[发明专利]一种全萃取分离生产高纯铕的方法

说明书

本发明公开了一种全萃取分离生产高纯铕的方法，属于稀土萃取分离技术领域，其技术要点包括下述步骤：(1)将SmEuGd溶液分离得到Sm溶液和Gd有机溶液以及Eu配分含量45％～65％的富Eu溶液；(2)用洗反酸反萃Gd有机溶液得Gd溶液；(3)富Eu溶液分离为SmEu溶液和EuGd有机溶液；(4)SmEu溶液分离出富Sm溶液和Eu溶液，富Sm溶液流入Sm/Eu/Gd分离槽萃取段的n₁级；(5)EuGd有机溶液分离出Eu溶液、富Gd有机溶液，富Gd有机溶液流入Sm/Eu/Gd分离槽洗涤段的n₂级。本发明旨在提供一种充槽物料更省、生产成本更低、清洁环保的萃取分离铕的方法；本发明用于高纯铕的萃取分离。

技术领域

本发明涉及一种稀土元素的分离技术，更具体地说，它涉及一种铕萃取分离的方法。

背景技术

氧化铕是空间技术和荧光材料的主要原料，稀土发光材料则是铕最具魅力的应用舞台，包括用于制造有色镜片和光学滤光片，其荧光特性还被应用于农业、医疗和生物研究等方面，如使用含铕荧光粉制造的光转换农用塑料薄膜、医用X射线增感屏等；还可用于磁泡贮存器件，以及应用于原子反应堆的控制材料、屏敝材料和结构材料，如用作快中子增强反应堆的中子吸收剂等。

铕在稀土矿物中含量甚微，在四川氟碳铈精矿中Eu₂O₃/TREO仅有0.1％，在北方混合稀土精矿中Eu₂O₃/TREO约为0.2％，在南方离子型稀土矿中Eu₂O₃/TREO也只有0.5％～0.8％左右。由于氧化铕含量很低，其生产工艺相对较复杂，流程较长，一般从稀土矿原料分离提纯得到高纯氧化铕需经过三个阶段，第一阶段分离提纯得到Eu₂O₃/TREO约5％～8％的钐铕钆富集物；第二阶段分离提纯得到Eu₂O₃/TREO约50％～90％的铕富集物；第三阶段分离提纯得到Eu₂O₃/TREO ＞99.99％以上的氧化铕。在20世纪40年代以前，多采用沉淀法富集氧化铕，到50年代则用离子交换法富集，60年代以来随着氧化铕需求量的急剧增长，发展了化学碱度法和溶剂萃取法分离提纯高纯氧化铕。铕是变价稀土，其氧化还原电位较低，只有0.35V，很容易被锌粉或锌粒等还原而呈正二价状态，在P507萃取体系中，二价铕离子Eu²⁺与三价稀土离子的分离系数很大，在pH＝1.0～2.6时，可达到10³～10⁵数量级，因此，可以用很少的分离级数得到高纯铕，但该方法消耗大量锌粉，并会排出大量的含Zn²⁺废液和属于危险废物的锌粉渣，造成极大的资源浪费和环境污染，而且整个生产过程应采取防氧化保护措施，防止Eu²⁺溶液接触空气，否则Eu²⁺会被氧化回Eu³⁺导致锌粉还原前功尽弃。若采用传统的萃取分离方法分离得到Eu₂O₃/TREO＞99.999％(Sm₂O₃＜2ppm，Gd₂O₃＜2ppm)的氧化铕，由于Eu³⁺/Sm³⁺的分离系数为 2.0，Gd³⁺/Eu³⁺的分离系数仅为1.5，Eu/Sm萃取分离槽级数需达到150多级，Gd/Eu萃取分离槽级数需达到250多级，两套萃取分离槽混合室体积也需较大，造成铕的存槽量很大，经测算，年产6吨氧化铕的生产线需存槽氧化铕数量约4吨，会增加大量投资及延长生产周期，这对于在稀土矿物中含量甚微的元素分离是不现实的。因此，有必要研究开发充槽物料更省、生产成本更低、清洁环保的铕萃取分离的方法。

发明内容

本发明是解决目前铕萃取分离充槽物料和环境污染过大的问题，提供一种铕萃取分离时充槽物料更省，清洁环保的先进合理的工艺技术，使生产线达到连续、稳定、低耗的流水线作业要求。