[发明专利]从硝酸稀土料液中分离镧的方法以及稀土精矿分离方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土分离技术领域，涉及一种从硝酸稀土料液中分离镧的方法以及稀土精矿的分离方法，具体地，本发明涉及一种从不含铈和钍的硝酸稀土料液中分离镧的方法，更具体地，本发明涉及一种从含三价镧，镨和钕的硝酸稀土料液中分离镧的方法以及稀土精矿的分离方法。

背景技术

包头稀土矿以轻稀土含量为主，其中铈占全部稀土的50%左右。其它的轻稀土镧、镨和钕占到50%左右，特别是镧的含量将近26%。目前，包头稀土矿的冶炼方式主要是浓硫酸的高温焙烧。其硫酸浸出液中的稀土经过全捞转型后，镧，铈和镨钕的分离主要是在盐酸体系中采用氨化P507多级分馏萃取实现的，得到镧和铈的单一产品，以及镨钕的混合产品（镨钕的分离系数小，只有1.4-1.8）。

迄今为止，一盐基磷（膦）酸是萃取分离相邻稀土元素的选择性最好的萃取剂。被广泛应用于稀土溶剂萃取第一代、第二代流程的P204和P507是这类萃取剂的代表，对稀土湿法冶金工业的发展发挥了极大作用，目前有机磷（膦）类萃取剂无疑成了稀土离子最为广泛的萃取剂。特别是氨化P507萃取体系，其选择性和萃取容量得到了较大提高，尤其是在轻、中稀土分离方面。但是氨化P507由于氨化过程中，产生氨氮废水，治理难度大，工业污染物排放难以达标，加大了工厂末端治理的负担，目前是稀土萃取分离领域亟待解决的问题。从源头解决问题，是清洁工艺流程的必然要求。

中性磷（膦）氧萃取剂萃取稀土离子一般属于络合配位机理，其萃取金属离子过程中，无需皂化，不产生氨氮废水。在低酸度下萃取金属离子时，盐析剂的影响较为显著。盐析剂易溶于水，本身不被萃取，也不与水相金属离子络合，它是影响中性磷（膦）氧萃取剂萃取性能的主要参数。盐析剂的作用是多方面的：水合作用使自由水分子数量减少，相应地被萃取物在水相中的有效浓度增加；当盐析剂阴离子与被萃物阴离子相同时，等于提高了被萃物阴离子浓度；降低水相介电常数，从而抑制水相金属离子的聚合和水化。这些均有利于分配比（D）值增加。一般而言，中性磷（膦）氧萃取剂在HNO₃以及HNO₃加盐析剂介质中的萃取能力比在HCl介质中普遍高出1～2个数量级，这是因为阴离子有最小的水合能，而CI^-有较大的水合能，能产生较大的盐析作用。

盐析作用一般与离子强度（），离子势（Z²/R）等有关，随离子强度、离子势的增加而增加。一般地，盐析剂不仅影响中性萃取剂萃取稀土的分配比，还影响分离系数。盐析效应不仅与盐析剂本身有关，还与萃取剂以及萃取体系有关。

磷酸三丁酯（TBP）和甲基膦酸二甲庚酯（P350）是中性磷（膦）类萃取剂的代表。TBP作为稀土第一代萃取剂的代表，是最早应用于稀土工业的萃取剂，但是它的萃取能力弱，而且萃取水相要求酸度高，伴随着矿物酸的共萃问题。P350在萃取分离高纯镧的工艺中作为一种高选择性的萃取剂也得到了广泛的应用，它能在低酸度下较好地萃取稀土元素，与TBP相比，具有对某些元素的萃取率高、分离因素大、杂质影响小等特点，在较高的盐析剂浓度下，Pr/La的分离因数达到5～6，可用于分离制备纯度较高的镧产品，但是该萃取剂存在萃取能力不强，有机相粘度大，不利于分层等缺点。Cytec公司推出了一系列新型的含磷中性萃取剂，即Cyanex921、Cyanex923、Cyanex925等，具有对稀土元素的高效萃取性能和分离选择性。尽管其萃取能力强，不存在乳化和萃取剂损失的问题，但是由于是美国氰胺公司（American Cyanamid Co.）生产，所以成本高，价格昂贵，在商业应用前景上不具有吸引力。因此，在稀土分离研究中寻找性能优越的中性磷萃取剂具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种从含三价镧，镨和钕混硝酸稀土料液中分离镧的方法，该硝酸稀土料液中不含有铈和钍，所述方法利用了稀土离子的自盐析效应，可以很好地实现从轻稀土溶液中提取镧的目的。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

所述从硝酸稀土料液中分离镧的方法，该硝酸稀土料液中不含有铈和钍，所述方法包括如下步骤：

（1）配制体积比为30~50%的P503烷烃溶液作为萃取剂，并调节料液的pH为2~3；

（2）采用分馏萃取工艺进行萃取，得到含镧的萃余液和含镨和钕的有机相；

（3）反萃取液为硫酸或/和硝酸，进行逆流反萃，得到含镨和钕的反萃取液；

（4）向含镧的萃余液中加入稀土沉淀剂，将过滤得到的沉淀进行焙烧，得到氧化镧。