[发明专利]一种无皂化萃取分离稀土的工艺方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种稀土萃取分离的工艺方法，尤其是一种无皂化萃取分离稀土的工艺方法。

背景技术

近几年，稀土材料在应用领域得到迅猛发展，加剧了稀土市场的需求，但是随着科学技术的不断发展，一些稀土传统应用领域将受到挑战，有些稀土产品已经或将被其它材料所取代，因此市场对稀土产品的品质和成本要求越来越高。对于稀土产业来说，由原辅材料造成的高成本和废水排放造成的环境污染等问题一直困扰并制约着本行业的发展。对于萃取分离生产稀土化合物的企业来说，如能减少降低原辅材料中碱类物质的用量，就可达到降低生产成本和减少环境污染问题。

目前稀土元素之间的分离和稀土元素与其它非稀土元素之间的分离都采用萃取剂(如P507、P204等)和碱类物质(如NH₃·H₂O、NaOH等)进行皂化。以用NaOH皂化为例，其化学反应为：

HA      +    NaOH＝＝＝＝＝NaA  +  H₂O

：           ：            ：

萃取剂     碱类物质       皂化有机相

然后用皂化好的有机相与需进行萃取分离的稀土离子溶液(用RE³⁺表示，如硫酸稀土溶液、氯化稀土溶液)进行反应使稀土离子RE³⁺被萃入到有机相中，其反应式为：

RE³⁺+3NaA＝＝＝＝＝RA₃+3Na⁺

根据萃取剂对各稀土离子不同的萃取能力，达到分离的目的。

此过程必须消耗掉大量的碱类物质，生产成本大，同时在萃取过程中产生大量的含碱类物质的阳离子溶液。在现有的萃取分离生产工艺中一般都是用氨水对萃取剂进行皂化，结果会产生大量的含NH₄⁺的生产废水。生产废水中氨氮要达到排放标准，环保投资大，处理难，成本高。

发明内容

为克服上述不足，本发明提供一种稀土无皂化萃取分离生产技术。不用碱类物质进行皂化，而只是用水对萃取反应溶液进行酸度稀释，使萃余液出口的酸度小于萃取剂与稀土离子萃取分离的平衡酸度，达到萃取分离的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在萃取工艺过程，加水稀释萃取反应液中的酸度。进水的流量

其中：V_水为水流量，C_f为稀土料液浓度，C_W为洗液浓度，C_h为萃余液浓度，V_f为稀土料液流量，Vw为洗液流量。

本发明的有益效果是：本发明与常规工艺相比，以水的稀释替代了萃取工艺过程中用碱类物质的皂化。避免了碱类物质的大量消耗，降低了生产成本。尤其是避免了大量含NH₄⁺废水产生，做到从源头上清洁环保和循环利用。

下面结合实施例和附图对本发明进一步说明。

图1为本发明工艺流程图

图中，1.萃取，2.洗涤，3.反萃，4.进空白有机相，5.进水口，6.进料口，7.进洗液口，8.进反酸口，9.出萃余液，10.出产品，11.出空白有机相。

实施方式

在用串级萃取槽进行萃取分离生产时，不再加入氨水皂化萃取液，而是加入一定量的水稀释萃取反应液中的酸度。萃取容器可以是任意容积和任意形状的容器，萃取容器的萃取段的任意位置加水。

把需要进行萃取分离的稀土离子溶液直接与萃取剂进行反应，其反应式为：

RE³⁺+3HA＝＝＝＝＝REA₃+3H⁺

由此反应式可见：

萃取1个稀土离子RE³⁺，将释放出3个H⁺，反应过程中溶液的酸度不断提高，当溶液的酸度达到一定值时，萃取达到平衡，反应难于进行。不同的萃取剂对不同的金属离子，当萃取达到平衡时，都有一个相对应平衡的酸度(用C^H_平衡表示)，若反应过程中溶液的酸度小于C^H_平衡，则反应向正方向进行，称为萃取过程；若溶液的酸度大于C^H_平衡，反应向逆方向进行，称为反萃过程。