轻稀土矿和低钇离子稀土矿用预分离萃取联合分离的方法技术

一种轻稀土矿和低钇离子稀土矿用预分离萃取联合分离的方法，属于溶剂萃取分离稀土技术；利用轻稀土矿的中重稀土配分小于低钇离子稀土矿的中重稀土配分，以及轻稀土矿的La-Nd轻稀土中Ce含量高于低钇离子稀土矿的La-Nd轻稀土中Ce含量的特点，采用预分离萃取法，将轻稀土矿分离过程中的2个预分离萃取段及La/Ce分离的负载有机相分别作为低钇离子稀土矿萃取分离步骤中的萃取有机相，进入低钇离子稀土矿的萃取分离，本发明专利技术方法依次包括五个步骤，形成轻稀土矿和低钇离子稀土矿联合分离的工艺流程；这种方法使整体分离效果更好，萃取分离工艺处理能力提高，酸碱化工原料消耗降低，萃取剂和稀土金属的存槽量减少，生产成本降低，并减少生产废水的排放，有利于绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
轻稀土矿和低钇离子稀土矿用预分离萃取联合分离的方法
本专利技术涉及一种轻稀土矿和低钇离子稀土矿用预分离萃取联合分离的方法，属于稀土湿法冶金领域。更具体的说，属于溶剂萃取分离稀土技术。
技术介绍
稀土是当今世界各国改造传统产业、发展高新技术和国防尖端技术不可或缺的战略资源。各种稀土元素在矿藏中是混合存在的，稀土在发光材料、磁性材料、冶金、陶瓷、电子通讯、石油化工领域及各种功能材料中的应用都需要使用单一稀土元素，用溶剂萃取分离稀土是工业重要分离手段。我国是世界稀土资源大国，有世界第一大的包头白云鄂博稀土矿，江西拥有世界罕见的离子吸附型稀土矿特色资源。稀土原料的来源不同，稀土精矿的稀土配分有较大差异。我国典型稀土矿为：以包头氟碳铈镧矿、广东南山海独居石矿、四川氟碳铈镧矿为主的轻稀土矿，和我国特有的南方离子吸附型稀土矿(以下简称为离子稀土矿)。由于它们所用萃取分离流程不同，习惯上按其含钇的不同又细分为低钇、中钇、高钇离子吸附型稀土矿。轻稀土矿的稀土配分特点为La～Nd轻稀土含量约为92～98％。低钇离子吸附型稀土矿(以下简称为低钇离子稀土矿)的轻稀土占65～75％、中稀土占8～12％、重稀土占2～3％、钇含量为5～20％。目前稀土分离企业对轻稀土矿原料、离子稀土矿料是采用不同萃取分离流程生产线分别进行萃取分离制取单一稀土元素。高效率、低消耗、排放少和环境友好始终是稀土湿法冶金追求的目标,也是我们研究的方向。本专利技术利用轻稀土矿的稀土配分与低钇离子稀土矿的稀土配分不同的特点，采用我国学者提出的“预分增产萃取法”(专利申请号92106000.9)原理，并选择更合理的工艺走向，研究出了同时对轻稀土矿和低钇离子稀土矿进行联合分离的工艺方法。这种方法使整体分离效果更好，可使萃取分离工艺的处理能力提高，酸碱化工原料的消耗降低，萃取剂和稀土金属的存槽量减少，生产成本降低，是一种萃取分离轻稀土矿和低钇离子稀土矿的先进工艺流程方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种轻稀土矿和低钇离子稀土矿用预分离萃取联合分离的方法，采用预分离萃取法，利用轻稀土矿的中重稀土配分远小于低钇离子稀土矿的中重稀土配分，以及轻稀土矿的La-Nd轻稀土中Ce含量比低钇离子稀土矿的La-Nd轻稀土中Ce含量高的特点，将轻稀土矿萃取分离过程的负载有机相作为低钇离子稀土矿萃取分离的萃取有机相，用于低钇离子稀土矿的萃取分离，形成联合分离轻稀土矿和低钇离子稀土矿的工艺流程。这方法既可以减少轻稀土矿中的中重稀土和PrNd萃取分离工艺的萃取设备；又可以减少低钇离子稀土矿萃取分离需要的皂化有机相用量，从而减少有机相皂化的碱消耗及废水排放量。轻稀土矿和低钇离子稀土矿联合萃取分离的新方法，与传统分离工艺比较，新方法的整体萃取分离工艺的处理能力更大，所用萃取设备总体积更小、存槽的萃取剂和物料更少、酸碱消耗降低。本专利技术的技术方案为：一种轻稀土矿和低钇离子稀土矿用预分离萃取联合分离的方法，所述工艺方法依次包括以下步骤：(1)轻稀土矿料液进入轻稀土矿的预分离萃取段，其出口水相为La-Nd稀土(含Sm很低，小于工艺要求)，出口有机相中负载轻稀土矿的全部Sm-Lu、Y稀土并含La-Nd稀土；这负载出口有机相用作为低钇离子稀土矿的预分离萃取段的萃取有机相，从第1级流入，低钇离子稀土矿料液从第n级流入；低钇离子稀土矿预分离萃取段的出口水相主要为La-Sm还含少量Eu-Dy,Y稀土，出口有机相进入低钇离子稀土矿的预分离洗涤段；低钇离子稀土矿预分离洗涤段的出口水相主要含Pr-Gd；预分离洗涤段的出口有机相含Gd-Lu、Y；低钇离子稀土矿预分离洗涤段的洗涤液可以用洗酸，或从下步工艺La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口分离的Gd-Lu,Y有机相进口附近级引出水相作为低钇离子稀土矿预分离洗涤段的洗涤液；(2)低钇离子稀土矿的预分离萃取段出口水相(主要为La-Sm)流入下一步工艺La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口分离的萃取段(此流入口称为La-Sm水相进口)，预分离洗涤段出口有机相(含Gd-Lu、Y)流入La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的洗涤段(此流入口称为Gd-Lu、Y有机相进口)，预分离洗涤段出口水相(主要含Pr-Gd)从La-Sm水相进口与Gd-Lu、Y有机相进口之间流入La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺(此流入口称为Pr-Gd水相进口)；在La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的Pr-Gd水相进口和Gd-Lu,Y有机相进口之间开设第3出口(SmEuGd水相出口)和第4出口(GdTbDy水相出口)，这工艺的洗涤液用洗酸；La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的出口水相为La-Nd(含Sm很低，小于工艺要求)，出口有机相为Ho-Lu,Y，经反萃后获得Ho-Lu,Y高钇重稀土，第3出口水相为SmEuGd富集物，第4出口水相为GdTbDy富集物；由于Ho-Lu,Y高钇重稀土不含La-Dy，是环烷酸萃取分离制取高纯钇的好原料；(3)以步骤(2)的La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的出口水相La-Nd为原料，进行Pr/Nd分馏萃取，从第n级进料；将步骤(1)的轻稀土矿料液预分离萃取段的出口水相La-Nd稀土为原料，进入预分离萃取段，它的出口水相是LaCe(含Pr很低，小于工艺要求)，出口有机相中负载La-Nd原料的全部PrNd并含LaCe稀土，这负载出口有机相从Pr/Nd分馏萃取的萃取段中间某级流入Pr/Nd分馏萃取分离工艺，洗涤液用洗酸；这Pr/Nd分馏萃取的出口水相是LaCePr(含Nd小于工艺要求)，出口有机相经反萃后得到纯Nd；(4)以步骤(3)的Pr/Nd分馏萃取的出口水相LaCePr为原料，进行La/CePr分馏萃取分离，这步分离的出口水相为高纯La，出口有机相中负载CePr(含La很低，小于工艺要求)；(5)以步骤(3)轻稀土矿的La-Nd作原料预分离萃取段的出口水相LaCe为原料，进行La/Ce分馏萃取分离，洗涤液用洗酸；出口水相为高纯La，出口有机相中负载高纯Ce，部分反萃得到高纯Ce；以步骤(4)La/CePr分馏萃取的出口有机相(负载CePr，含La很低)为原料，进行Ce/Pr分馏萃取分离；以La/Ce分馏萃取的出口有机相(负载高纯Ce)引出部分作为Ce/Pr分离的萃取有机相，洗涤液用洗酸；Ce/Pr分离的出口水相为高纯Ce，出口有机相经反萃后获得纯Pr。本专利技术所述步骤(1)轻稀土矿料液的预分离萃取段、所述步骤(2)低钇离子稀土矿的La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺、所述步骤(3)轻稀土矿的La-Nd稀土为原料进行的预分离萃取段、Pr/Nd分馏萃取、所述步骤(4)La/CePr分馏萃取和所述步骤(5)轻稀土矿的La/Ce分馏萃取等所用的萃取有机相是将经碱皂化有机相S用它们的出口水相在稀土皂化段进行稀土皂，制得它们的稀土皂有机相作为它们的萃取有机相，或用它们的出口水相采用其它方式制得它们的稀土皂有机相作为它们的萃取有机相。本专利技术所述的预分离萃取段是采用逆流萃取，预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻稀土矿和低钇离子稀土矿用预分离萃取联合分离的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)轻稀土矿料液进入轻稀土矿的预分离萃取段，其出口水相为La‑Nd稀土(含Sm很低，小于工艺要求)，出口有机相中负载轻稀土矿的全部Sm‑Lu、Y稀土并含La‑Nd稀土；这负载出口有机相用作为低钇离子稀土矿的预分离萃取段的萃取有机相，从第1级流入，低钇离子稀土矿料液从第n级流入；低钇离子稀土矿预分离萃取段的出口水相主要为La‑Sm还含少量Eu‑Dy,Y稀土，出口有机相进入低钇离子稀土矿的预分离洗涤段；低钇离子稀土矿预分离洗涤段的出口水相主要含Pr‑Gd；预分离洗涤段的出口有机相含Gd‑Lu、Y；低钇离子稀土矿预分离洗涤段的洗涤液可以用洗酸，或从下步工艺La‑Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho‑Lu,Y四出口分离的Gd‑Lu,Y有机相进口附近级引出水相作为低钇离子稀土矿预分离洗涤段的洗涤液；(2)低钇离子稀土矿的预分离萃取段出口水相(主要为La‑Sm)流入下一步工艺La‑Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho‑Lu,Y四出口分离的萃取段(此流入口称为La‑Sm水相进口)，预分离洗涤段出口有机相(含Gd‑Lu、Y)流入La‑Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho‑Lu,Y四出口工艺的洗涤段(此流入口称为Gd‑Lu、Y有机相进口)，预分离洗涤段出口水相(主要含Pr‑Gd)从La‑Sm水相进口与Gd‑Lu、Y有机相进口之间流入La‑Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho‑Lu,Y四出口工艺(此流入口称为Pr‑Gd水相进口)；在La‑Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho‑Lu,Y四出口工艺的Pr‑Gd水相进口和Gd‑Lu,Y有机相进口之间开设第3出口(SmEuGd水相出口)和第4出口(GdTbDy水相出口)，这工艺的洗涤液用洗酸；La‑Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho‑Lu,Y四出口工艺的出口水相为La‑Nd(含Sm很低，小于工艺要求)，出口有机相为Ho‑Lu,Y，经反萃后获得Ho‑Lu,Y高钇重稀土，第3出口水相为SmEuGd富集物，第4出口水相为GdTbDy富集物；由于Ho‑Lu,Y高钇重稀土不含La‑Dy，是环烷酸萃取分离制取高纯钇的好原料；(3)以步骤(2)的La‑Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho‑Lu,Y四出口工艺的出口水相La‑Nd为原料，进行Pr/Nd分馏萃取，从第n级进料；将步骤(1)的轻稀土矿料液预分离萃取段的出口水相La‑Nd稀土为原料，进入预分离萃取段，它的出口水相是LaCe(含Pr很低，小于工艺要求)，出口有机相中负载La‑Nd原料的全部PrNd并含LaCe稀土，这负载出口有机相从Pr/Nd分馏萃取的萃取段中间某级流入Pr/Nd分馏萃取分离工艺，洗涤液用洗酸；这Pr/Nd分馏萃取的出口水相是LaCePr(含Nd小于工艺要求)，出口有机相经反萃后得到纯Nd；(4)以步骤(3)的Pr/Nd分馏萃取的出口水相LaCePr为原料，进行La/CePr分馏萃取分离，这步分离的出口水相为高纯La，出口有机相中负载CePr(含La很低，小于工艺要求)；(5)以步骤(3)轻稀土矿的La‑Nd作原料预分离萃取段的出口水相LaCe为原料，进行La/Ce分馏萃取分离，洗涤液用洗酸；出口水相为高纯La，出口有机相中负载高纯Ce，部分反萃得到高纯Ce；以步骤(4)La/CePr分馏萃取的出口有机相(负载CePr，含La很低)为原料，进行Ce/Pr分馏萃取分离；以La/Ce分馏萃取的出口有机相(负载高纯Ce)引出部分作为Ce/Pr分离的萃取有机相，洗涤液用洗酸；Ce/Pr分离的出口水相为高纯Ce，出口有机相经反萃后获得纯Pr。...

【技术特征摘要】
1.一种轻稀土矿和低钇离子稀土矿用预分离萃取联合分离的方法，低钇离子稀土矿系指钇含量为5～20%的离子吸附型稀土矿，这联合分离方法的特征在于，包括以下步骤：（1）轻稀土矿料液进入轻稀土矿的预分离萃取段，其出口水相为含Sm小于工艺要求的La-Nd稀土，出口有机相中负载轻稀土矿的全部Sm-Lu、Y稀土并含La-Nd稀土；这负载出口有机相用作为低钇离子稀土矿的预分离萃取段的萃取有机相，从第1级流入，低钇离子稀土矿料液从第n级流入；低钇离子稀土矿预分离萃取段的出口水相主要为La-Sm还含少量Eu-Dy,Y稀土，出口有机相进入低钇离子稀土矿的预分离洗涤段；低钇离子稀土矿预分离洗涤段的出口水相主要含Pr-Gd；预分离洗涤段的出口有机相含Gd-Lu、Y；低钇离子稀土矿预分离洗涤段的洗涤液采用洗酸，或从下步工艺La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口分离的Gd-Lu,Y有机相进口附近级引出水相作为低钇离子稀土矿预分离洗涤段的洗涤液；（2）低钇离子稀土矿的预分离萃取段出口水相含La-Sm流入下一步工艺La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口分离的萃取段，此流入口称为La-Sm水相进口；预分离洗涤段出口有机相含Gd-Lu、Y流入La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的洗涤段，此流入口称为Gd-Lu、Y有机相进口；预分离洗涤段出口水相含Pr-Gd从La-Sm水相进口与Gd-Lu、Y有机相进口之间流入La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺，此流入口称为Pr-Gd水相进口；在La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的Pr-Gd水相进口和Gd-Lu,Y有机相进口之间开设第3出口即SmEuGd水相出口和第4出口即GdTbDy水相出口，这工艺的洗涤液用洗酸；La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的出口水相为含Sm小于工艺要求的La-Nd稀土，出口有机相为Ho-Lu,Y，经反萃后获得Ho-Lu,Y高钇重稀土，第3出口水相为SmEuGd富集物，第4出口水相为GdTbDy富集物；由于Ho-Lu,Y高钇重稀土不含La-Dy，是环烷酸萃取分离制取高纯钇的好原料；（3）以步骤(2)的La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu,Y四出口工艺的出口水相La-Nd为原料，进行Pr/Nd分馏萃取，从第n级进料；将步骤(1)的轻稀土矿料液预分离萃取段的出口水相La-Nd稀土为原料，进入预分离萃取段，它的出口水相是含Pr小于工艺要求的LaCe稀土，出口有机相中负载La-Nd原料的全部PrNd并含LaCe稀土，这负载出口有机相从Pr/Nd分馏萃取的萃...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟盛华，钟业腾，肖信锦，彭小波，胡春燕，
申请(专利权)人：江西农业大学，
类型：发明
国别省市：江西;36