[发明专利]一种盐酸体系中稀土元素的萃取分离方法

说明书

技术领域

本发明涉及萃取技术领域，更具体地说，涉及一种盐酸体系中稀土元素的萃取分离方法。

背景技术

稀土元素是指原子序数为57-71的镧系元素及原子序数为39的钇。现今稀土元素被广泛应用于发光材料，电子通讯，磁性材料，冶金，陶瓷等领域。而各种稀土元素在矿藏中是混合存在的，如：氟碳铈矿，独居石，磷钇矿及油页岩等。因此为了得到单一稀土元素，稀土元素的萃取分离得到广泛的研究和应用。由于各稀土元素间存在相似的物理和化学性质，对其分离带来一定难度。溶剂萃取分离法，具有处理量大、反应速度快、分离效果好的优点，它是国内外稀土工业生产中，分离提纯稀土元素的主要方法，也是分离制备高纯单一稀土化合物的主要方法。为了保护环境，合理利用稀土资源及限制工业废水的排放，我国于2011年出台了《稀土工业污染物排放标准》进一步限制了各污染物的排放，要求对稀土进行更绿色更高效的分离。

目前，单一稀土分离主要采用酸性萃取剂P507（2-乙基己基膦酸单（2-乙基己基）酯或P204（二-(2-乙基己基)磷酸）进行分组分离。因为酸性萃取剂和传统的中性萃取剂相比具有高的分离系数。但酸性萃取剂在进行分离时，要先进行皂化过程，这个过程会产生大量氨氮废水，对环境具有不利影响。还有一些混合体系用于稀土分离，如廖春生等(萃取分离生产高纯氧化镥的工艺.1998,CN1192479A.)采用皂化P507为萃取剂，添加0.5~20%的胺类萃取剂N263在盐酸介质中采用一步法从铥、镱、镥富集物或粗氧化镥中连续分离生产高纯氧化镥。及中国专利CN100352954C报道了一种添加改良剂的萃取分离重稀土元素的工艺，该工艺用P507加醇的体系分离单一稀土。然而这类混合萃取体系，各组分的溶解度等性质存在差异，长期运行后会导致萃取剂组份变化，影响体系的萃取效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种盐酸体系中稀土元素的萃取分离方法，采用的萃取剂无需皂化，萃取反萃酸度低，对稀土元素具有较高的分离系数。

为了解决以上技术问题，本发明提供盐酸稀土中一种稀土元素的萃取分离方法，包括以下步骤：

以2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯三烷基甲基铵或膦酸二（2-乙基己基）酯三烷基甲基铵为萃取剂，以正庚烷为稀释剂，将稀土氯化物水溶液中的稀土元素萃取至正庚烷中。

优选的，萃取温度为20~50℃。

优选的，还包括以浓度为0.2~1.5mol/L的NaCl溶液为盐析剂。

优选的，所述将稀土氯化物水溶液中的稀土元素萃取至正庚烷中具体为：

将季铵盐离子液体萃取剂的正庚烷溶液、盐析剂和稀土氯化物水溶液混合，将稀土氯化物水溶液中的稀土元素萃取至正庚烷中，所述季铵盐离子液体萃取剂为2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯三烷基甲基铵或膦酸二（2-乙基己基）酯三烷基甲基铵。

优选的，所述季铵盐离子液体萃取剂的正庚烷溶液的浓度为0.01~0.08mol/L。

优选的，所述稀土氯化物水溶液的浓度为7~11×10^-4mol/L。

优选的，将稀土氯化物水溶液中的稀土元素萃取至正庚烷后，控制稀土氯化物水溶液的pH值为1~5。

优选的，还包括：

利用盐酸溶液对萃取至正庚烷中的稀土元素进行反萃取。

优选的，所述盐酸溶液的浓度为0.03~0.20mol/L。

优选的，所述稀土元素为La Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y中的一种或几种。

本发明提供一种盐酸体系中稀土元素的萃取分离方法，包括以下步骤：以2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯三烷基甲基铵([A336][P507])或膦酸二（2-乙基己基）酯三烷基甲基铵([A336][P204])为萃取剂，将稀土氯化物水溶液中的稀土元素萃取至正庚烷中。与现有技术相比，由于季铵盐离子液体萃取剂即2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯三烷基甲基铵和膦酸二（2-乙基己基）酯三烷基甲基铵中的阳离子和阴离子均与稀土离子反应形成中性的配合物分子，而且，季铵盐离子液体萃取剂中的阳离子和阴离子在萃取土元素过程中存在内协同效应，从而提高了对稀土元素的分离系数。因此，本发明提供的萃取分离方法在萃取过程中界面现象良好，无乳化产生，无需将萃取剂皂化，对稀土元素具有较高的分离系数，尤其对几种轻稀土元素具有高萃取分离效果。此外，本发明提供的稀土元素的萃取分离方法萃取酸度低，反萃酸度低，耗酸少。

附图说明