CN108774685A - 一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺 - Google Patents
一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,包括以下步骤:(1)以盐酸浸出后得到的低酸度混合稀土液为原料;(2)选取N235、N1902、TBP中的任意两种混合后作为协同萃取剂,并将协同萃取剂与稀释剂进行混合得到协同萃取有机相;(3)将协同萃取有机相与混合稀土液进行混合,得到除去Fe元素及Zn元素后的萃余液及Fe3+、Zn2+的混合液。本发明能以较低的成本对混合稀土液中的Fe3+、Zn2+进行分离,且稀土元素损耗低,既节能环保又能提高企业收益,具有良好的市场前景,并且最终制得的镧产品纯度较高,更能满足现代工业的使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及湿法冶金技术领域,尤其是涉及一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺。
背景技术
稀土焙烧矿使用盐酸浸出后,产生的低酸度混合稀土液中Fe、Zn等金属离子含量高,不能直接进入萃取分离成单一稀土元素,需要先加入碱类,如氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢氨调值、过滤,使混合液中FeCl3水解生成Fe(OH)3,除去混合稀土液中的Fe元素。
但上述方法无法除去Zn元素,使得制得的产品中Zn元素含量超标,降低了产品质量,远远不能满足现在储氢电池对镧产品的要求;同时,去除Fe元素时,在用碱调值后,还需升温水解才能使Fe元素生成Fe(OH)3以除去Fe元素,这一过程不仅增加了能源的消耗,提高了生产成本,同时也需要耗费较长时间,无法实现连续作业,增加了操作难度。
发明内容
本发明提供了一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,以解决现有的制备方法无法将混合稀土液中的Fe元素及Zn元素同时去除,导致生产成本增加,且得到的产品质量低下的问题。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案概述如下:
一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,包括将稀土矿进行氧化焙烧,并将得到的产物用盐酸浸出得到混合稀土液,包括以下步骤:
(1)以盐酸浸出后得到的低酸度混合稀土液为原料;
(2)选取N235、N1902、TBP中的任意两种混合后作为协同萃取剂,并将协同萃取剂与稀释剂进行混合得到协同萃取有机相;
(3)将协同萃取有机相与混合稀土液进行混合,得到除去Fe元素及Zn元素后的萃余液及Fe3+、Zn2+的混合液。
N235、N1902、TBP均属于阴离子萃取剂,不会萃取稀土离子,同时采用盐酸来进行浸出,使得混合稀土液中含有Cl-,而Zn2+、Fe3+可与Cl-形成带负电荷的络阴离子,并且萃取剂中含有的N元素能与H+形成稳定的配价键,生成相应的胺盐,而胺盐中的阴离子可以与Zn2+、Fe3+形成的络阴离子发生置换,使Zn2+、Fe3+进入有机相中,以对其进行萃取,提高混合稀土液最终制得的镧产品的纯度。
得到萃余液在按常规生产工艺进行调值后,即可进行萃取以分离稀土元素,由于完成萃取后的萃余液中不含Zn2+、Fe3+或仅含极少量的Zn2+、Fe3+,使得最终得到的镧产品纯度更高,质量更好;同时萃取后得到废液中仅含有少量的Zn2+,却含有大量的FeCl3,因而可直接作为FeCl3溶液进行出售或者进行浓缩后再出售,对资源进行了合理的利用,不仅节省了资源,也提高了企业的收益,减少了废液的处理成本。
更进一步地,所述稀释剂为仲辛醇、异辛醇及煤油中至少一种;选用上述有机溶剂作为稀释剂对萃取剂进行稀释,其对萃取剂的分散效果好,且能产生一定的协同作用,同时使得萃取时液体分层更为明显,提升萃取效果,也能方便对液体进行分离。
更进一步地,所述协同萃取有机相包括如下质量百分比的组分:N2351%-20%、N19021%-20%及稀释剂60%-80%。。
更进一步地,所述协同萃取有机相包括如下质量百分比的组分:N2359%-20%、TBP1%-5%及稀释剂75%-90%。
更进一步地,所述协同萃取有机相包括如下质量百分比的组分:N19029%-20%、TBP1%-5%及稀释剂75%-90%。
更进一步地,所述混合稀土液与协同萃取有机相的混合体积比例为1:1。
更进一步地,所述混合稀土液中的H+浓度为0.1-0.8mol/L。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1.在进行萃取时,无需进行升温操作,也无需添加碱液,在常温下即可进行萃取,相对于传统的添加碱液进行调值除Fe3+而言,减少了碱的使用量,且能源消耗低,节省了大量的成本;
2.在除去混合稀土液中的Fe3+的同时能将Zn2+除去,使得从萃取后的萃余液中得到的稀土元素更为纯净,更能符合现有生产中的高质量要求;
3.用碱液调值除Fe3+时,会生产Fe(OH)3沉淀物,在进行分离使,Fe(OH)3沉淀物会夹带一部分稀土元素,使得稀土元素的损失较大,而采用本发明的协同萃取法萃取稀土元素时,萃取剂能与混合稀土液中的H+形成稳定的配价键,生成相应的胺盐,这些胺盐中的阴离子如d-、NO3 -等与Fe3+、Zn2+的金属络阴离子发生置换,从而使Fe3+、Zn2+自水溶液中转入有机相中,这一萃取过程并不会夹带稀土元素,降低了稀土元素的损耗,提升了产品的收率,增加了企业的收益;且由于萃取剂的协同作用,使混合稀土液中的pH值更为稳定;
4.采用本发明的协同萃取方法进行萃取,只需将配置好的协同萃取有机相与混合稀土液混合均匀即可,无需等待加热,实现了生产过程中的连续操作,且在除去Fe3+、Zn2+时无需再设置加热设备,减少了设备购买及安装投入,降低了企业的生产成本;
5.萃取后排放出的废水不会对环境造成污染,更为符合当下节能环保的主题,减少了企业的废水处理成本,提高了企业的收益。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例中的原料均为将稀土矿进行氧化焙烧后,采用盐酸浸出并进行过滤,得到的混合稀土液。
实施例1
一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,包括以下步骤:
(1)取盐酸浸出后得到的低酸度混合稀土液作为原料,并对混合稀土液进行浸出分析,控制H+的浓度为0.8mol/L;
(2)按以下质量百分比来配置协同萃取有机相:N23519%、N19021%、仲辛醇30%、煤油50%;并先将N235及N1902混合均匀后作为协同萃取剂,再将协同萃取剂与仲辛醇及煤油混合均匀得到协同萃取有机相;
(3)在常温下将协同萃取有机相与混合稀土液按照1:1的比例充分混合5min再澄清,油水分离后分析萃余液。
下表为混合稀土液及萃余液分析结果:
实施例2
一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,包括以下步骤:
(1)取盐酸浸出后得到的低酸度混合稀土液作为原料,并对混合稀土液进行浸出分析,控制H+的浓度为0.2mol/L;
(2)按以下质量百分比来配置协同萃取有机相:N2353%、N190218%、煤油79%;并先将N235及N1902混合均匀后作为协同萃取剂,再将协同萃取剂与仲辛醇及煤油混合均匀得到协同萃取有机相;
(3)在常温下将协同萃取有机相与混合稀土液按照1:1的比例充分混合5min再澄清,油水分离后分析混合液。
下表为混合稀土液及萃余液分析结果:
实施例3
一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,包括以下步骤:
(1)取盐酸浸出后得到的低酸度混合稀土液作为原料,并对混合稀土液进行分析,控制H+的浓度为0.1mol/L;
(2)按以下质量百分比来配置协同萃取有机相:N23520%、N190220%、煤油50%、异辛醇10%;并先将N235及N1902混合均匀后作为协同萃取剂,再将协同萃取剂与仲辛醇及煤油混合均匀得到协同萃取有机相;
(3)在常温下将协同萃取有机相与混合稀土液按照1:1的比例充分混合5min再澄清,油水分离后分析混合液。
下表为混合稀土液及萃余液分析结果:
实施例4
一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,包括以下步骤:
(1)取盐酸浸出后得到的低酸度混合稀土液作为原料,并对混合稀土液进行分析,控制H+的浓度为0.72mol/L;
(2)按以下质量百分比来配置协同萃取有机相:N23520%、TBP5%、仲辛醇75%;并先将N235及TBP混合均匀后作为协同萃取剂,再将协同萃取剂与仲辛醇及煤油混合均匀得到协同萃取有机相;
(3)在常温下将协同萃取有机相与混合稀土液按照1:1的比例充分混合5min再澄清,油水分离后分析混合液。
下表为混合稀土液及萃余液分析结果:
实施例5
一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,包括以下步骤:
(1)取盐酸浸出后得到的低酸度混合稀土液作为原料,并对混合稀土液进行分析,控制H+的浓度为0.6mol/L;
(2)按以下质量百分比来配置协同萃取有机相:N2359%、TBP1%、仲辛醇30%、煤油60%;并先将N235及TBP混合均匀后作为协同萃取剂,再将协同萃取剂与仲辛醇及煤油混合均匀得到协同萃取有机相;
(3)在常温下将协同萃取有机相与混合稀土液按照1:1的比例充分混合5min再澄清,油水分离后分析混合液。
下表为混合稀土液及萃余液分析结果:
实施例6
一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,包括以下步骤:
(1)取盐酸浸出后得到的低酸度混合稀土液作为原料,并对混合稀土液进行分析,控制H+的浓度为0.51mol/L,;
(2)按以下质量百分比来配置协同萃取有机相:N23516%、TBP4%、仲辛醇30%、煤油50%;并先将N235及TBP混合均匀后作为协同萃取剂,再将协同萃取剂与仲辛醇及煤油混合均匀得到协同萃取有机相;
(3)在常温下将协同萃取有机相与混合稀土液按照1:1的比例充分混合5min再澄清,油水分离后分析混合液。
下表为混合稀土液及萃余液分析结果:
实施例7
一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,包括以下步骤:
(1)取盐酸浸出后得到的低酸度混合稀土液作为原料,并对混合稀土液进行分析,控制H+的浓度为0.38mol/L,;
(2)按以下质量百分比来配置协同萃取有机相:N190218%、TBP4%、煤油58%、异辛醇20%;并先将N1902及TBP混合均匀后作为协同萃取剂,再将协同萃取剂与仲辛醇及煤油混合均匀得到协同萃取有机相;
(3)在常温下将协同萃取有机相与混合稀土液按照1:1的比例充分混合5min再澄清,油水分离后分析混合液。
下表为混合稀土液及萃余液分析结果:
实施例8
一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,包括以下步骤:
(1)取盐酸浸出后得到的低酸度混合稀土液作为原料,并对混合稀土液进行浸出分析,控制H+的浓度为0.49mol/L,;
(2)按以下质量百分比来配置协同萃取有机相:N190220%、TBP5%、仲辛醇10%、异辛醇15%、煤油50%、;并先将N1902及TBP混合均匀后作为协同萃取剂,再将协同萃取剂与仲辛醇及煤油混合均匀得到协同萃取有机相;
(3)在常温下将协同萃取有机相与混合稀土液按照1:1的比例充分混合5min再澄清,油水分离后分析混合液。
下表为混合稀土液及萃余液分析结果:
实施例9
一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,包括以下步骤:
(1)取盐酸浸出后得到的低酸度混合稀土液作为原料,并对混合稀土液进行分析,控制H+的浓度为0.77mol/L,;
(2)按以下质量百分比来配置协同萃取有机相:N19029%、TBP1%、仲辛醇30%、煤油60%、;并先将N1902及TBP混合均匀后作为协同萃取剂,再将协同萃取剂与仲辛醇及煤油混合均匀得到协同萃取有机相;
(3)在常温下将协同萃取有机相与混合稀土液按照1:1的比例充分混合5min再澄清,油水分离后分析混合液。
下表为混合稀土液及萃余液分析结果:
注:以上实例均为浸出液酸度变化得出的实验数据。分别得到铁、锌的去除,试验中萃取剂,稀释剂的改变对萃取率无明显影响,只是可以调节分层时间的长短和控制乳化的形成。
如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式,任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化,凡是与本发明具有相同或相近的技术方案,均落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,包括将稀土矿进行氧化焙烧,并将得到的产物用盐酸浸出得到混合稀土液,其特征在于,包括以下步骤:
(1)以盐酸浸出后得到的低酸度混合稀土液为原料;
(2)选取N235、N1902、TBP中的任意两种混合后作为协同萃取剂,并将协同萃取剂与稀释剂进行混合得到协同萃取有机相;
(3)将协同萃取有机相与混合稀土液进行混合,得到除去Fe元素及Zn元素后的萃余液及Fe3+、Zn2+的混合液。
2.如权利要求1所述的一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,其特征在于,所述协同萃取有机相包括如下质量百分比的组分:N2351%-20%、N19021%-20%及稀释剂60%-80%。
3.如权利要求1所述的一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,其特征在于,所述协同萃取有机相包括如下质量百分比的组分:N2359%-20%、TBP1%-5%及稀释剂75%-90%。
4.如权利要求1所述的一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,其特征在于,所述协同萃取有机相质量百分比的组分:N19029%-20%、TBP1%-5%及稀释剂75%-90%。
5.如权利要求2-4任意一项所述的一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,其特征在于,所述稀释剂为仲辛醇、异辛醇及煤油中的至少一种。
6.如权利要求1所述的一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,其特征在于,所述混合稀土液与协同萃取有机相的混合体积比例为1:1。
7.如权利要求1所述的一种协同萃取法除去混合稀土液中Fe、Zn杂质的工艺,其特征在于,所述混合稀土液中的H+浓度为0.1-0.8mol/L。
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