一种氧化钐的提取纯化方法技术

本发明专利技术公开了一种氧化钐的提取纯化方法，通过配置待提纯液、中间剂配置、分离柱准备、淋洗柱转型、吸附操作、淋洗离子交换操作、按体积收集液进行取样分析，集中沉淀合并收集、废液处理等步骤，将现有粗加工收集的低纯度氧化钐进行再提纯，使得氧化钐纯度达到99.995~99.99995%。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化钐的提取纯化方法
本专利技术涉及一种稀土氧化物分离提取纯化方法，尤其涉及对纯度在99.9%-99.98%的氧化钐的提取纯化方法。
技术介绍
稀土由15个镧系元素(镧La铈Ce钷Pm镨Pr钕Nd钐Sm铕Eu钆Gd铽Tb镝Dy钬Ho铒Er铥Tm镥Lu)和钪Sc钇Y共17种元素组成，其中钷Pm在自然界不存在，钪Sc在稀土矿含量很少，一般稀土矿中仅含有其它15种元素。由于各种稀土元素的性质非常相似，因此，分离比较困难。稀土的矿物种类很多，目前在工业上应用的主要有氟碳铈矿、独居石、离子吸附型稀土矿、磷钇矿，工业上常用的处理方法主要有硫酸分解法，烧碱分解法，纯碱焙烧法，酸碱联合法等。我国是稀土资源大国，稀土矿品种多，储量大，其中包头混合型稀土矿是我国第一大稀土矿，占我国总稀土储量的80％以上，它也是世界上第一大轻稀土矿，包头稀土精矿是由氟碳铈矿和独居石组成的混合型稀土矿，目前，90％的包头稀土精矿均采用硫酸法处理，即将包头稀土精矿进行浓硫酸焙烧—水浸除杂，得到纯净的混合硫酸稀土溶液。从混合硫酸稀土溶液分离提取稀土现采用两种工艺：一种是采用碳铵沉淀转型生产碳酸稀土，然后经过盐酸溶解，氨皂P507萃取分离，该工艺在沉淀转型和萃取过程中均产生大量的氨氮废水，据统计，包头地区年产生该类废水数百万吨，废水中的氨氮含量5-10g/L，超出国家规定的二级排放标准(25mg/L)数百倍，造成水质严重富营养化，该废水由于浓度稀、体系复杂而难以回收，另外溶液需要碳铵沉淀—盐酸溶解转型，化工材料消耗。另一种工艺是将硫酸稀土溶液加入硫酸调酸度至0.2mol/L，直接用P204(D2EHPA，二(2—乙基己基磷酸酯)进行Nd/Sm萃取分组，萃余液经过中和除酸后，再用P204全萃取—盐酸反萃，得到高浓度LaCePrNd氯化稀土溶液(中国专利CN80105043.6)，然后采用氨皂P507萃取分离单一稀土，该工艺萃取转型过程不产生氨氮废水，碱消耗降低，但P204在酸性条件下萃取能力很强，料液酸度低时易产生乳化，萃取时需加入一定量的酸，分组萃余液需要中和过滤，而且中重稀土反萃很困难，反萃液余酸高，酸消耗量大，硫酸稀土浓度低，Nd/Sm萃取分组槽体大。目前，市场中还使用离子交换色层技术被用于单一稀土的分离提纯，但普通的离子交换生产周期长、成本高，纯度也只能达到99.99%产品，不能满足市场需要。
技术实现思路
本专利技术提供一种对低纯度氧化钐提取纯化方法，将原有的低纯度氧化钐（99.9~99.98%）经过提取、纯化最终达到高纯度的氧化钐（99.99995%）。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种氧化钐的提取纯化方法，包括如下步骤：1、待提纯液配置：配置待提纯氧化钐混合溶液；2、中间剂配置：配置延缓剂和淋洗剂，延缓剂为Cu(NO3)2·3H2O、水和硝酸配置而成，淋洗剂为固体EDTA酸、水和氨水配置而成；3、分离柱准备：分离柱作为离子交换的载体；4、淋洗柱转型：对分离柱用步骤2中的延缓剂进行转型；5、吸附操作：步骤1中配置的氧化钐混合溶液与分离柱进行吸附操作；6、淋洗操作：通过淋洗剂对步骤5中的分离柱进行淋洗操作；7、对步骤6中由淋洗剂淋洗后收集的液体分批次按体积收集，并进行取样分析纯度，集中沉淀合并收集；8、废液处理。进一步的，所述步骤1中的待提纯氧化钐混合溶液是纯度为99.9%-99.98%的氧化钐加入到由50L浓HNO3，100L纯水配置的溶液中搅拌，并加热至60℃~70℃至氧化钐完全溶解，用纯水冷却溶液并稀释至40~70g/L，并用氨水调节酸度PH=1~1.6。进一步的，所述步骤2中的延缓剂为称取60kgCu(NO3)2·3H2O加水溶解，转移至1m3的槽中，加入600N硝酸，水稀释到1m3，溶液中Cu2+：0.25mol/L，H+：0.6mol/L。进一步的，所述步骤2中淋洗剂为称EDTA酸加少量水搅拌均匀，加入氨水慢慢溶解，倒入配料槽中，加水稀至刻度，搅拌调PH到设定值，再补足水到1立方，溶液EDTA0.03~0.06mol/L,PH7~8.5。进一步的，所述步骤3中的分离柱包括至少4根离子交换柱，离子交换柱为苯乙稀二乙稀苯强酸性大孔阳离子树脂制成的离子交换柱，交换柱之间通过阀门依次串联设置，其中依次分别为第一吸附柱、第二淋洗柱、第三淋洗柱和第四分离柱，第三淋洗柱至少1根。进一步的，所述4根离子交换柱为3根大柱和1根小柱，3根大柱分别为第一吸附柱、第二淋洗柱和第三淋洗柱，柱子尺寸为：φ40cm×250cm；1根小柱为第四分离柱，柱子尺寸为：φ15×150cm；所有柱外均有一层夹套用于循环水加温，柱内有内衬，作为防腐，每根柱子都可以独立的进料、出料。进一步的，所述步骤4淋洗柱转型，对第二淋洗柱顶部开始以线速度1~3cm/min进460~500L的延缓剂进行转型，转型完成用纯水水洗第二淋洗柱，检查第二淋洗柱出水口水相PH~7，停止水洗；对第三淋洗柱顶部开始以线速度1~4cm/min进460~500L的延缓剂进行转型，转型完成用纯水水洗第三淋洗柱，检查第三淋洗柱出水口水相PH~7，停止水洗。进一步的，所述步骤4淋洗柱转型，对第二淋洗柱顶部开始以线速度1~3cm/min进470L的延缓剂进行转型，转型完成用纯水水洗第二淋洗柱，检查第二淋洗柱出水口水相PH~7，停止水洗；对第三淋洗柱顶部开始以线速度1~3cm/min进485L的延缓剂进行转型，转型完成用纯水水洗第三淋洗柱，检查第三淋洗柱出水口水相PH~7，停止水洗。进一步的，所述步骤5吸附操作，由第一吸附柱顶部进待提纯氧化钐混合溶液，用计量泵以线速度0.3~2.5cm/min进料，并第一吸附柱流出液用饱和草酸检查，检测出稀土离子，停止进料，并对第一淋洗柱水洗，至出水相PH~7。进一步的，所述步骤6淋洗操作，淋洗液加热至40℃~65℃，柱子用循环水加热至40℃~65℃，淋洗液由第一吸附柱开始淋洗，线速度.1~3cm/min，第一吸附柱流出液用饱和草酸检查是否出稀土离子，出稀土离子后第一吸附、第二淋洗柱串联；继续淋洗，流速不变；第二淋洗柱流出液用饱和草酸检查，出稀土离子后第一吸附柱、第二淋洗柱、第三淋洗柱串联，继续淋洗，流速不变，第三淋洗柱出稀土离子后，第一吸附柱、第二淋洗柱、第三淋洗柱、第四分离柱串联，淋洗液线速度改为0.3~0.6cm/min，第四分离柱流出液用饱和草酸检查是否出稀土离子；检测出稀土离子后，按一定体积分批收集第四分离柱的流出液，直至流出液全部出完，纯水清洗干净4根柱子，返回步骤4继续工作。与现有技术相比，具有的有益效果：工艺的高负载，高纯度（99.99995%），高收率（92~94%）,周期短，成本低，操作简便，质量稳定，具有很大的经济效益和推广应用价值。具体实施方式以下通过具体实施例对本专利技术的工艺进一步说明。实施例1一、待提纯液配置在反应釜中加入浓HNO350L，纯水150L，加热至60℃，边搅拌边加入纯度99.9%-99.98%的氧化钐，加热使氧化钐完全溶解；并用冷却纯水稀释至40g/L，氨水调节酸度PH=1。以下稀土元素除钐（Sm）外，其它的稀土元素用RE替代。二、中间剂配置延缓剂Cu(NO3)2·3H2O配制：称取60kgCu(NO3)2·3H2O加水溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化钐的提取纯化方法，其特征在于：包括如下步骤：1、待提纯液配置：配置待提纯氧化钐混合溶液；2、中间剂配置：配置延缓剂和淋洗剂，延缓剂为Cu(NO

【技术特征摘要】
1.一种氧化钐的提取纯化方法，其特征在于：包括如下步骤：1、待提纯液配置：配置待提纯氧化钐混合溶液；2、中间剂配置：配置延缓剂和淋洗剂，延缓剂为Cu(NO3)2·3H2O、水和硝酸配置而成，淋洗剂为固体EDTA酸、水和氨水配置而成；3、分离柱准备：分离柱作为离子交换的载体；4、淋洗柱转型：对分离柱用步骤2中的延缓剂进行转型；5、吸附操作：步骤1中配置的氧化钐混合溶液与分离柱进行吸附操作；6、淋洗操作：通过淋洗剂对步骤5中的分离柱进行淋洗操作；7、对步骤6中由淋洗剂淋洗后收集的液体分批次按体积收集，并进行取样分析纯度，集中沉淀合并收集；8、废液处理。2.如权利要求1所述氧化钐的提取纯化方法，其特征在于：所述步骤1中的待提纯氧化钐混合溶液是选取纯度为99.9%-99.98%的氧化钐加入到由50L浓HNO3，150L纯水配置的溶液中搅拌，并加热至60℃~70℃，至氧化钐完全溶解，用纯水冷却溶液并稀释至40~70g/L，并用氨水调节酸度PH=1~1.6。3.如权利要求1所述氧化钐的提取纯化方法，其特征在于：所述步骤2中的延缓剂为称取一定量Cu(NO3)2·3H2O加水溶解，转移至1m3的槽中，加入600N硝酸，水稀释到1m3，溶液中Cu2+：0.25mol/L，H+：0.6mol/L。4.如权利要求1所述氧化钐的提取纯化方法，其特征在于：所述步骤2中淋洗剂为称固体EDTA酸加少量水搅拌均匀，加入氨水慢慢溶解，倒入配料槽中，加水稀至刻度，搅拌调PH到设定值，再补足水到1立方，溶液EDTA0.03~0.06mol/L，PH7~8.5。5.如权利要求1所述氧化钐的提取纯化方法，其特征在于：所述步骤3中的分离柱包括至少4根离子交换柱，离子交换柱为苯乙稀二乙稀苯强酸性大孔阳离子树脂制成的离子交换柱，交换柱之间通过阀门依次串联设置，其中依次分别为第一吸附柱、第二淋洗柱、第三淋洗柱和第四分离柱，第三淋洗柱至少1根。6.如权利要求5所述氧化钐的提取纯化方法，其特征在于：所述4根离子交换柱为3根大柱和1根小柱，3根大柱分别为第一吸附柱、第二淋洗柱和第三淋洗柱，柱子尺寸为：φ40cm×250cm；1根小柱为第四分离柱，柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁海燕，朱冠成，陆梅，焦登高，高为正，姜爱国，高为群，
申请(专利权)人：中国稀有稀土股份有限公司，中铝稀土阜宁有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11