[发明专利]从硫酸稀土溶液中萃取分离四价铈、钍及少铈三价稀土的工艺方法

权利要求书

1、一种从硫酸稀土溶液中萃取分离四价铈、钍及少铈三价稀土的工艺方法，其特征在于以处理稀土矿得到的含钍和高价铈的硫酸稀土溶液为原料进行萃取分离，包括以下步骤：

1)含钍和高价铈的硫酸稀土溶液经过2-10级逆流萃取，四价铈、钍被萃入有机相，该有机相为基于P507或P204的协同萃取剂，而三价稀土留在水相，四价铈、钍与三价稀土分离；

2)萃取后的负载有机相采用0.5-4mol/L的硫酸经过2-10级逆流洗涤，将萃取到有机相中的三价稀土洗入水相，使有机相中铈的纯度CeO₂/REO达到99.9％-99.999％，洗水返回浸矿；

3)洗涤后的负载有机相用含还原剂的酸性溶液还原反萃有机相中的铈，四价铈被还原为三价进入反萃液中，经过沉淀或结晶回收铈化合物产品；

4)富集在有机相中的钍再用硫酸、硝酸、盐酸或其混合溶液反萃，95％以上的钍进入反萃液中，经过沉淀回收钍或进一步萃取提纯钍，空有机相经过水洗澄清后返回萃取段循环使用；

5)萃取四价铈、钍后的萃余液主要含有三价稀土元素，其中铈含量小于15％，H⁺浓度为0.2-2mol/L，经过中和除杂，再采用非皂化P507或基于P507的协同萃取剂，进行多级分馏萃取分离单一稀土元素。

2、根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于所用原料中Ce⁴⁺/∑Ce＞90％，稀土浓度REO为0.1-1mol/L，H⁺浓度为0.1-2mol/L，ThO₂的浓度为0.01-2g/L。

3、根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于所用原料中Ce⁴⁺/∑Ce＞95％，稀土浓度REO为0.2-0.6mol/L，H⁺浓度为0.5-1mol/L，ThO₂的浓度为0.05-1g/L。

4、根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于所述基于P507的协同萃取剂为P507与P204、P229、Cyanex272、Cyanex301、Cyanex302、TRPO、TBP、P350有机萃取剂中的至少一种配制的混合萃取剂，有机相浓度为0.5-1.7mol/L，P507的体积百分比为50％-98％。

5、根据权利要求4所述的工艺方法，其特征在于所述基于P507的协同萃取剂为P507与P229、TRPO、TBP、Cyanex272有机萃取剂中的至少一种配制的混合萃取剂，有机相浓度为1-1.5mol/L。

6、根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于所述基于P204的协同萃取剂为P204与TRPO或Cyanex272中至少一种配制的混合萃取剂，有机相浓度为1-1.5mol/L，P204的体积百分比为50％-90％。

7、根据权利要求1或4所述的工艺方法，其特征在于所述的步骤2)，萃取后的负载有机相采用1-3mol/L的硫酸经过2-8级逆流洗涤，使有机相中铈的纯度CeO₂/REO达到99.9％-99.99％。

8、根据权利要求1或4所述的工艺方法，其特征在于所述的步骤3)，洗涤后的负载有机相用含1-8％的双氧水，1-6mol/L的盐酸、硝酸中的一种，从含铈有机相中反萃取铈，用2-10级逆流反萃，四价铈被还原为三价进入反萃水相，反萃率大于99％，得到的铈产品中ThO₂/CeO₂＜0.01％。

9、根据权利要求1或4所述的工艺方法，其特征在于所述的步骤4)，富集在有机相中的钍用1-5mol/L的硫酸经过4-10级逆流反萃，钍反萃率大于98％。

10、根据权利要求1或4所述的工艺方法，其特征在于所述的步骤5)，除杂后的萃余液酸度为pH3-pH4.5，稀土浓度REO为0.1-0.5mol/L，直接采用非皂化的协同萃取剂为P507与P204、P229、Cyanex272、Cyanex301、Cyanex302、TRPO、TBP、P350有机萃取剂中的至少一种配制的混合萃取剂萃取分离稀土，经过La/Ce/PrNd/SmEuGd一步多出口分馏萃取分离，可得到纯La、富Ce、PrNd和SmEuGd富集物多种产品，产品中ThO₂/REC＜0.01％。