[发明专利]一种酸性萃取剂有机相直接萃取分离稀土元素的工艺方法

说明书

本发明涉及稀土分离技术领域，具体涉及一种酸性萃取剂有机相直接萃取分离稀土元素的工艺方法。本发明提出一种利用现行的酸性萃取剂有机相直接萃取分离稀土元素的工艺方法，该发明采用现行成熟应用的酸性膦类萃取剂+磺化煤油组成的有机相，直接制取稀土有机料和稀土皂，萃取分离稀土元素，只有低盐废水产出；同时，对废水中的废酸进行酸回收循环使用。产生的低盐废水经现行的废水处理后，一般可达标排放；也可后接RO反渗透膜过滤回收大部分去离子水回用，少量富离子废水浓缩结晶处理实现废水零排放，达到稀土分离清洁生产的目的。

技术领域

本发明涉及稀土分离技术领域，具体涉及一种酸性萃取剂有机相直接萃取分离稀土元素的工艺方法。

背景技术

酸性萃取剂与煤油混合制备的有机相，经碱皂化后，是萃取分离单一稀土等元素的优良萃取剂，已有数十年的大规模应用，实践证明，具有生产的产品纯度和收率高、生产环境好、生产过程连续、易于实现自动化控制等优点；缺点是萃取分离前，需要先要用大量碱进行皂化处理，萃取、分离过程中又需要消耗大量的酸，这些酸碱在生产过程中发生中和反应，最终变成大量的高盐生产废水排出，如果要达到当前国家规定的废水排放要求，废水的处理成本较高，将大幅压缩企业的生产利润。

目前，稀土分离生产企业每生产一吨稀土氧化物，酸碱浓度(均按10mol/L计)的工序消耗一般为：精矿(TRO92％)酸溶制料工序：盐酸2.3～2.4t、碱(NaOH或NH₃·H₂O)0.2～0.25t、钕铁硼废料酸溶制料工序：盐酸4.5-5.0t、液碱(NaOH或NH₃·H₂O)0.5～0.8t；萃取分离工序：盐酸3.5～5.5t、液碱3.5～5.0t(工艺路线、产品不同，酸碱消耗略有增减)；沉淀工序消耗的沉淀剂将各种纯氯化稀土溶液转化成固体草酸稀土盐，并将溶液的Cl^-转化成废盐酸；碳沉则转化钠盐或铵盐，全部进入废水中：因为废水不能带酸排放，所以必须用等量的碱(石灰)中和废酸，最终全变成废盐和废水，假如所用酸碱浓度都为10mol/L，理论上盐酸单耗和液碱单耗摩尔数或体积应该相等的、自来水单耗为:30～40t/tTRO、理论上每生产一吨稀土氧化物要产生含盐废水:50～60t/tTRO、其中含NaCl废盐约：6～7t、CaCl₂废盐8～9t、废水：35～44t。废水中平均总含盐量达到25～35％。远超国家规定的8％(8000mg/L)要求。要处理这样大量的含盐废水，技术难度很大，目前处理成本也非常高；一些有资金势力大的大型企业为了生产，采用多效蒸发设备回收废盐和水，达到废水的零排放和少排的目的。该方法能耗高，处理成本也高，回收的盐和水价值很低，无法抵消废水的处理成本，因此，太多数的中小型企业都难以接受这种事后处理方法。如专利CN1504413A提供了一种氯化铵废液的综合回收利用方法。该方法首先要将氯化铵废液浓缩到2～3mol/L后，再加入循环剂氧化镁或浓硫酸，采用不同的设备和加热方法，分别蒸煮出回收氨水和盐酸，同时，回收循环剂氧化镁或浓硫酸返回工艺中使用，达到综合回收循环使用的目的；该方法的能耗仍然比较高、处理过程操作间断，难以连续化流水化操作。