[发明专利]一种分离四价铈或四价铈与氟的方法

说明书

技术领域

本发明涉及稀土分离技术领域，尤其涉及一种分离四价铈或四价铈与氟的方法。

背景技术

稀土元素中的铈应用广泛，如用作抛光粉、荧光粉、着色剂和催化剂等。含铈化合物一般是将含铈矿物如氟碳铈矿和独居石矿等进行冶炼得到，但是，冶炼后的产物中不仅包含铈，还包含镧、镨和钕等其他元素。因此，将铈与其他元素进行分离具有重要的现实意义。

通常分离铈与其它元素的方法是将含铈矿物或其他含铈混合物中的三价铈氧化成四价铈，然后加入酸液浸出或洗涤，再对酸浸出液或酸洗涤液中的四价铈进行萃取，从而实现铈与其他元素的分离。因此，在酸性体系中萃取分离四价铈的工作尤为重要。

目前，现有技术公开了多种用于在酸性体系中萃取四价铈的萃取剂，如D.Q.Li和X.H.Luo等公开的酸性膦萃取剂(D.Q.Li et.al，J.Chin.Rare Earth Soc.，1984，2，9.；X.H.Luo et.al，J.Rare Earths，2009，27，119.)、公开号为CN1254024A的中国专利文献公开的中性膦萃取剂和李德谦等公开的胺类萃取剂(李德谦等，核化学与放射化学，1984，6，153.)。其中，酸性膦萃取剂中的二(2-乙基己基)膦酸(P204)和2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯(P507)被广泛应用于对四价铈的萃取分离，如公开号为CN1410564A的中国专利文献公开了一种从含铈稀土硫酸溶液中氧化萃取铈的方法，该方法首先在稀土浓度为7g/L～50g/L、酸度为0.2N～5.5N、含三价铈的混合硫酸稀土料液中，加入浓度为0.7M～1.7M的P204或P507进行第一次萃取以净化料液，然后在第一次萃取得到的萃余液中加入浓度为2％～50％的高锰酸钾溶液对萃余液中的三价铈进行氧化，加入浓度为0.5M的P204或P507对氧化得到的四价铈进行第二次萃取，最后在第二次萃取得到的萃取液中，加入浓度为1N～8N的盐酸或硝酸和1％～10％的双氧水进行反萃取，得到含四价铈的反萃取液。

该方法采用酸性膦萃取剂从混合硫酸稀土溶液中萃取分离了四价铈，但是，其萃取的酸度较高，需要大量的酸碱消耗，不但生产成本相对较高，而且环境污染较为严重。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种分离四价铈或四价铈与氟的方法，本发明提供的分离方法能够降低酸碱消耗，减少环境污染。

本发明提供了一种分离四价铈的方法，包括以下步骤：

a)提供料液，所述料液包含四价铈离子、三价稀土离子和硫酸，所述硫酸在所述料液中的浓度为0.06mol/L～0.5mol/L；

b)以离子液体和稀释剂组成的混合溶液萃取所述步骤a)中的料液，得到萃取液和萃余液，所述离子液体的阳离子为季铵型阳离子，所述离子液体的阴离子为酸性膦萃取剂经去质子化得到的阴离子；

c)以稀硫酸为反萃取剂对所述步骤b)中得到的萃取液进行反萃取，得到含有四价铈的反萃取液。

优选的，所述步骤b)中，所述离子液体的阳离子为甲基三辛基铵阳离子。

优选的，所述步骤b)中，所述离子液体的阴离子为二(2，4，4-三甲基戊基)膦酸、二(2-乙基己基)膦酸或2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯经去质子化得到的阴离子。

优选的，所述步骤b)中，所述离子液体在所述混合溶液中的浓度为0.02mol/L～0.50mol/L，所述混合溶液与所述料液的相比为1∶1～1∶4。

优选的，所述步骤b)中，所述萃取的温度为20℃～50℃。

优选的，所述步骤c)中，所述稀硫酸的浓度为0.10mol/L～5.0mol/L，所述稀硫酸与所述萃取液的相比为1∶1～1∶4。

优选的，所述步骤a)中，所述四价铈离子在所述料液中的浓度为0.01mol/L～0.1mol/L。

优选的，所述步骤a)中，所述三价稀土离子为三价铈离子，所述三价铈离子在所述料液中的浓度为0.005mol/L～0.05mol/L。

优选的，所述步骤a)中，所述料液还包含四价钍离子，所述四价钍离子在所述料液中的浓度为1×10^-4mol/L～4×10^-4mol/L。

本发明还提供了一种分离四价铈与氟的方法，包括以下步骤：

a)提供料液，所述料液包含四价铈离子、氟离子、三价稀土离子和硫酸，所述硫酸在所述料液中的浓度为0.06mol/L～0.5mol/L；