀土皂化段进行稀土皂，制得它们的稀土皂有机相作为它们的萃取有机相，或用它们的出口水相采用其它方式制得它们的稀土皂有机相作为它们的萃取有机相。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的预分离萃取段是采用逆流萃取，预分离洗涤段是采用逆流洗涤。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的轻稀土矿包括：氟碳铈矿、独居石、铈铌钙钛矿、南方离子轻稀土矿，这些矿的一种，或这些矿的组合；这轻稀土矿是包头、四川冕宁、山东微山、广东南山海，这些轻稀土矿的一种，或它们的组合作为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的实施原料。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的低钇离子稀土矿是低钇离子吸附型稀土矿，它的轻稀土占65～75%、钇含量为5～20%。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的轻稀土矿料液和低钇离子稀土矿料液为氯化稀土溶液或硝酸稀土溶液或硫酸稀土溶液。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机相由萃取剂和稀释剂组成，萃取剂是2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯也称HEH[EHP]或P507，或二(2-乙基己基)磷酸也称HDEHP或P204，或其它萃取剂；有机相中萃取剂的浓度为0.8～1.6 mol·L-1；所述的稀释剂是煤油或正己烷或其它有机溶剂。
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