CN114715929A - 一种满载分馏萃取分离流程制备6n级氯化铥的方法 - Google Patents

一种满载分馏萃取分离流程制备6n级氯化铥的方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种满载分馏萃取分离流程制备6N级氯化铥的方法包含皂化段、HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系、HoYEr/Tm满载分馏萃取体系、Tm/YbLu满载分馏萃取体系和反萃段。以4N级氯化铥水溶液为料液，C272为萃取剂，通过构建满载分馏萃取分离流程除去料液中的稀土元素杂质钬、钇、铒、镱和镥，制备6N级氯化铥水溶液。目标产品6N级氯化铥水溶液中的铥纯度为99.99991%～99.99998%，铥的收率为96%～98%。本发明具有产品纯度高、铥的收率高、试剂消耗少、分离效果好、生产成本低等优点。

Description

一种满载分馏萃取分离流程制备6N级氯化铥的方法
技术领域
本发明一种满载分馏萃取分离流程制备6N级氯化铥的方法，具体涉及以4N级氯化铥水溶液为料液，通过满载分馏萃取分离流程除去4N级氯化铥水溶液中的稀土元素杂质钬、钇、铒、镱和镥，制备6N级氯化铥水溶液。本发明的具体技术领域属于6N级氯化铥的制备。
背景技术
6N级铥化合物在磁性、荧光等现代功能材料领域具有重要的用途。目前，未见公开报道关于6N级氯化铥等6N级铥化合物的制备方法。6N级氯化铥是制备其他6N级铥化合物的基础原料，因此分离制备6N级氯化铥是当前迫切需要研发和解决的关键技术。
本发明针对目前尚无制备6N级氯化铥的方法，建立一种以4N级氯化铥水溶液为料液、二(2, 4, 4-三甲基戊基)膦酸（简称C272或Cyanex272）为萃取剂，通过HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系、HoYEr/Tm满载分馏萃取体系和Tm/YbLu满载分馏萃取体系构建的满载分馏萃取分离流程分离除去4N级氯化铥水溶液中的稀土元素杂质钬、钇、铒、镱和镥，高效率、低消耗地制备6N级氯化铥水溶液。
发明内容
本发明针对目前尚无制备6N级氯化铥的方法，建立一种以4N级氯化铥水溶液为料液萃取分离制备6N级氯化铥水溶液的方法。
本发明一种满载分馏萃取分离流程制备6N级氯化铥的方法，以4N级氯化铥水溶液为料液，通过HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系、HoYEr/Tm满载分馏萃取体系和Tm/YbLu满载分馏萃取体系构建的满载分馏萃取分离流程除去4N级氯化铥水溶液中的稀土元素杂质钬、钇、铒、镱和镥，高效率、低消耗地制备6N级氯化铥水溶液。
本发明一种满载分馏萃取分离流程制备6N级氯化铥的方法由5个步骤组成。所述的5个步骤分别为皂化段、HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系、HoYEr/Tm满载分馏萃取体系、Tm/YbLu满载分馏萃取体系和洗涤段。HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的萃取段实现HoYErTm/YbLu分离，洗涤段实现HoYEr/TmYbLu分离。HoYEr/Tm进料级获得的平衡有机相为负载HoYErTm有机相，分取HoYErTm有机相用作HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的稀土皂化有机相。Tm/YbLu满载分馏萃取体系进料级获得的平衡水相为氯化铥镱镥水溶液，分取氯化铥镱镥水溶液用作HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的洗涤剂。HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的出口有机相获得负载6N级铥有机相，负载6N级铥有机相全部用作Tm/YbLu满载分馏萃取体系的稀土皂化有机相。Tm/YbLu满载分馏萃取体系的第1级出口水相获得6N级氯化铥水溶液，分取6N级氯化铥水溶液用作HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的洗涤剂。
本发明一种满载分馏萃取分离流程制备6N级氯化铥的方法，包含皂化段、HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系、HoYEr/Tm满载分馏萃取体系、Tm/YbLu满载分馏萃取体系和反萃段，具体如下：
所述的HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系，以HoYEr/Tm满载分馏萃取体系进料级的平衡有机相为稀土皂化有机相LOP2，稀土皂化有机相LOP2从第一级进入HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系；以4N级氯化铥水溶液为料液，料液4N级氯化铥水溶液从进料级进入HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系；以Tm/YbLu满载分馏萃取体系进料级的平衡水相为洗涤剂W1，洗涤剂W1从最后一级进入HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系。从HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的第一级出口水相获得氯化钬钇铒铥水溶液，氯化钬钇铒铥水溶液全部用作HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的料液；从HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的最后一级有机相出口获得负载TmYbLu有机相LOP4，负载TmYbLu有机相LOP4全部用作Tm/YbLu满载分馏萃取体系的料液。
所述的HoYEr/Tm满载分馏萃取体系，以皂化段制备的负载钬钇铒富集物有机相为稀土皂化有机相LOP1，稀土皂化有机相LOP1从第一级进入HoYEr/Tm满载分馏萃取体系；以HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系获得的氯化钬钇铒铥水溶液为料液，料液氯化钬钇铒铥水溶液从进料级进入HoYEr/Tm满载分馏萃取体系；以Tm/YbLu满载分馏萃取体系获得的6N级氯化铥水溶液为洗涤剂W2，洗涤剂6N级氯化铥水溶液从最后一级进入HoYEr/Tm满载分馏萃取体系。从HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的第一级出口水相获得氯化钬钇铒富集物水溶液，分取氯化钬钇铒富集物水溶液用于皂化段制备负载钬钇铒富集物有机相；HoYEr/Tm满载分馏萃取体系进料级的平衡有机相为负载HoYErTm有机相，分取负载HoYErTm有机相用作HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的稀土皂化有机相LOP2；从HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的最后一级有机相出口获得负载6N级铥有机相，负载6N级铥有机相全部用作Tm/YbLu满载分馏萃取体系的稀土皂化有机相LOP3。
所述的Tm/YbLu满载分馏萃取体系，以HoYEr/Tm满载分馏萃取体系获得的负载6N级铥有机相为稀土皂化有机相LOP3，稀土皂化有机相LOP3从第一级进入Tm/YbLu满载分馏萃取体系；以HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系获得的负载TmYbLu有机相LOP4为料液，料液负载TmYbLu有机相LOP4从进料级进入Tm/YbLu满载分馏萃取体系；以反萃段获得的氯化镱镥富集物水溶液为洗涤剂W3，洗涤剂W3氯化镱镥富集物水溶液从最后一级进入Tm/YbLu满载分馏萃取体系。从Tm/YbLu满载分馏萃取体系的第一级出口水相获得6N级氯化铥水溶液，分取6N级氯化铥水溶液用作HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的洗涤剂W2；Tm/YbLu满载分馏萃取体系进料级的平衡水相为氯化铥镱镥水溶液，分取氯化铥镱镥水溶液用作HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的洗涤剂W1；从Tm/YbLu满载分馏萃取体系的最后一级有机相出口获得负载YbLu富集物有机相LOP5，负载YbLu富集物有机相LOP5全部转入反萃段。
所述的皂化段，采用氨水对未负载有机相进行皂化而获得氨皂化有机相；分取HoYEr/Tm满载分馏萃取体系获得的氯化钬钇铒富集物水溶液与氨皂化有机相发生交换反应，制备负载钬钇铒富集物有机相；负载钬钇铒富集物有机相全部用作HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的稀土皂化有机相LOP1。
所述的反萃段，采用浓度为3.6 mol/L 的HCl溶液为反萃剂，18级逆流反萃从Tm/YbLu满载分馏萃取体系获得的负载YbLu富集物有机相LOP5。反萃段的水相出口获得氯化镱镥富集物水溶液，分取氯化镱镥富集物水溶液用作Tm/YbLu满载分馏萃取体系的洗涤剂W3。反萃段的有机相出口获得再生的未负载有机相。
所述的4N级氯化铥水溶液中的稀土元素浓度分别为Ho 0.049 mg/L～0.16 mg/L、Y 0.24 mg/L～0.80 mg/L、Er 1.6 mg/L～5.0 mg/L、Tm 166 g/L～170 g/L、Yb 2.5 mg/L～6.9 mg/L、Lu 0.34 mg/L～1.7 mg/L。
所述的6N级氯化铥水溶液中的稀土元素浓度分别为Ho 0.0010 mg/L～0.0033mg/L、Y 0.0026 mg/L～0.0075 mg/L、Er 0.015 mg/L～0.052 mg/L、Tm 176 g/L～178 g/L、Yb 0.012 mg/L～0.081 mg/L、Lu 0.0013 mg/L～0.0092 mg/L。
所述的未负载有机相为C272的磺化煤油溶液，其中C272的浓度为1.0 mol/L。
本发明的有益效果：1）分离效果好：以4N级氯化铥水溶液为料液，获得6N级氯化铥水溶液。6N级氯化铥水溶液，通过浓缩结晶可以获得6N级氯化铥晶体；6N级氯化铥水溶液，通过高纯氨水沉淀可以获得6N级氢氧化钐，6N级氢氧化钐很方便转型为其他6N级铥化合物；6N级氯化铥水溶液，通过精制草酸沉淀可以获得6N级草酸铥，再经灼烧可以获得6N级氧化铥；6N级氧化铥通过合适的酸溶解可以制备若干相应的6N级铥盐化合物；等等。总而言之，最终可以获得一系列6N级铥化合物。2）产品纯度高且收率高：目标产品6N级氯化铥水溶液中的铥纯度为99.99991%～99.99998%，铥的收率为96%～98%。显而易见，分离效果好。3）试剂消耗少：HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的出口有机相获得的负载6N级铥有机相全部用作Tm/YbLu满载分馏萃取体系的稀土皂化有机相，节省了Tm/YbLu满载分馏萃取体系的皂化碱消耗；分取Tm/YbLu满载分馏萃取体系的第1级出口水相获得的6N级氯化铥水溶液为HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的洗涤剂，节省了HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的洗涤酸碱消耗。4）生产成本低：试剂消耗少，分离效果好。
附图说明
图1：本发明一种满载分馏萃取分离流程制备6N级氯化铥的方法的工艺流程示意图；
图中，第1～n级为萃取段，第n+1～m级为洗涤段；4N TmCl3表示4N级氯化铥水溶液；6N Tm表示6N级氯化铥水溶液；HoYEr表示氯化钬钇铒富集物水溶液；YbLu表示氯化镱镥富集物水溶液；LOP表示负载有机相，LOP1为负载钬钇铒富集物有机相，LOP2为负载HoYErTm有机相，LOP3为负载6N级铥有机相，LOP4为负载TmYbLu有机相，LOP5为负载YbLu富集物有机相；W表示洗涤剂，W1为氯化铥镱镥水溶液，W2为6N级氯化铥水溶液，W3为氯化镱镥富集物水溶液；实线箭头表示水相的流动方向或转移方向；虚线箭头表示有机相的流动方向或转移方向；未负载有机相为萃取剂C272的磺化煤油溶液。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明一种满载分馏萃取分离流程制备6N级氯化铥的方法作进一步描述。
实施例 1
未负载有机相为C272的磺化煤油溶液，其中C272的浓度为1.0 mol/L。
4N级氯化铥水溶液中的稀土元素浓度分别为Ho 0.16 mg/L、Y 0.80 mg/L、Er 5.0mg/L、Tm 170 g/L、Yb 6.9 mg/L、Lu 1.7 mg/L。
HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系：以HoYEr/Tm满载分馏萃取体系进料级的平衡有机相为稀土皂化有机相，稀土皂化有机相从第1级进入HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系；以4N级氯化铥水溶液为料液，料液4N级氯化铥水溶液从第9级（进料级）进入HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系；以Tm/YbLu满载分馏萃取体系进料级的平衡水相为洗涤剂，洗涤剂从第27级进入HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系。从HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的第1级出口水相获得氯化钬钇铒铥水溶液，氯化钬钇铒铥水溶液全部用作HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的料液；从HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的第27级有机相出口获得负载TmYbLu有机相，负载TmYbLu有机相全部用作Tm/YbLu满载分馏萃取体系的料液。
HoYEr/Tm满载分馏萃取体系：以皂化段制备的负载钬钇铒富集物有机相为稀土皂化有机相，稀土皂化有机相从第1级进入HoYEr/Tm满载分馏萃取体系；以HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系获得的氯化钬钇铒铥水溶液为料液，料液氯化钬钇铒铥水溶液从第24级（进料级）进入HoYEr/Tm满载分馏萃取体系；以Tm/YbLu满载分馏萃取体系获得的6N级氯化铥水溶液为洗涤剂，洗涤剂6N级氯化铥水溶液从第43级进入HoYEr/Tm满载分馏萃取体系。从HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的第1级出口水相获得氯化钬钇铒富集物水溶液，分取氯化钬钇铒富集物水溶液用于皂化段制备负载钬钇铒富集物有机相；HoYEr/Tm满载分馏萃取体系第24级（进料级）的平衡有机相为负载HoYErTm有机相，分取负载HoYErTm有机相用作HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的稀土皂化有机相；从HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的第43级有机相出口获得负载6N级铥有机相，负载6N级铥有机相全部用作Tm/YbLu满载分馏萃取体系的稀土皂化有机相。
Tm/YbLu满载分馏萃取体系：以HoYEr/Tm满载分馏萃取体系获得的负载6N级铥有机相为稀土皂化有机相，稀土皂化有机相从第1级进入Tm/YbLu满载分馏萃取体系；以HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系获得的负载TmYbLu有机相为料液，料液负载TmYbLu有机相从第25级（进料级）进入Tm/YbLu满载分馏萃取体系；以反萃段获得的氯化镱镥富集物水溶液为洗涤剂，洗涤剂氯化镱镥富集物水溶液从第45级进入Tm/YbLu满载分馏萃取体系。从Tm/YbLu满载分馏萃取体系的第1级出口水相获得6N级氯化铥水溶液，分取6N级氯化铥水溶液用作HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的洗涤剂；Tm/YbLu满载分馏萃取体系第25级（进料级）的平衡水相为氯化铥镱镥水溶液，分取氯化铥镱镥水溶液用作HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的洗涤剂；从Tm/YbLu满载分馏萃取体系的第45级有机相出口获得负载YbLu富集物有机相，负载YbLu富集物有机相全部转入反萃段。
皂化段：采用氨水对未负载有机相进行皂化而获得氨皂化有机相；分取HoYEr/Tm满载分馏萃取体系获得的氯化钬钇铒富集物水溶液与氨皂化有机相发生交换反应，制备负载钬钇铒富集物有机相；负载钬钇铒富集物有机相全部用作HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的稀土皂化有机相。
反萃段：采用浓度为3.6 mol/L 的HCl溶液为反萃剂，18级逆流反萃从Tm/YbLu满载分馏萃取体系获得的负载YbLu富集物有机相。反萃段的水相出口获得氯化镱镥富集物水溶液，分取氯化镱镥富集物水溶液用作Tm/YbLu满载分馏萃取体系的洗涤剂。反萃段的有机相出口获得再生的未负载有机相。
所述的6N级氯化铥水溶液中的稀土元素浓度分别为Ho 0.0033 mg/L、Y 0.0075mg/L、0.052 mg/L、Tm 178 g/L、Yb 0.081 mg/L、Lu 0.0092 mg/L。目标产品6N级氯化铥水溶液中铥的纯度为99.99991%，铥的收率为98%。
实施例 2
未负载有机相为C272的磺化煤油溶液，其中C272的浓度为1.0 mol/L。
4N级氯化铥水溶液中的稀土元素浓度分别为Ho 0.10 mg/L、Y 0.46 mg/L、Er 3.3mg/L、Tm 168 g/L、Yb 4.3 mg/L、Lu 0.80 mg/L。
HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系：以HoYEr/Tm满载分馏萃取体系进料级的平衡有机相为稀土皂化有机相，稀土皂化有机相从第1级进入HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系；以4N级氯化铥水溶液为料液，料液4N级氯化铥水溶液从第9级（进料级）进入HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系；以Tm/YbLu满载分馏萃取体系进料级的平衡水相为洗涤剂，洗涤剂从第27级进入HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系。从HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的第1级出口水相获得氯化钬钇铒铥水溶液，氯化钬钇铒铥水溶液全部用作HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的料液；从HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的第27级有机相出口获得负载TmYbLu有机相，负载TmYbLu有机相全部用作Tm/YbLu满载分馏萃取体系的料液。
HoYEr/Tm满载分馏萃取体系：以皂化段制备的负载钬钇铒富集物有机相为稀土皂化有机相，稀土皂化有机相从第1级进入HoYEr/Tm满载分馏萃取体系；以HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系获得的氯化钬钇铒铥水溶液为料液，料液氯化钬钇铒铥水溶液从第24级（进料级）进入HoYEr/Tm满载分馏萃取体系；以Tm/YbLu满载分馏萃取体系获得的6N级氯化铥水溶液为洗涤剂，洗涤剂6N级氯化铥水溶液从第43级进入HoYEr/Tm满载分馏萃取体系。从HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的第1级出口水相获得氯化钬钇铒富集物水溶液，分取氯化钬钇铒富集物水溶液用于皂化段制备负载钬钇铒富集物有机相；HoYEr/Tm满载分馏萃取体系第24级（进料级）的平衡有机相为负载HoYErTm有机相，分取负载HoYErTm有机相用作HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的稀土皂化有机相；从HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的第43级有机相出口获得负载6N级铥有机相，负载6N级铥有机相全部用作Tm/YbLu满载分馏萃取体系的稀土皂化有机相。
Tm/YbLu满载分馏萃取体系：以HoYEr/Tm满载分馏萃取体系获得的负载6N级铥有机相为稀土皂化有机相，稀土皂化有机相从第1级进入Tm/YbLu满载分馏萃取体系；以HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系获得的负载TmYbLu有机相为料液，料液负载TmYbLu有机相从第25级（进料级）进入Tm/YbLu满载分馏萃取体系；以反萃段获得的氯化镱镥富集物水溶液为洗涤剂，洗涤剂氯化镱镥富集物水溶液从第45级进入Tm/YbLu满载分馏萃取体系。从Tm/YbLu满载分馏萃取体系的第1级出口水相获得6N级氯化铥水溶液，分取6N级氯化铥水溶液用作HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的洗涤剂；Tm/YbLu满载分馏萃取体系第25级（进料级）的平衡水相为氯化铥镱镥水溶液，分取氯化铥镱镥水溶液用作HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的洗涤剂；从Tm/YbLu满载分馏萃取体系的第45级有机相出口获得负载YbLu富集物有机相，负载YbLu富集物有机相全部转入反萃段。
皂化段：采用氨水对未负载有机相进行皂化而获得氨皂化有机相；分取HoYEr/Tm满载分馏萃取体系获得的氯化钬钇铒富集物水溶液与氨皂化有机相发生交换反应，制备负载钬钇铒富集物有机相；负载钬钇铒富集物有机相全部用作HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的稀土皂化有机相。
反萃段：采用浓度为3.6 mol/L 的HCl溶液为反萃剂，18级逆流反萃从Tm/YbLu满载分馏萃取体系获得的负载YbLu富集物有机相。反萃段的水相出口获得氯化镱镥富集物水溶液，分取氯化镱镥富集物水溶液用作Tm/YbLu满载分馏萃取体系的洗涤剂。反萃段的有机相出口获得再生的未负载有机相。
所述的6N级氯化铥水溶液中的稀土元素浓度分别为Ho 0.0025 mg/L、Y 0.0051mg/L、Er 0.039 mg/L、Tm 177 g/L、Yb 0.032 mg/L、Lu 0.0035 mg/L。目标产品6N级氯化铥水溶液中铥的纯度为99.99995%，铥的收率为97%。
实施例 3
未负载有机相为C272的磺化煤油溶液，其中C272的浓度为1.0 mol/L。
4N级氯化铥水溶液中的稀土元素浓度分别为Ho 0.049 mg/L、Y 0.24 mg/L、Er1.6 mg/L、Tm 166 g/L、Yb 2.5 mg/L、Lu 0.34 mg/L。
HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系：以HoYEr/Tm满载分馏萃取体系进料级的平衡有机相为稀土皂化有机相，稀土皂化有机相从第1级进入HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系；以4N级氯化铥水溶液为料液，料液4N级氯化铥水溶液从第9级（进料级）进入HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系；以Tm/YbLu满载分馏萃取体系进料级的平衡水相为洗涤剂，洗涤剂从第27级进入HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系。从HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的第1级出口水相获得氯化钬钇铒铥水溶液，氯化钬钇铒铥水溶液全部用作HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的料液；从HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的第27级有机相出口获得负载TmYbLu有机相，负载TmYbLu有机相全部用作Tm/YbLu满载分馏萃取体系的料液。
HoYEr/Tm满载分馏萃取体系：以皂化段制备的负载钬钇铒富集物有机相为稀土皂化有机相，稀土皂化有机相从第1级进入HoYEr/Tm满载分馏萃取体系；以HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系获得的氯化钬钇铒铥水溶液为料液，料液氯化钬钇铒铥水溶液从第24级（进料级）进入HoYEr/Tm满载分馏萃取体系；以Tm/YbLu满载分馏萃取体系获得的6N级氯化铥水溶液为洗涤剂，洗涤剂6N级氯化铥水溶液从第43级进入HoYEr/Tm满载分馏萃取体系。从HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的第1级出口水相获得氯化钬钇铒富集物水溶液，分取氯化钬钇铒富集物水溶液用于皂化段制备负载钬钇铒富集物有机相；HoYEr/Tm满载分馏萃取体系第24级（进料级）的平衡有机相为负载HoYErTm有机相，分取负载HoYErTm有机相用作HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的稀土皂化有机相；从HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的第43级有机相出口获得负载6N级铥有机相，负载6N级铥有机相全部用作Tm/YbLu满载分馏萃取体系的稀土皂化有机相。
Tm/YbLu满载分馏萃取体系：以HoYEr/Tm满载分馏萃取体系获得的负载6N级铥有机相为稀土皂化有机相，稀土皂化有机相从第1级进入Tm/YbLu满载分馏萃取体系；以HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系获得的负载TmYbLu有机相为料液，料液负载TmYbLu有机相从第25级（进料级）进入Tm/YbLu满载分馏萃取体系；以反萃段获得的氯化镱镥富集物水溶液为洗涤剂，洗涤剂氯化镱镥富集物水溶液从第45级进入Tm/YbLu满载分馏萃取体系。从Tm/YbLu满载分馏萃取体系的第1级出口水相获得6N级氯化铥水溶液，分取6N级氯化铥水溶液用作HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的洗涤剂；Tm/YbLu满载分馏萃取体系第25级（进料级）的平衡水相为氯化铥镱镥水溶液，分取氯化铥镱镥水溶液用作HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的洗涤剂；从Tm/YbLu满载分馏萃取体系的第45级有机相出口获得负载YbLu富集物有机相，负载YbLu富集物有机相全部转入反萃段。
皂化段：采用氨水对未负载有机相进行皂化而获得氨皂化有机相；分取HoYEr/Tm满载分馏萃取体系获得的氯化钬钇铒富集物水溶液与氨皂化有机相发生交换反应，制备负载钬钇铒富集物有机相；负载钬钇铒富集物有机相全部用作HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的稀土皂化有机相。
反萃段：采用浓度为3.6 mol/L 的HCl溶液为反萃剂，18级逆流反萃从Tm/YbLu满载分馏萃取体系获得的负载YbLu富集物有机相。反萃段的水相出口获得氯化镱镥富集物水溶液，分取氯化镱镥富集物水溶液用作Tm/YbLu满载分馏萃取体系的洗涤剂。反萃段的有机相出口获得再生的未负载有机相。
所述的6N级氯化铥水溶液中的稀土元素浓度分别为Ho 0.0010 mg/L、Y 0.0026mg/L、Er 0.015 mg/、Tm 176 g/L、Yb 0.012 mg/L、Lu 0.0013 mg/L。目标产品6N级氯化铥水溶液中铥的纯度为99.99998%，铥的收率为96%。

Claims (6)

1.一种满载分馏萃取分离流程制备6N级氯化铥的方法，其特征在于：所述的方法包含皂化段、HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系、HoYEr/Tm满载分馏萃取体系、Tm/YbLu满载分馏萃取体系和反萃段；具体以4N级氯化铥水溶液为料液，通过HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系、HoYEr/Tm满载分馏萃取体系和Tm/YbLu满载分馏萃取体系构建的满载分馏萃取分离流程除去4N级氯化铥水溶液中的稀土元素杂质钬、钇、铒、镱和镥，制备6N级氯化铥水溶液；
所述的HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系，以HoYEr/Tm满载分馏萃取体系进料级的平衡有机相为稀土皂化有机相LOP2，稀土皂化有机相LOP2从第一级进入HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系；以4N级氯化铥水溶液为料液，料液4N级氯化铥水溶液从进料级进入HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系；以Tm/YbLu满载分馏萃取体系进料级的平衡水相为洗涤剂W1，洗涤剂W1从最后一级进入HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系；从HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的第一级出口水相获得氯化钬钇铒铥水溶液，氯化钬钇铒铥水溶液全部用作HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的料液；从HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的最后一级有机相出口获得负载TmYbLu有机相LOP4，负载TmYbLu有机相LOP4全部用作Tm/YbLu满载分馏萃取体系的料液；
所述的HoYEr/Tm满载分馏萃取体系，以皂化段制备的负载钬钇铒富集物有机相为稀土皂化有机相LOP1，稀土皂化有机相LOP1从第一级进入HoYEr/Tm满载分馏萃取体系；以HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系获得的氯化钬钇铒铥水溶液为料液，料液氯化钬钇铒铥水溶液从进料级进入HoYEr/Tm满载分馏萃取体系；以Tm/YbLu满载分馏萃取体系获得的6N级氯化铥水溶液为洗涤剂W2，洗涤剂6N级氯化铥水溶液从最后一级进入HoYEr/Tm满载分馏萃取体系；从HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的第一级出口水相获得氯化钬钇铒富集物水溶液，分取氯化钬钇铒富集物水溶液用于皂化段制备负载钬钇铒富集物有机相；HoYEr/Tm满载分馏萃取体系进料级的平衡有机相为负载HoYErTm有机相，分取负载HoYErTm有机相用作HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的稀土皂化有机相LOP2；从HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的最后一级有机相出口获得负载6N级铥有机相，负载6N级铥有机相全部用作Tm/YbLu满载分馏萃取体系的稀土皂化有机相LOP3；
所述的Tm/YbLu满载分馏萃取体系，以HoYEr/Tm满载分馏萃取体系获得的负载6N级铥有机相为稀土皂化有机相LOP3，稀土皂化有机相LOP3从第一级进入Tm/YbLu满载分馏萃取体系；以HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系获得的负载TmYbLu有机相LOP4为料液，料液负载TmYbLu有机相LOP4从进料级进入Tm/YbLu满载分馏萃取体系；以反萃段获得的氯化镱镥富集物水溶液为洗涤剂W3，洗涤剂W3氯化镱镥富集物水溶液从最后一级进入Tm/YbLu满载分馏萃取体系；从Tm/YbLu满载分馏萃取体系的第一级出口水相获得6N级氯化铥水溶液，分取6N级氯化铥水溶液用作HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的洗涤剂W2；Tm/YbLu满载分馏萃取体系进料级的平衡水相为氯化铥镱镥水溶液，分取氯化铥镱镥水溶液用作HoYErTm/TmYbLu满载分馏萃取体系的洗涤剂W1；从Tm/YbLu满载分馏萃取体系的最后一级有机相出口获得负载YbLu富集物有机相LOP5，负载YbLu富集物有机相LOP5全部转入反萃段。
2.根据权利要求1所述的一种满载分馏萃取分离流程制备6N级氯化铥的方法，其特征在于：所述的皂化段采用氨水对未负载有机相进行皂化而获得氨皂化有机相；分取HoYEr/Tm满载分馏萃取体系获得的氯化钬钇铒富集物水溶液与氨皂化有机相发生交换反应，制备负载钬钇铒富集物有机相；负载钬钇铒富集物有机相全部用作HoYEr/Tm满载分馏萃取体系的稀土皂化有机相LOP1。
3.根据权利要求1所述的一种满载分馏萃取分离流程制备6N级氯化铥的方法，其特征在于：所述的反萃段采用浓度为3.6 mol/L 的HCl溶液为反萃剂，18级逆流反萃从Tm/YbLu满载分馏萃取体系获得的负载YbLu富集物有机相LOP5；反萃段的水相出口获得氯化镱镥富集物水溶液，分取氯化镱镥富集物水溶液用作Tm/YbLu满载分馏萃取体系的洗涤剂W3；反萃段的有机相出口获得再生的未负载有机相。
4.根据权利要求1所述的一种满载分馏萃取分离流程制备6N级氯化铥的方法，其特征在于：所述的4N级氯化铥水溶液中的稀土元素浓度分别为Ho 0.049 mg/L～0.16 mg/L、Y0.24 mg/L～0.80 mg/L、Er 1.6 mg/L～5.0 mg/L、Tm 166 g/L～170 g/L、Yb 2.5 mg/L～6.9 mg/L、Lu 0.34 mg/L～1.7 mg/L。
5.根据权利要求1所述的一种满载分馏萃取分离流程制备6N级氯化铥的方法，其特征在于：所述的6N级氯化铥水溶液中的稀土元素浓度分别为Ho 0.0010 mg/L～0.0033 mg/L、Y 0.0026 mg/L～0.0075 mg/L、Er 0.015 mg/L～0.052 mg/L、Tm 176 g/L～178 g/L、Yb0.012 mg/L～0.081 mg/L、Lu 0.0013 mg/L～0.0092 mg/L。
6.根据权利要求2所述的未负载有机相，其特征在于：所述的未负载有机相为C272的磺化煤油溶液，其中C272的浓度为1.0 mol/L。
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