CN105568008B - 预分高纯三出口萃取法 - Google Patents

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Abstract

一种预分高纯三出口萃取法,属于溶剂萃取分离稀土工艺技术。本发明包括预分工艺和高纯三出口萃取分离工艺。预分萃取段1、预分洗涤段和预分萃取段2构成预分工艺。高纯三出口工艺以第三出口分界,靠出口水相侧为难萃分离段,靠出口有机相侧为易萃分离段。本发明采用预分离萃取原理,通过对多组分原料的预分再以多口进入高纯三出口工艺。控制预分萃取段1和预分萃取段2的出口水相含易萃组分A很低,及控制预分洗涤段的出口负载有机相含难萃组分C很低,可使第三出口获得高纯产品,从而提高中间产品品质和直收率。本发明的整体工艺处理能力提高,萃取剂和稀土金属存槽量降低,且易于控制使产品稳定,酸碱消耗及废水排放量减少,有利于绿色环保。

Description

预分高纯三出口萃取法
技术领域
本发明涉及一种预分高纯三出口萃取法,更具体的说,它涉及一种对多组分原料在一个预分高纯三出口萃取分离工艺中同时获得三种高纯组分产品的方法,属于溶剂萃取分离稀土工艺技术。
背景技术
溶剂萃取是一个应用领域广阔的分离提纯方法,具有分离效率高、处理能力大、反应速度快、分相效果好、能耗低等特点,广泛应用于湿法冶金、石油化工、有色金属冶炼、核燃料提取纯化、制药和环境保护等工业领域。已经成为有色金属分离制取纯金属的重要生产手段。溶剂萃取是国内外稀土工业生产分离制取单一稀土元素的重要方法。我国是世界稀土资源大国,有大型轻稀土矿和世界罕见的离子吸附型稀土矿资源。
我国的溶剂萃取分离稀土研究工作在国际上率先研制开发出不少先进的稀土分离工艺技术。上世纪七、八十年代,我们国家在稀土萃取分离中,注意到多组份原料的分馏萃取在萃取槽体中存在中间组分的积累峰,在国际上率先开发出萃取“三出口”新工艺。这种萃取工艺能减少消耗、降低成本,具有重要的使用价值。在专利CN1070586A,我国学者率先提出了预分离萃取的新方法,对稀土元素的多组分原料先进行预分工艺(逆流萃取和/或逆流洗涤)分离,可以减少直接进料量,预分萃取后也可以两个以上进料口进入分馏萃取,这样能提高工艺的处理能力和减少萃取剂有机相的使用量,从而减少酸碱消耗和废水排放。对于三出口工艺,由于稀土混合物的某些组分必须从中间组分积累峰的相或者其相对的相中通过,使积累峰中必然含有一定量的非中间组分(易萃组分或/和难萃组分),这样三出口的中间组分不能达到高纯度,一般是富集物或粗产品。这是三出口工艺存在的主要不足之处。本发明采用“预分增产萃取法”(专利92106000.9)原理,通过对多组分原料的预分离后,再以多口进入三出口萃取工艺,可以使第三出口获得高纯产品,从而形成了一种新的萃取分离工艺方法——预分高纯三出口萃取法。并且这种方法还可以使高纯三出口萃取工艺的处理能力提高,酸碱化工原料消耗降低,稀土直收率提高,萃取剂和稀土金属存槽量减少,整体分离效果更好。
发明内容
本发明提供了一种预分高纯三出口萃取法,它包括预分工艺和高纯三出口萃取分离工艺(以下简称高纯三出口工艺)。多组分原料在萃取体系中因各组分萃取难易不同,会形成从易萃到难萃的萃取次序a﹥b﹥c﹥d﹥e﹥…组分。在预分高纯三出口萃取法中,设定将多组分原料分为易萃组分A、中间组分B和难萃组分C。如果实施例的多组分原料大于3个组分,有a,b,c,d,e…组分,就以分割线来划分易萃组分、中间组分和难萃组分,假如三出口的分割线为d/c/b之间,则a,b合并为易萃组分A,c为中间组分B,d,e…合并为难萃组分C。本发明预分高纯三出口萃取法,其特征为:多组分原料首先进入预分萃取段1,将易萃组分A逆流萃取到有机相中;这有机相流入预分洗涤段,逆流洗涤有机相中的难萃组分C到水 相;预分洗涤段的出口水相流入预分萃取段2,在预分萃取段2将易萃组分A逆流萃取到有机相中。预分萃取段2的出口有机相从预分洗涤段的成分相近级流入预分洗涤段。这预分萃取段1、预分洗涤段和预分萃取段2构成了预分高纯三出口萃取法的预分工艺。高纯三出口工艺以第三出口位置为分界,出口水相级至第三出口为高纯三出口工艺的难萃分离段,出口有机相级至第三出口为高纯三出口工艺的易萃分离段。预分萃取段1的出口水相(发明人称为富难萃水相)富含难萃组分C而含易萃组分A很低,它流入高纯三出口工艺的难萃分离段(发明人称此进口为富难萃水相进口);预分洗涤段的出口负载有机相(发明人称为富易萃有机相)富含易萃组分A而含难萃组分C很低,其流入高纯三出口工艺的易萃分离段(发明人称此进口为富易萃有机相进口);预分萃取段2的出口水相(发明人称为富含中间组分水相)富含中间组分B而含易萃组分A很低,它从富难萃水相进口与第三出口之间流入高纯三出口工艺的难萃分离段(发明人称此进口为富含中间组分水相进口)。由于富难萃水相进口和富含中间组分水相进口都在高纯三出口工艺的难萃分离段,且它们的进口水相含易萃组分A都很低,所以高纯三出口工艺中第三出口的中间组分积累峰含易萃组分A很低。由于富易萃有机相进口在高纯三出口工艺的易萃分离段,且它的进口负载有机相含难萃组分C很低,所以高纯三出口工艺中第三出口的中间组分积累峰含难萃组分C也很低。这样,高纯三出口工艺的第三出口可以获得高纯中间组分B。当然,高纯三出口工艺的出口水相可以获得高纯难萃组分C,高纯三出口工艺的出口有机相也可以获得高纯易萃组分A。因此,预分高纯三出口萃取法可以在高纯三出口工艺中同时获得三种高纯组分产品。高纯三出口工艺的进口萃取有机相是用其出口水相和经碱皂化有机相S在稀土皂化段制备成稀土皂有机相后再流入高纯三出口工艺。
预分萃取段1的进口萃取有机相可以用其出口水相和经碱皂化有机相S在稀土皂化段制成稀土皂有机相再流入预分萃取段1,或从高纯三出口工艺的富难萃水相进口级或附近级引出有机相作为预分萃取段1的进口萃取有机相,流入预分萃取段1。预分洗涤段的进口洗涤液可以用洗酸,或从高纯三出口工艺的富易萃有机相进口级或附近级引出水相作为预分洗涤段的进口洗涤液,流入预分洗涤段。预分萃取段2的进口萃取有机相可以用其出口水相和经碱皂化有机相S在稀土皂化段制成稀土皂有机相再流入预分萃取段2,或从高纯三出口工艺的富含中间组分水相进口级或附近级引出有机相作为预分萃取段2的进口萃取有机相,流入预分萃取段2。这些要视具体情况选择。
本发明的具体技术方案可以通过用预分高纯三出口萃取法分离轻稀土矿的La-Nd混合稀土或用预分高纯三出口萃取法分离GdTbDy富集物两个实施方案来实现。下面结合这两个实施方案进一步说明本发明。
实施方案1:用预分高纯三出口萃取法分离轻稀土矿的La-Nd混合稀土
轻稀土矿的La-Nd混合稀土可以来自轻稀土矿经Nd/Sm分组后的出口水相La-Nd稀土。由于在P507、P204等萃取体系中,镨钕的分离系数较小,所以在用预分高纯三出口萃取法分离轻稀土矿的La-Nd混合稀土中,将PrNd合并作为易萃组分A,Ce为中间组分B,La为难萃组分C。这实施方案包括以下步骤:
(1)轻稀土矿的La-Nd混合稀土料液进入预分萃取段1,将易萃组分PrNd逆流萃取到有机相中,使预分萃取段1的出口水相含易萃组分PrNd很小,出口水相富含难萃组分La还含有中间组分Ce。预分萃取段1出口有机相流入预分洗涤段,逆流洗涤有机相中的难 萃组分La到水相,使预分洗涤段的出口有机相含难萃组分La很小,出口有机相中富含易萃组分PrNd还含有中间组分Ce。预分洗涤段的出口水相富含中间组分Ce还含有易萃组分PrNd及难萃组分La。
(2)以步骤(1)的预分洗涤段的出口水相流入预分萃取段2,将易萃组分PrNd逆流萃取到有机相,使预分萃取段2的出口水相含易萃组分PrNd很小,预分萃取段2的出口水相富含中间组分Ce还含有难萃组分La。预分萃取段2的出口有机相从预分洗涤段的稀土配分相近级流入预分洗涤段。
(3)La/高纯Ce/PrNd高纯三出口工艺以第三出口位置为分界,La出口水相级至第三出口为高纯三出口工艺的难萃分离段,PrNd出口有机相级至第三出口为高纯三出口工艺的易萃分离段。以步骤(1)的预分萃取段1的出口水相流入La/高纯Ce/PrNd高纯三出口工艺的难萃分离段(发明人称此进口为富La水相进口);预分洗涤段的出口负载有机相流入La/高纯Ce/PrNd高纯三出口工艺的易萃分离段(发明人称此进口为富PrNd有机相进口)。并将步骤(2)的预分萃取段2的出口水相从富La水相进口与第三出口之间流入高纯三出口工艺的难萃分离段(发明人称此进口为富Ce水相进口)。由于富La水相进口和富Ce水相进口都在高纯三出口工艺的难萃分离段,且它们的进口水相含易萃组分PrNd都很低;富PrNd有机相进口在高纯三出口工艺的易萃分离段,且它的进口负载有机相中含难萃组分La很低,所以高纯三出口工艺中第三出口的中间组分Ce积累峰含难萃组分La和易萃组分PrNd都很低,因此第三出口可以获得高纯Ce。当然,高纯三出口工艺的出口水相可以获得高纯La,高纯三出口工艺的出口有机相中PrNd可以含Ce很低,即可获得相对高纯的PrNd。
预分萃取段1的进口萃取有机相可以用其出口水相和经碱皂化有机相S在稀土皂化段制成稀土皂有机相再流入预分萃取段1,或从La/高纯Ce/PrNd高纯三出口工艺的富La水相进口级或附近级引出有机相作为预分萃取段1的进口萃取有机相,流入预分萃取段1。预分洗涤段的进口洗涤液可以用洗酸,或从La/高纯Ce/PrNd高纯三出口工艺的富PrNd有机相进口级或附近级引出水相作为预分洗涤段的进口洗涤液,流入预分洗涤段。预分萃取段2的进口萃取有机相可以用其出口水相和经碱皂化有机相S在稀土皂化段制成稀土皂有机相再流入预分萃取段2,或从La/高纯Ce/PrNd高纯三出口工艺的富Ce水相进口级或附近级引出有机相来作为预分萃取段2的进口萃取有机相,流入预分萃取段2。这些要视具体情况进行选择。
实施方案2:用预分高纯三出口萃取法分离GdTbDy富集物
由于现在稀土分离工艺的原因,GdTbDy富集物中含Sm及其前面的轻稀土元素一般都很低,但含Dy后面的稀土元素一般不会很低。在用预分高纯三出口萃取法分离GdTbDy富集物中,Dy为易萃组分A,Tb为中间组分B,Gd为难萃组分C。这个实施方案包括以下步骤:
(1)GdTbDy富集物料液进入预分萃取段1,将易萃组分Dy逆流萃取到有机相中,使预分萃取段1的出口水相含易萃组分Dy很小,预分萃取段1的出口水相富含难萃组分Gd还含有中间组分Tb。预分萃取段1出口有机相流入预分洗涤段,逆流洗涤有机相中的难萃组分Gd到水相,使预分洗涤段的出口有机相含难萃组分Gd很小,出口有机相中富含易萃组分Dy还含有中间组分Tb。预分洗涤段的出口水相富含中间组分Tb还含有易萃组分Dy及难萃组分La。
(2)以步骤(1)的预分洗涤段的出口水相流入预分萃取段2,将易萃组分Dy逆流萃取到有机相,使预分萃取段2的出口水相含易萃组分Dy很小,预分萃取段2的出口水相富含中间组分Tb还含有难萃组分Gd。预分萃取段2的出口有机相从预分洗涤段的稀土配分相近级流入预分洗涤段。
(3)Gd/高纯Tb/Dy高纯三出口工艺以第三出口位置为分界,Gd出口水相级至第三出口为高纯三出口工艺的难萃分离段,Dy出口有机相级至第三出口为高纯三出口工艺的易萃分离段。以步骤(1)的预分萃取段1的出口水相流入Gd/高纯Tb/Dy高纯三出口工艺的难萃分离段(发明人称此进口为富Gd水相进口);预分洗涤段的出口负载有机相流入Gd/高纯Tb/Dy高纯三出口工艺的易萃分离段(发明人称此进口为富Dy有机相进口)。将步骤(2)的预分萃取段2的出口水相从富Gd水相进口与第三出口之间流入高纯三出口工艺的难萃分离段(发明人称此进口为富Tb水相进口)。由于富Gd水相进口和富Tb水相进口都在高纯三出口工艺的难萃分离段,且它们的进口水相含易萃组分Dy都很低;富Dy有机相进口在高纯三出口工艺的易萃分离段,且它的进口负载有机相中含难萃组分Gd很低,所以高纯三出口工艺中第三出口的中间组分Tb积累峰含难萃组分Gd和易萃组分Dy都很低,因此第三出口可以获得高纯Tb。当然,高纯三出口工艺的出口水相可以获得高纯Gd,高纯三出口工艺的出口有机相中可以获得含Tb很低Dy,即可获得相对高纯的Dy。由于易萃组分Dy、中间组分Tb及难萃组分Gd都是相对高纯产品,且萃取工艺过程中没有副产品产出,所以中间组分Tb及难萃组分Gd和易萃组分Dy的直收率都非常高,理论上﹥99.9%。这对贵重稀土铽来讲很有意义。
预分萃取段1的进口萃取有机相可以用其出口水相和经碱皂化有机相S在稀土皂化段制成稀土皂有机相再流入预分萃取段1,或从Gd/高纯Tb/Dy高纯三出口工艺的富Gd水相进口级或附近级引出有机相作为预分萃取段1的进口萃取有机相,流入预分萃取段1。预分洗涤段的进口洗涤液可以用洗酸,或从Gd/高纯Tb/Dy高纯三出口工艺的富Dy有机相进口级或附近级引出水相作为预分洗涤段的进口洗涤液,流入预分洗涤段。预分萃取段2的进口萃取有机相可以用其出口水相和经碱皂化有机相S在稀土皂化段制成稀土皂有机相再流入预分萃取段2,或从Gd/高纯Tb/Dy高纯三出口工艺的富Tb水相进口级或附近级引出有机相来作为预分萃取段2的进口萃取有机相,流入预分萃取段2。这些要视具体情况选择。
本发明所述的轻稀土矿的La-Nd混合稀土料液和GdTbDy富集物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;P507为萃取剂的有机相中P507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。
本发明的技术方案具有的优点:本发明利用预分萃取法原理对多组分原料先进行预分工艺,使进入高纯三出口工艺难萃分离段的富难萃水相和富含中间组分水相含易萃组分A都很低,以及使进入高纯三出口工艺易萃分离段的富易萃有机相含难萃组分C也很低,从而使高纯三出口工艺的第三出口中间组分B可以获得高纯产品,提高了产品品质。由于易萃组分A、中间组分B及难萃组分C都是相对高纯产品,且萃取工艺过程中没有副产品产出,所以中间组分B及难萃组分C和易萃组分A的直收率都非常高,理论上﹥99.9%,这对贵重 稀土铽来讲很有意义。同时,由于将原料预分后以多口进入高纯三出口工艺,可以使三出口萃取工艺的处理能力提高,减少有机相皂化的碱消耗和洗涤的酸消耗以及废水排放量,萃取剂和稀土金属的存槽量减少,整体分离效果更好,且更易于控制使产品稳定,工业排放的减少有利于绿色环保。
附图说明
附图为本发明公开的一种预分高纯三出口萃取法示意图。但是应当理解,这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和图2是本发明的工艺流程示意图,图中:S为碱皂化有机相,W为洗酸,H为反萃酸;
图3是空白有机相制备碱皂化有机相S示意图。
本发明一种预分高纯三出口萃取法由预分萃取段1、预分洗涤段、预分萃取段2和高纯三出口工艺构成。预分萃取段1的进口萃取有机相可以用其出口水相和S在稀土皂化段制成稀土皂有机相,再流入预分萃取段1(见图1所示);或从高纯三出口工艺的富难萃水相进口级或附近级引出有机相流入预分萃取段1(见图2所示)。预分洗涤段的进口洗涤液可以用洗酸W(见图1所示),或从高纯三出口工艺的富易萃有机相进口级或附近级引出水相流入预分洗涤段(见图2所示)。预分萃取段2的进口萃取有机相可以用其出口水相和S在稀土皂化段制成稀土皂有机相,再流入预分萃取段2(见图2所示),或从高纯三出口工艺的富难萃水相进口级或附近级引出有机相流入预分萃取段1(见图1所示)。高纯三出口工艺的出口有机相中易萃组分可以用反酸H反萃到反萃液中(见图2所示)。
具体实施方式
下面是本发明的具体实施例,它们仅仅是本发明的例子,并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
包头轻稀土矿的氯化稀土溶液经Nd/Sm分组后,出口水相La-Nd混合稀土为本实施例的原料,其氯化稀土料液的稀土浓度为1.5mol·L-1,pH﹦2~3,稀土配分如下:
元素 La2O3 CeO2 Pr6O11 Nd2O3 Sm2O3
W% 26.3 52.1 6.8 14.8 ﹤0.01
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。用本发明一种预分高纯三出口萃取法,所述实施方案1——用预分高纯三出口萃取法分离轻稀土矿的La-Nd混合稀土,进行萃取分离,所用工艺流程见附图1所示。
通过本发明的一种预分高纯三出口萃取法,萃取分离后,La/高纯Ce/PrNd高纯三出口工艺的中间组分第三出口Ce获得高纯产品CeO2﹥99.99%,高纯三出口工艺的出口水相获得高纯La2O3﹥99.99%,高纯三出口工艺的出口有机相中的PrNd含Ce﹤0.01%,相对纯度﹥99.99%。所得产品达到的纯度指标如下:
分离产物 La2O3 CeO2 Pr6O11Nd2O3
稀土纯度% ﹥99.99 ﹥99.99 相对纯度﹥99.99
经测算,用本发明的工艺方法萃取分离包头轻稀土矿经Nd/Sm分组后的La-Nd混合稀土料液,与传统的分离方法相比,工艺处理能力提高35%,萃取槽体总体积减少32%,萃取槽中萃取剂和稀土金属存槽量减少30%,酸碱化工原材料也减少37%。减少了设备和充槽投资费用约28%、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
四川氟碳铈镧矿经Nd/Sm分组后,得到氯化La-Nd混合稀土溶液,以此为本实施例的原料,它的稀土浓度1.4mol·L-1,pH﹦2~3,稀土配分如下:
元素 La2O3 CeO2 Pr6O11 Nd2O3 Sm2O3
W% 40.52 46.83 3.56 9.09 ﹤0.01
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0.54mol·L-1。用本发明一种预分高纯三出口萃取法,所述实施方案1——用预分高纯三出口萃取法分离轻稀土矿的La-Nd混合稀土,进行萃取分离,所用工艺流程见附图2所示。
通过本发明的一种预分高纯三出口萃取法,萃取分离后,La/高纯Ce/PrNd高纯三出口工艺的中间组分第三出口Ce获得高纯产品CeO2﹥99.99%,高纯三出口工艺的出口水相获得高纯La2O3﹥99.99%,高纯三出口工艺的出口有机相中的PrNd含Ce﹤0.01%,相对纯度﹥99.99%。所得产品达到的纯度指标如下:
分离产物 La2O3 CeO2 Pr6O11Nd2O3
稀土纯度% ﹥99.99 ﹥99.99 相对纯度﹥99.99
经测算,用本发明的工艺方法萃取分离四川氟碳铈镧矿经Nd/Sm分组后的La-Nd混合稀土料液,与传统的分离方法相比,工艺处理能力提高32%,萃取槽体总体积减少28%,萃取槽中萃取剂和稀土金属存槽量减少27%,酸碱化工原材料也减少33%。减少了设备和充槽投资费用约26%、可降低生产的运行成本,同时还可以减少生产的废水排放量,对环境保护绿色生产有利。
实施例3
由低钇离子吸附型稀土矿制取的GdTbDy富集物为原料,其氯化稀土溶液的稀土浓度为1.2mol·L-1,pH≈3,稀土配分如下:
元素 Gd2O3 Tb4O7 Dy2O3 Ho2O3
W% 40.9 12.8 46 0.26 99.96
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。用本发明一种预分高纯三出口萃 取法,所述实施方案2——用预分高纯三出口萃取法分离GdTbDy富集物,进行萃取分离,所用工艺流程见附图2所示。由于GdTbDy富集物中Tb4O7的含量较低,且铽是贵重稀土元素,所以从富Gd水相进口到富Dy有机相进口之间的萃取槽可以比Gd/高纯Tb/Dy高纯三出口工艺的其它萃取槽小,这样可以减少铽的存槽量。
通过本发明的一种预分高纯三出口萃取法,萃取分离后,Gd/高纯Tb/Dy高纯三出口工艺的中间组分第三出口Tb获得高纯产品Tb4O7﹥99.99%,高纯三出口工艺的出口水相获得高纯Gd2O3﹥99.99%,高纯三出口工艺的出口有机相中的Dy2O3含Tb﹤0.01%,相对纯度﹥99.99%。所得产品达到的纯度指标如下:
分离产物 Gd2O3 Tb4O7 Dy2O3
稀土纯度% ﹥99.99 ﹥99.99 相对纯度﹥99.99
经测算,用本发明的工艺方法萃取分离包头轻稀土矿经Nd/Sm分组后的La-Nd轻稀土料液,与传统的分离方法相比,工艺处理能力提高33%,萃取槽体总体积减少30%,萃取槽中萃取剂和稀土金属存槽量减少28%,酸碱化工原材料也减少32%。减少了设备和充槽投资费用约28%、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 (6)

1.一种预分高纯三出口萃取法,包括预分工艺和高纯三出口萃取分离工艺,其特征为:多组分原料进入预分萃取段1,其出口有机相流入预分洗涤段,预分洗涤段的出口水相流入预分萃取段2,预分萃取段2的出口有机相流入预分洗涤段的成分相近级,这些构成预分高纯三出口萃取法的预分工艺;高纯三出口工艺以第三出口分界,靠出口水相侧为难萃分离段,靠出口有机相侧为易萃分离段;控制预分萃取段1和预分萃取段2的出口水相含易萃组分A很低以使第三出口中A含量小于高纯B产品对A的要求,它们流入高纯三出口工艺的难萃分离段,且预分萃取段2的出口水相在富难萃水相进口与第三出口之间流入高纯三出口工艺;控制预分洗涤段的出口负载有机相含难萃组分C很低以使第三出口中C含量小于高纯B产品对C要求,它流入高纯三出口工艺的易萃分离段;这样高纯三出口工艺中第三出口的中间组分积累峰含易萃组分A和难萃组分C都很低能使第三出口中A和C含量分别小于高纯B产品对A对C要求,第三出口能够获得高纯中间组分B;具体技术方案有预分高纯三出口萃取法分离轻稀土矿的La-Nd混合稀土或用预分高纯三出口萃取法分离GdTbDy富集物两个实施方案:
实施方案1:用预分高纯三出口萃取法分离轻稀土矿的La-Nd混合稀土
用预分高纯三出口萃取法分离轻稀土矿的La-Nd混合稀土,其技术方案包括步骤:(1)轻稀土矿的La-Nd混合稀土料液进入预分萃取段1,控制预分萃取段1的出口水相含易萃组分PrNd很低以使第三出口中PrNd含量小于高纯Ce产品对PrNd的要求;预分萃取段1出口有机相流入预分洗涤段,控制预分洗涤段的出口有机相含难萃组分La很低以使第三出口中La含量小于高纯Ce产品对La的要求;(2)预分洗涤段的出口水相流入预分萃取段2,控制预分萃取段2的出口水相含易萃组分PrNd很低以使第三出口中PrNd含量小于高纯Ce产品对PrNd的要求,预分萃取段2的出口有机相从预分洗涤段的稀土配分相近级流入预分洗涤段;(3)预分萃取段1的出口水相流入La/高纯Ce/PrNd高纯三出口工艺的难萃分离段;预分洗涤段的出口负载有机相流入La/高纯Ce/PrNd高纯三出口工艺的易萃分离段;预分萃取段2的出口水相从富La水相进口与第三出口之间流入高纯三出口工艺的难萃分离段;由于富La水相进口和富Ce水相进口都在高纯三出口工艺的难萃分离段,且含易萃组分PrNd都很低能使第三出口中PrNd小于高纯Ce产品对PrNd的要求;富PrNd有机相进口在高纯三出口工艺的易萃分离段,且含难萃组分La很低能使第三出口中La含量小于高纯Ce产品对La的要求,这样高纯三出口工艺中第三出口的中间组分Ce积累峰含难萃组分La和易萃组分PrNd都很低能使第三出口中La和PrNd含量分别小于高纯Ce产品对La对PrNd的要求,第三出口能够获得高纯Ce;
实施方案2:用预分高纯三出口萃取法分离GdTbDy富集物
用预分高纯三出口萃取法分离GdTbDy富集物,其技术方案包括步骤:(1)GdTbDy富集物料液进入预分萃取段1,控制预分萃取段1的出口水相含易萃组分Dy很低以使第三出口中Dy含量小于高纯Tb产品对Dy的要求;预分萃取段1出口有机相流入预分洗涤段,控制预分洗涤段的出口有机相含难萃组分Gd很低以使第三出口中Gd含量小于高纯Tb产品对Gd的要求;(2)预分洗涤段的出口水相流入预分萃取段2,控制预分萃取段2的出口水相含易萃组分Dy很低以使第三出口中Dy含量小于高纯Tb产品对Dy的要求,预分萃取段2的出口有机相从预分洗涤段的稀土配分相近级流入预分洗涤段;(3)预分萃取段1的出口水相流入Gd/高纯Tb/Dy高纯三出口工艺的难萃分离段,预分洗涤段的出口负载有机相流入Gd/高纯Tb/Dy高纯三出口工艺的易萃分离段,预分萃取段2的出口水相从富Gd水相进口与第三出口之间流入高纯三出口工艺的难萃分离段;由于富Gd水相进口和富Tb水相进口都在高纯三出口工艺的难萃分离段,且含易萃组分Dy都很低能使第三出口中Dy含量小于高纯Tb产品对Dy的要求;富Dy有机相进口在高纯三出口工艺的易萃分离段,且含难萃组分Gd很低能使第三出口中Gd含量小于高纯Tb产品对Gd的要求,这样高纯三出口工艺中第三出口的中间组分Tb积累峰含难萃组分Gd和易萃组分Dy都很低能使第三出口中Gd和Dy含量分别小于高纯Tb产品对Gd对Dy的要求,第三出口能够获得高纯Tb。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征为所述的预分萃取段1的进口萃取有机相用其出口水相和经碱皂化有机相S在稀土皂化段制成稀土皂有机相再流入预分萃取段1,或从高纯三出口工艺的富难萃水相进口级或附近级引出有机相作为预分萃取段1的进口萃取有机相,流入预分萃取段1。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征为所述的预分洗涤段的进口洗涤液用洗酸,或从高纯三出口工艺的富易萃有机相进口级或附近级引出水相作为预分洗涤段的进口洗涤液,流入预分洗涤段。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征为所述的预分萃取段2的进口萃取有机相用其出口水相和经碱皂化有机相S在稀土皂化段制成稀土皂有机相再流入预分萃取段2,或从高纯三出口工艺的富含中间组分水相进口级或附近级引出有机相作为预分萃取段2的进口萃取有机相,流入预分萃取段2。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征为所述的轻稀土矿的La-Nd混合稀土料液和GdTbDy富集物料液为氯化稀土溶液或硝酸稀土溶液或硫酸稀土溶液。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征为所述的有机相是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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