CN112981144A - 萃取稀土的方法及含氨的水溶液的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种萃取稀土的方法及含氨的水溶液的用途，所述方法包括以下步骤：将10.0～10.7mol/L的含氨的水溶液直接通入混合槽，同时将萃取剂通入混合槽，萃取剂与含氨的水溶液在混合槽内进行皂化反应，得到皂化萃取剂；其中，所述含氨的水溶液的流速为7.0～8.0L/min；所述萃取剂的流速与所述含氨的水溶液的流速之比为15～22:1。本发明能够实现LaCe和PrNd的高效分离，减少含氨的水溶液的损耗。

Description

萃取稀土的方法及含氨的水溶液的用途
技术领域
本发明涉及一种萃取稀土的方法及含氨的水溶液的用途。
背景技术
目前，萃取分离碳酸稀土和氧化稀土的方法一般是采用工业盐酸与碳酸稀土或氧化稀土进行化学反应，使之成为氯化稀土溶液；然后用氢氧化钠或含氨的水溶液将萃取剂进行皂化，使得萃取剂成盐。用成盐后的萃取剂对氯化稀土溶液进行萃取，达到稀土分离的目的。氨皂化工艺是早前工业上广泛使用的一种皂化方式。氨皂化工艺具有成本低、萃取工艺便于控制、产品质量好(后续灼烧工序中氨可恢复)等优点。但是，现有技术中，稀土氧化物配分含量仍待提高。
此外，现有技术一般采用浓度为8.5～9.0mol/L的氨水皂化萃取剂，然后进行稀土萃取。例如，CN101876007A公开了一种皂化萃取分离硫酸稀土溶液的方法，以硫酸稀土溶液为原料，采用氨水皂化后的萃取剂进行萃取分离。CN103045865A公开了一种稀土萃取用有机萃取剂处理方法，包括以下步骤：1)在萃取槽皂化段前增设萃取槽皂化前处理段；2)再将萃取槽皂化段后的水相逆流至萃取槽皂化前处理段；3)最后再从萃取槽皂化前处理段中排出废水，其中，空白的有机萃取剂先经过萃取槽皂化前处理段，再到萃取槽皂化段进行皂化。该专利文献采用的皂化剂为氢氧化钠。
发明内容
有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种萃取稀土的方法。本发明的方法可以有利于实现LaCe和PrNd的高效分离。进一步地，还可以降低含氨的水溶液的损耗。本发明的另一个目的在于提供一种从含稀土的酸溶液中将LaCe与PrNd分离的方法。本发明的再一个目的在于提供一种含氨的水溶液在从含稀土的酸溶液中将LaCe与PrNd分离中的用途。
本发明通过如下技术方案达到上述目的。
一方面，本发明提供一种萃取稀土的方法，包括以下步骤：
(1)将10.0～10.7mol/L的含氨的水溶液直接通入混合槽，同时将萃取剂通入混合槽，萃取剂与含氨的水溶液在混合槽内进行皂化反应，得到皂化萃取剂；其中，所述含氨的水溶液的流速为7.0～8.0L/min；所述萃取剂的流速与所述含氨的水溶液的流速之比为15～22:1；
(2)将皂化萃取剂从混合槽连续通入混合澄清槽的多级的混合室，同时将含稀土的酸溶液以逆向流动的方式通入多级的混合室，皂化萃取剂与含稀土的酸溶液在多级的混合室内混合并完成萃取，得到萃取混合液；
(3)将萃取混合液在混合澄清槽的与混合室相对应的澄清室中静置分离，得到含稀土的萃取液和含氯化铵的废水；
(4)前段的澄清室中的含稀土的萃取液用盐酸反萃取，得到LaCe料液；后段的澄清室中的含稀土的萃取液用盐酸反萃取，得到PrNd料液。
根据本发明的萃取稀土的方法，优选地，所述萃取剂为P507与煤油的混合物；其中，所述P507与煤油的体积比为1:1～4。
根据本发明的萃取稀土的方法，优选地，所述萃取剂的流速与所述含氨的水溶液的流速之比为17～21:1。
根据本发明的萃取稀土的方法，优选地，步骤(1)中，含氨的水溶液从氨水卧式储罐经氨水流量计直接通入混合槽，同时将萃取剂从萃取剂储罐经过萃取剂流量计通入混合槽。
根据本发明的萃取稀土的方法，优选地，步骤(2)中，含稀土的酸溶液为将碳酸稀土溶液用盐酸酸化并过滤后得到的氯化稀土溶液；含稀土的酸溶液中的稀土氧化物含量为290～310g/L，pH值为2.5～3.0。
另一方面，本发明还提供一种从含稀土的酸溶液中将LaCe与PrNd分离的方法，包括以下步骤：
(1)将10.0～10.7mol/L的含氨的水溶液直接通入混合槽，同时将萃取剂通入混合槽，萃取剂与含氨的水溶液在混合槽内进行皂化反应，得到皂化萃取剂；其中，所述含氨的水溶液的流速为7.0～8.0L/min；所述萃取剂的流速与所述含氨的水溶液的流速之比为15～22:1；
(2)将皂化萃取剂从混合槽连续通入混合澄清槽的多级的混合室，同时将含稀土的酸溶液以逆向流动的方式通入多级的混合室，皂化萃取剂与含稀土的酸溶液在多级的混合室内混合并完成萃取，得到萃取混合液；
(3)将萃取混合液在混合澄清槽的与混合室相对应的澄清室中静置分离，得到含稀土的萃取液和含氯化铵的废水；
(4)前段的澄清室中的含稀土的萃取液用盐酸反萃取，得到LaCe料液；后段的澄清室中的含稀土的萃取液用盐酸反萃取，得到PrNd料液。
根据本发明的从含稀土的酸溶液中将LaCe与PrNd分离的方法，优选地，所述萃取剂为P507与煤油的混合物；其中，所述P507与煤油的体积比为1:1～4。
根据本发明的从含稀土的酸溶液中将LaCe与PrNd分离的方法，优选地，所述萃取剂的流速与所述含氨的水溶液的流速之比为17～21:1。
根据本发明的从含稀土的酸溶液中将LaCe与PrNd分离的方法，优选地，含稀土的酸溶液为将碳酸稀土溶液用盐酸酸化并过滤后得到的氯化稀土溶液；含稀土的酸溶液中的稀土氧化物含量为290～310g/L，pH值为2.5～3.0。
再一方面，本发明还提供一种含氨的水溶液在从含稀土的酸溶液中将LaCe与PrNd分离中的用途，含氨的水溶液中的氨浓度为10.0～10.7mol/L；将含氨的水溶液和萃取剂通入混合槽进行皂化反应；其中，所述含氨的水溶液的流速为7.0～8.0L/min；所述萃取剂的流速与所述含氨的水溶液的流速之比为15～22:1。
本发明的萃取稀土的方法通过直接将特定浓度的含氨的水溶液通入混合槽，并通过控制含氨的水溶液和萃取剂的流速，可以实现LaCe和PrNd的高效分离，提高所得LaCe料液和PrNd料液中的相应的稀土氧化物的含量，减少其他稀土氧化物的含量。进一步地，本发明可以减少含氨的水溶液损耗，避免污染。更进一步地，采用本发明的方法，操作更简单，效率高，节省人力。此外，本发明还可以提高氯化铵废水中氯化铵的浓度，并有利于回收氯化铵，降低环保治理成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
萃取稀土的方法
本发明的萃取稀土的方法包括如下步骤：皂化反应步骤，在混合澄清槽内的萃取以及静置分离步骤以及反萃取步骤。下面进行详细描述。
<皂化反应步骤>
将10.0～10.7mol/L的含氨的水溶液直接通入混合槽，同时将萃取剂通入混合槽，萃取剂与含氨的水溶液在混合槽内进行皂化反应，得到皂化萃取剂。本发明中的含氨的水溶液的浓度会有误差，误差为±0.1mol/L。
含氨的水溶液与萃取剂的皂化反应原理如下：
NH4OH+H2A2＝NH4HA2+H2O。
H2A2表示P507萃取剂。
本发明的含氨的水溶液的流速为7.0～8.0L/min，萃取剂的流速与含氨的水溶液的流速之比为15～22:1。本发明意外发现，通过直接将含氨的水溶液通入混合槽，并通过控制含氨的水溶液的流速与萃取剂的流速，使得皂化反应更加充分地进行，从而有利于实现LaCe与PrNd的分离，提高所得的LaCe料液中的氧化镧与氧化铈的含量，以及提高所得PrNd料液中的氧化镨与氧化钕的含量。此外，还可以减少含氨的水溶液损耗。
本发明的含氨的水溶液中的氨的浓度为10.0～10.7mol/L，优选为10.2～10.6mol/L，更优选为10.5～10.6mol/L。本发明发现，这样的浓度范围更加适合本发明，可以更好地通过控制含氨的水溶液及萃取剂的流速来保证皂化反应平稳进行。
氨水流量计可以设置于混合槽上，用以计量含氨的水溶液的通入量。萃取剂流量计可以设置于混合槽上，用以计量萃取剂的通入量。本发明直接将含氨的水溶液从氨水卧式储罐经过氨水流量计通入混合槽内。与现有的的方法相比，本发明的方法可以更高效地实现LaCe与PrNd的分离，提高所得的LaCe料液中的氧化镧与氧化铈的含量，以及提高所得PrNd料液中的氧化镨与氧化钕的含量。还可以节约5～10wt％的含氨的水溶液，且可以节省时间40～50min。
本发明中，含氨的水溶液的流速可以为7.0～8.0L/min，优选为7.0～7.6L/min，更优选为7.1～7.5L/min。萃取剂的流速与含氨的水溶液的流速之比可以为15～22:1，优选为17～21:1，更优选为18～20:1。并且，含氨的水溶液与萃取剂同时通入。这样可以使得皂化反应进行的更为充分，从而有利于实现LaCe与PrNd分离。
萃取剂为P507与煤油的混合物。P507与煤油的体积比为1:1～4，优选地，P507与煤油的体积比为1:1～3，更优选地，P507与煤油的体积比为1:1～2。根据本发明的一个具体实施方式，P507与煤油的体积比为1:1，且含氨的水溶液与萃取剂的密度比为0.91:0.90。这样有利于实现LaCe与PrNd分离。
P507的化学名称：2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯，分子式为C16H35O3P，P507为一种无色或淡黄色透明油状液体。
根据本发明的一个的实施方式，将10.0～10.7mol/L的含氨的水溶液从氨水卧式储罐直接经氨水流量计通入混合槽，同时将萃取剂从萃取剂储罐经萃取剂流量计通入混合槽，萃取剂与含氨的水溶液在混合槽内进行皂化反应，得到皂化萃取剂。含氨的水溶液的流速为7.0～8.0L/min；萃取剂的流速与含氨的水溶液的流速之比为15～22:1。氨水流量计、萃取剂流量计分别设置于混合槽上。
<在混合澄清槽内的萃取和静置分离步骤>
将上述的皂化萃取剂从混合槽连续通入混合澄清槽的多级的混合室，同时将含稀土的酸溶液以逆向流动的方式通入多级的混合室，皂化萃取剂与含稀土的酸溶液在多级的混合室内混合并完成萃取，得到萃取混合液。将萃取混合液在混合澄清槽的与混合室相对应的澄清室中静置分离，得到含稀土的萃取液和含氯化铵的废水。萃取原理如下：
3NH4HA2+RECl3＝RE(HA2)3+3NH4Cl。
混合澄清槽是一种靠重力实现两相分离的逐级接触式萃取设备。萃取槽主要由混合室和澄清室两部分组成。含稀土的酸溶液液和皂化萃取剂首先经过各自的进料口进入混合室中，通过搅拌器使两者实现混合传质，然后通过溢流挡板进入澄清室内，靠重力实现自然分离后分别经不同出口流出，完成萃取过程。
在本发明中，皂化萃取剂与含稀土的酸溶液的流动方向不同，二者为逆向流动。这样有利于实现LaCe与PrNd分离，并有利于提高萃取效率，节省时间。
在本发明中，皂化萃取剂的流速与含稀土的酸溶液的流速之间没有固定的流速比，根据生产线的产品结构的不同，流速比会相应调整。
在本发明中，含稀土的酸溶液为将碳酸稀土溶液用盐酸酸化并过滤后所得到的氯化稀土溶液。
根据本发明的一个实施方式，含稀土的酸溶液的pH值为2.5～3.0。
在本发明中，含稀土的酸溶液中稀土氧化物的含量为290～310g/L，优选为295～310g/L，更优选为295～305g/L。这样有利于实现LaCe与PrNd分离。
本发明所得到的含氯化铵的废水转移至环保车间统一处理。
<反萃取步骤>
前段的澄清室中的含稀土的萃取液用盐酸反萃取，得到LaCe料液；后段的澄清室中的含稀土的萃取液用盐酸反萃取，得到PrNd料液。前段的澄清室和后段的澄清室并没有特别限制，根据实际工艺状况进行选择。
反萃取原理如下：
RE(HA2)3+3HCl＝RECl3+3H2A2。
在反萃取步骤中，盐酸的浓度为5.0～6.0mol/L，优选为5.0～5.5mol/L。含稀土的萃取液与盐酸的体积比为9～11:1，优选为10～11:1。这样有利于实现LaCe与PrNd的分离，提高所得的LaCe料液中的氧化镧与氧化铈的含量，以及提高所得PrNd料液中的氧化镨与氧化钕的含量。
反萃取的具体步骤可以参考现有技术，在此不做赘述。
根据本发明的一个实施方式，萃取稀土的方法包括以下步骤：
将10.0～10.7mol/L的含氨的水溶液从氨水卧式储罐直接经氨水流量计通入混合槽，同时将萃取剂从萃取剂储罐经萃取剂流量计通入混合槽，萃取剂与含氨的水溶液在混合槽内进行皂化反应，得到皂化萃取剂；其中，含氨的水溶液的流速为7.0～8.0L/min；萃取剂的流速与含氨的水溶液的流速之比为15～22:1；氨水流量计、萃取剂流量计分别设置于混合槽上；
将皂化萃取剂从混合槽连续通入混合澄清槽的多级的混合室，同时将含稀土的酸溶液以逆向流动的方式通入多级的混合室，皂化萃取剂与含稀土的酸溶液在混合室内混合并完成萃取，得到萃取混合液；
将萃取混合液在混合澄清槽的与混合室相对应的澄清室中静置分离，得到含稀土的萃取液和含氯化铵的废水；
前段的澄清室中的含稀土的萃取液用盐酸反萃取，得到LaCe料液；后段的澄清室中的含稀土的萃取液用盐酸反萃取，得到PrNd料液。
从含稀土的酸溶液中将LaCe与PrNd分离的方法
本发明的从含稀土的酸溶液中将LaCe与PrNd分离的方法包括如下步骤：(1)皂化反应；(2)萃取及静置分离；(3)反萃取。下面进行详细描述。
含氨的水溶液与萃取剂在容器中进行皂化反应，原理如下：
NH4OH+H2A2＝NH4HA2+H2O。
H2A2表示P507萃取剂。
根据本发明的一个实施方式，将10.0～10.7mol/L的含氨的水溶液直接通入混合槽，同时将萃取剂通入混合槽，萃取剂与含氨的水溶液在混合槽内进行皂化反应，得到皂化萃取剂。本发明中的含氨的水溶液的浓度会有误差，误差为±0.1mol/L。
本发明的含氨的水溶液中的氨的浓度为10.0～10.7mol/L，优选为10.2～10.6mol/L，更优选为10.5～10.6mol/L。本发明发现，这样的浓度范围更加适合本发明，可以更好地通过控制含氨的水溶液及萃取剂的流速来保证皂化反应平稳进行。
本发明的含氨的水溶液的流速为7.0～8.0L/min，萃取剂的流速与含氨的水溶液的流速之比为15～22:1。本发明意外发现，通过直接将含氨的水溶液通入混合槽，并通过控制含氨的水溶液的流速与萃取剂的流速，使得皂化反应更加充分地进行，从而有利于从含稀土的酸溶液中将LaCe与PrNd高效分离。所得的LaCe料液中的氧化镧与氧化铈的含量非常高，所得PrNd料液中的氧化镨与氧化钕的含量非常高。
氨水流量计可以设置于混合槽上，用以计量含氨的水溶液的通入量。萃取剂流量计可以设置于混合槽上，用以计量萃取剂的通入量。本发明直接将含氨的水溶液从氨水卧式储罐经过氨水流量计通入混合槽内。与现有的的方法相比，本发明的方法可以使得LaCe与PrNd的高效分离。
本发明中，含氨的水溶液的流速可以为7.0～8.0L/min，优选为7.0～7.6L/min，更优选为7.1～7.5L/min。萃取剂的流速与含氨的水溶液的流速之比可以为15～22:1，优选为17～21:1，更优选为18～20:1。含氨的水溶液与萃取剂同时通入。这样可以使得皂化反应进行的更为充分，从而有利于实现LaCe与PrNd高效分离。
萃取剂为P507与煤油的混合物。P507的化学名称：2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯。P507与煤油的体积比为1:1～4，优选地，P507与煤油的体积比为1:1～3，更优选地，P507与煤油的体积比为1:1～2。根据本发明的一个具体实施方式，P507与煤油的体积比为1:1，且含氨的水溶液与萃取剂的密度比为0.91:0.90。这样有利于实现LaCe与PrNd高效分离。
根据本发明的一个的实施方式，将10.0～10.7mol/L的含氨的水溶液从氨水卧式储罐直接经氨水流量计通入混合槽，同时将萃取剂从萃取剂储罐经萃取剂流量计通入混合槽，萃取剂与含氨的水溶液在混合槽内进行皂化反应，得到皂化萃取剂。含氨的水溶液的流速为7.0～8.0L/min；萃取剂的流速与含氨的水溶液的流速之比为15～22:1。氨水流量计、萃取剂流量计分别设置于混合槽上。
将皂化萃取剂与含稀土的酸溶液在混合澄清槽中接触，从而完成萃取过程。萃取原理如下：
3NH4HA2+RECl3＝RE(HA2)3+3NH4Cl。
混合澄清槽是一种靠重力实现两相分离的逐级接触式萃取设备。萃取槽主要由混合室和澄清室两部分组成。含稀土的酸溶液液和皂化萃取剂首先经过各自的进料口进入混合室中，通过搅拌器使两者实现混合传质，然后通过溢流挡板进入澄清室内，靠重力实现自然分离后分别经不同出口流出，完成萃取过程。
含稀土的酸溶液为将碳酸稀土溶液用盐酸酸化并过滤后所得到的氯化稀土溶液。含稀土的酸溶液的pH值为2.5～3.0。含稀土的酸溶液中稀土氧化物的含量为290～310g/L，优选为295～310g/L，更优选为295～305g/L。这样有利于提高实现LaCe与PrNd高效分离。
根据本发明的一个实施方式，将皂化萃取剂从混合槽连续通入混合澄清槽的多级的混合室，同时将含稀土的酸溶液以逆向流动的方式通入多级的混合室，皂化萃取剂与含稀土的酸溶液在多级的混合室内混合并完成萃取，得到萃取混合液。将萃取混合液在混合澄清槽的与混合室相对应的澄清室中静置分离，得到含稀土的萃取液和含氯化铵的废水。
皂化萃取剂与含稀土的酸溶液的流动方向不同，二者为逆向流动。这样有利于实现LaCe与PrNd高效分离。皂化萃取剂的流速与含稀土的酸溶液的流速之间没有固定的流速比，根据生产线的产品结构的不同，流速比会相应调整。
含稀土的萃取液与盐酸接触从而完成反萃取，原理如下：
RE(HA2)3+3HCl＝RECl3+3H2A2。
反萃取步骤中的盐酸的浓度为5.0～6.0mol/L，优选为5.0～5.5mol/L。含稀土的萃取液与盐酸的体积比为9～11:1，优选为10～11:1。这样有利于实现LaCe与PrNd的高效分离，使得所得的LaCe料液中的氧化镧与氧化铈的含量更高，所得PrNd料液中的氧化镨与氧化钕的含量更高。
LaCe料液和PrNd料液分布在不同级的澄清室。前段的澄清室和后段的澄清室并没有特别限制，根据实际工艺状况进行选择。前段的澄清室中的含稀土的萃取液用盐酸反萃取，得到LaCe料液；后段的澄清室中的含稀土的萃取液用盐酸反萃取，得到PrNd料液。反萃取的具体步骤可以参考现有技术，在此不做赘述。
根据本发明的一个实施方式，从含稀土的酸溶液中将LaCe与PrNd分离的方法包括以下步骤：
将10.1～10.7mol/L的含氨的水溶液从氨水卧式储罐直接经氨水流量计通入混合槽，同时将萃取剂从萃取剂储罐经萃取剂流量计通入混合槽，萃取剂与含氨的水溶液在混合槽内进行皂化反应，得到皂化萃取剂；其中，含氨的水溶液的流速为7.0～8.0L/min；萃取剂的流速与含氨的水溶液的流速之比为15～22:1；氨水流量计、萃取剂流量计分别设置于混合槽上；
将皂化萃取剂从混合槽连续通入混合澄清槽的多级的混合室，同时将含稀土的酸溶液以逆向流动的方式通入多级的混合室，皂化萃取剂与含稀土的酸溶液在混合室内混合并完成萃取，得到萃取混合液；
将萃取混合液在混合澄清槽的与混合室相对应的澄清室中静置分离，得到含稀土的萃取液和含氯化铵的废水；
前段的澄清室中的含稀土的萃取液用盐酸反萃取，得到LaCe料液；后段的澄清室中的含稀土的萃取液用盐酸反萃取，得到PrNd料液。
含氨的水溶液的用途
本发明还提供一种含氨的水溶液在从含稀土的酸溶液中将LaCe与PrNd分离中的用途。
含氨的水溶液中的氨浓度为10.0～10.7mol/L，优选为10.2～10.6mol/L，更优选为10.5～10.6mol/L。将含氨的水溶液和萃取剂通入混合槽进行皂化反应。含氨的水溶液的流速为7.0～8.0L/min，优选为7.0～7.6L/min，更优选为7.1～7.5L/min。
萃取剂的流速与所述含氨的水溶液的流速之比为15～22:1，优选为17～21:1，更优选为18～20:1。
含氨的水溶液与萃取剂同时通入混合槽进行皂化反应。
这样有利于实现LaCe与PrNd的高效分离。所得的LaCe料液中的氧化镧与氧化铈的含量更高；所得PrNd料液中的氧化镨与氧化钕的含量更高。
具体的操作步骤如前所述，这里不再赘述。
<测试方法>
采用电感耦合等离子发射光谱仪测试反萃取后的氯化稀土溶液中的稀土配分。
实施例1
将10.3mol/L的含氨的水溶液从氨水卧式储罐直接经氨水流量计通入混合槽，同时将萃取剂从萃取剂储罐经萃取剂流量计通入混合槽，萃取剂与含氨的水溶液在混合槽内进行皂化反应，得到皂化萃取剂。含氨的水溶液的流速为7.3L/min；萃取剂的流速为146L/min。氨水流量计、萃取剂流量计分别设置于混合槽上。萃取剂为体积比为1:1的P507与煤油的混合物。
将皂化萃取剂从混合槽连续通入混合澄清槽的多级的混合室，同时将含稀土的酸溶液(碳酸稀土溶液用盐酸酸化并过滤后所得到的氯化稀土溶液，pH值为2.5，稀土氧化物的含量为300g/L)以逆向流动的方式通入多级的混合室，皂化萃取剂与含稀土的酸溶液在多级的混合室内混合并完成萃取，得到萃取混合液；将萃取混合液在混合澄清槽的与混合室相对应的澄清室中静置分离，得到含稀土的萃取液和含氯化铵的废水。
将不同级的澄清室中的含稀土的萃取液分别用浓度为5mol/L的盐酸反萃取(含稀土的萃取液与盐酸的体积比为10:1)，得到反萃取后的氯化稀土溶液。其中，前段的澄清室中的含稀土的萃取液得到LaCe料液；后段的澄清室中的含稀土的萃取液得到PrNd料液。
具体工艺参数如表1所示，实验结果如下表2和表3所示。
比较例1
将10.3mol/L的含氨的水溶液在氨水配制罐中加纯水打循环稀释至8.5mol/L，再转入氨水卧式储罐后经泵打入氨水高位槽待用。其余步骤与实施例1相同。
实施例1与比较例1相比，可以节约含氨的水溶液5vol％，节省时间45min。
实施例2和比较例2～6
除了表1所示条件，其余同实施例1。具体工艺参数如表1所示，实验结果如下表2和表3所示。
表1工艺参数
Figure BDA0002939550720000141
表2LaCe料液
Figure BDA0002939550720000151
表3PrNd料液
Figure BDA0002939550720000152
将实施例1和比较例1～2进行比较可知，含氨的水溶液中氨浓度太高或太低，均导致LaCe料液中的氧化镧(La2O3)和氧化铈(CeO2)含量降低，且导致PrNd料液中的氧化镨(Pr6O11)和氧化钕(Nd2O2)含量降低。本发明可以保证LaCe料液的氧化镧和氧化铈更高，且保证PrNd料液中的氧化镨和氧化钕含量。因此，将含氨的水溶液浓度控制在本发明的范围，有利于实现LaCe和PrNd的高效分离。
将实施例1和比较例3～4进行比较可知，含氨的水溶液的流速过低或过高，均导致LaCe料液中的氧化镧(La2O3)和氧化铈(CeO2)含量降低，且导致PrNd料液中的氧化镨(Pr6O11)和氧化钕(Nd2O2)含量降低。本发明可以保证LaCe料液的氧化镧和氧化铈更高，且保证PrNd料液中的氧化镨和氧化钕含量。因此，将含氨的水溶液流速控制在本发明的范围，有利于实现LaCe和PrNd的高效分离。
将实施例1和比较例5～6进行比较可知，萃取剂的流速与含氨的水溶液的流速之比(V2/V1)过低或过高，均导致LaCe料液中的氧化镧(La2O3)和氧化铈(CeO2)含量降低，且导致PrNd料液中的氧化镨(Pr6O11)和氧化钕(Nd2O2)含量降低。本发明可以保证LaCe料液的氧化镧和氧化铈更高，且保证PrNd料液中的氧化镨和氧化钕含量。因此，将含氨的水溶液流速控制在本发明的范围，有利于实现LaCe和PrNd的高效分离。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims (10)

1.一种萃取稀土的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将10.0～10.7mol/L的含氨的水溶液直接通入混合槽，同时将萃取剂通入混合槽，萃取剂与含氨的水溶液在混合槽内进行皂化反应，得到皂化萃取剂；其中，所述含氨的水溶液的流速为7.0～8.0L/min；所述萃取剂的流速与所述含氨的水溶液的流速之比为15～22:1；
(2)将皂化萃取剂从混合槽连续通入混合澄清槽的多级的混合室，同时将含稀土的酸溶液以逆向流动的方式通入多级的混合室，皂化萃取剂与含稀土的酸溶液在多级的混合室内混合并完成萃取，得到萃取混合液；
(3)将萃取混合液在混合澄清槽的与混合室相对应的澄清室中静置分离，得到含稀土的萃取液和含氯化铵的废水；
(4)前段的澄清室中的含稀土的萃取液用盐酸反萃取，得到LaCe料液；后段的澄清室中的含稀土的萃取液用盐酸反萃取，得到PrNd料液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萃取剂为P507与煤油的混合物；其中，所述P507与煤油的体积比为1:1～4。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述萃取剂的流速与所述含氨的水溶液的流速之比为17～21:1。
4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，含氨的水溶液从氨水卧式储罐经氨水流量计直接通入混合槽，同时将萃取剂从萃取剂储罐经过萃取剂流量计通入混合槽。
5.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，含稀土的酸溶液为将碳酸稀土溶液用盐酸酸化并过滤后得到的氯化稀土溶液；含稀土的酸溶液中的稀土氧化物含量为290～310g/L，pH值为2.5～3.0。
6.一种从含稀土的酸溶液中将LaCe与PrNd分离的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将10.0～10.7mol/L的含氨的水溶液直接通入混合槽，同时将萃取剂通入混合槽，萃取剂与含氨的水溶液在混合槽内进行皂化反应，得到皂化萃取剂；其中，所述含氨的水溶液的流速为7.0～8.0L/min；所述萃取剂的流速与所述含氨的水溶液的流速之比为15～22:1；
(2)将皂化萃取剂从混合槽连续通入混合澄清槽的多级的混合室，同时将含稀土的酸溶液以逆向流动的方式通入多级的混合室，皂化萃取剂与含稀土的酸溶液在多级的混合室内混合并完成萃取，得到萃取混合液；
(3)将萃取混合液在混合澄清槽的与混合室相对应的澄清室中静置分离，得到含稀土的萃取液和含氯化铵的废水；
(4)前段的澄清室中的含稀土的萃取液用盐酸反萃取，得到LaCe料液；后段的澄清室中的含稀土的萃取液用盐酸反萃取，得到PrNd料液。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述萃取剂为P507与煤油的混合物；其中，所述P507与煤油的体积比为1:1～4。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述萃取剂的流速与所述含氨的水溶液的流速之比为17～21:1。
9.根据权利要求6～8任一项所述的方法，其特征在于，含稀土的酸溶液为将碳酸稀土溶液用盐酸酸化并过滤后得到的氯化稀土溶液；含稀土的酸溶液中的稀土氧化物含量为290～310g/L，pH值为2.5～3.0。
10.一种含氨的水溶液在从含稀土的酸溶液中将LaCe与PrNd分离中的用途，其特征在于，含氨的水溶液中的氨浓度为10.0～10.7mol/L；将含氨的水溶液和萃取剂通入混合槽进行皂化反应；其中，所述含氨的水溶液的流速为7.0～8.0L/min；所述萃取剂的流速与所述含氨的水溶液的流速之比为15～22:1。
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