铥、镱、镥的溶剂萃取分离方法技术

本发明专利技术涉及一种新型溶剂萃取分离重稀土元素铥、镱、镥的方法，可制得高纯度所述的各元素。本发明专利技术冲破了生产高纯度铥、镱、镥惯用的萃取色层或离子交换色层方法的束缚，克服了以色层法生产高纯重稀土工艺中存在的主要缺点，简化了工艺条件，并比色层法降低设备和试剂投资，减少生产成本，且生产过程连续，操作简单，易与其他稀土生产线衔接，经济效益显著。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型溶剂萃取分离铥、镱、镥的方法，并可获得纯产品。我国稀土生产主要采用溶剂萃取法，目前普遍采用的萃取剂主要的是，环烷酸、P204(2-乙基己基磷酸双酯)和P507(2-乙基己基磷酸单2-乙基己基脂)。由于P204和P507酸性较强，使它们在萃取稀土时的平衡酸度高，这种现象在其对重稀土的萃取中更为严重。随着所萃取稀土原子序数的增加，它们的反萃取越来越困骓。虽然P507的稀土萃取平衡酸度较P204稍低，但它难于以萃取法完成所有稀土元素的完全分离。环烷酸价格便宜，萃取平衡酸度低，但它仅适用于从混合稀土中提取氧化钇。目前国内外均无理想的分离重稀土铥、镱、镥的萃取剂。本专利技术根据溶剂萃取原理和萃取剂分子结构与萃取性能的关系，选用下式(I)所示的一类新萃取剂，可生产高纯度的铥、镱、镥OR1R2N(CH2)1-8P-OR3(I)OR4式中的n＝1-8；R1、R2、R3、R4代表C1-10的烷基、芳香基或氢，它们可以相同或不相同。该类萃取剂简称JS。本专利技术的方法包括(1)以JS为萃取剂，C4-10的醇或它们的混合物为添加剂，煤油为稀释剂，合称有机相，其中各组分的体积比依次为萃取剂∶醇∶煤油等于(20-25)∶(5-10)∶(70-75)，萃取剂的浓度为0.5-0.6mol/L，该有机相经氨水或氢氧化钠皂化后使用，皂化度为20-50％；以任意摩尔比的重稀土混合物为原料；在盐酸介质中进行分馏萃取，生产与原料相应的单一重稀土产品。用于镱-镥的分离可获得高纯氧化镥和氧化镱或铥、镱混合物；以铥-镱分离工艺得到高纯的氧化铥和氧化镱、镥混合物。(2)采用所述萃取体系，镱-镥分离段工艺的主要参数是皂化有机相与稀土并流2-4级后，以稀土皂形式进槽，料液浓度0.5-1.0mol/L，酸度约pH＝1-3，洗酸浓度2.0-4.5mol/L，萃取段级数为50-60，洗涤段级数为35-40，流比为有机相∶料液∶洗酸＝8-10∶1∶1.5-2.0。在所述条件下，从水相萃余液可得到浓度0.5-0.8mol/L、酸度约pH＝1的镱或铥、镱混合稀土，可作铥-镱分离段的料液；从有机相出口可得到镥的纯产品。(3)铥-镱分离段工艺的萃取段和洗涤段级数分别为20-40和25-35，各相流比为有机相∶料液∶洗酸＝5-7∶1∶1.5-2.0，在上述条件下可从水相萃余液得到浓度0.3-0.5mol/L、酸度约pH＝1的铥纯产品；从有机相出口可得到纯镱产品或镱、镥混合物。本专利技术方法的优点是打破了生产高纯铥、镱、镥惯用的萃取色层或离子交换色层方法的框框，克服了以色层法生产高纯重稀土工艺中存在的主要缺点，简化了工艺流程。在同样生产量的条件下，本专利技术比色层法可数倍降低设备和试剂投资，减少生产成本，而且生产过程连续、操作简便，易于同其他稀土生产线配套，具有显著的经济效益；由于本专利技术的萃取剂价格与P507萃取剂相当，所用设备已广泛应用于国内外稀土生产，因而适应性广，简单易行。为了更清楚地说明本专利技术，列举以下实施例，但其对本专利技术的范围无任何限制。实例1①.如附图所示，采用分馏萃取工艺进行镱-镥分离，萃取有机相的体积百分比为JS404∶仲辛醇∶煤油＝20∶10∶70，其中JS404的浓度0.6mol/L，萃取有机相的皂化度为50％，皂化有机相与稀土并流4级后进入萃取段第一级稀土料液浓度为0.5mol/L，酸度约pH＝1，其中含镥7-10％，其余元素Tm2O3含7-10％，Yb2O3含80-86％；洗液盐酸浓度为2.0mol/L，萃取段级数为50，洗涤段级数为35，流比为有机相∶料液∶洗酸＝15∶1∶2.2。在所述条件下从水相萃余液得到浓度0.5mol/L、酸度约pH＝1的铥、镱混合物；从有机相出口可得到纯镥产品(99-99.9％)。②.以①的水相萃余液出口铥、镱混合物为原料，采用与①相同的有机相和洗酸，萃取段级数为30，洗涤段级数为25，流比为有机相∶料液∶洗酸＝10∶1∶1.8。在所述条件下，可从水相萃余液得到浓度0.5mol/L、酸度约pH＝1的纯铥产品(99-99.9％)；从有机相出口可得到纯镱产品(99-99.9％)。实例2①.如附图所示，采用分馏萃取工艺进行镱-镥分离，萃取有机相的体积百分比为JS401∶仲辛醇∶煤油＝20∶10∶70，其中JS401的浓度0.6mol/L，萃取有机相的皂化度为50％，皂化有机相与稀土并流4级后进入萃取段第一级；稀土料液浓度为0.5mol/L，酸度约pH＝1，其中含镥7-10％，其余元素Tm2O3含7-10％，Yb2O3含80-86％；洗液盐酸浓度为2.0mol/L，萃取段级数为50，洗涤段级数为35，流比为有机相∶料液∶洗酸＝15∶1∶2.2。在所述条件下从水相萃余液得到浓度0.5mol/L、酸度约pH＝1的铥、镱混合稀土料液；从有机相出口可得到镥的纯产品(99-99.9％)。②.以①的水相萃余液出口铥、镱混合物为原料，采用与①相同的有机相和洗酸，萃取段级数为40，洗涤段级数为30，流比为有机相∶料液∶洗酸＝10∶1∶1.8。在所述条件下，可从水相萃余液得到浓度0.5mol/L、酸度约pH＝1的纯铥产品(99-99.9％)；从有机相出口可得到纯镱产品(99-99.9％)。附图简要说明工艺流程示意方框图。1.皂化有机相 2.料液3.洗液4.皂化有机相5.萃余液(稀土皂料液及料液)6.洗液权利要求1.一种萃取分离铥、镱、镥的方法，其特征在于，所述的方法包括(1).以JS为萃取剂，C4-10的醇或它们的混合物为添加剂，煤油为稀释剂，合称萃取有机相，其中各组分的体积比依次为萃取剂∶醇∶煤油等于(20-25)∶(5-10)∶(70-75)，萃取剂的浓度为0.5-0.6mol/L，该有机相经氨水或氢氧化钠皂化后使用，皂化度为20-50％；以任意摩尔比的重稀土混合物为原料；在盐酸介质中进行分馏萃取，生产与原料相应的单一重稀土产品。用于镱-镥的分离可获得高纯氧化镥和氧化镱或铥、镱混合物；以铥-镱分离工艺得到高纯的氧化铥和氧化镱或镱、镥混合物。(2)采用所述萃取体系，镱-镥分离段工艺的主要参数是皂化有机相与稀土并流2-4级后，以稀土皂形式进槽，料液浓度0.5-1.0mol/L，酸度约pH＝1-3，洗酸浓度2.0-4.5mol/L，萃取段级数为50-60，洗涤段级数为35-40，流比为有机相∶料液∶洗酸＝8-10∶1∶1.5-2.0。在所述条件下，从水相萃余液可得到浓度0.5-0.8mol/L、酸度约pH＝1的镱或铥、镱混合稀土，可作铥-镱分离段的料液；从有机相出口可得到镥的纯产品。(3)铥-镱分离段工艺的萃取段和洗涤段级数分别为20-40和25-35，各相流比为有机相.∶料液∶洗酸＝5-7∶1∶1.5-2.0，在上述条件下，可从水相萃余液得到浓度0.3-0.5mol/L、酸度约pH＝1的铥纯产品；从有机相出口可得到纯镱产品或镱镥混合物。全文摘要本专利技术涉及一种新型溶剂萃取分离重稀土元素铥、镱、镥的方法，可制得高纯度所述的各元素。本专利技术冲破了生产高纯度铥、镱、镥惯用的萃取色层或离子交换色层方法的束缚，克服了以色层法生产高纯重稀土工艺中存在的主要缺点，简化了工艺条件，并比色层法降低设备和试剂投资，减少生产成本，且生产过程连续本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种萃取分离铥、镱、镥的方法，其特征在于，所述的方法包括： （１）．以ＪＳ为萃取剂，Ｃ↓［４－１０］的醇或它们的混合物为添加剂，煤油为稀释剂，合称萃取有机相，其中各组分的体积比依次为：萃取剂∶醇∶煤油等于（２０－２５）∶（５－１０）∶（７０－７５），萃取剂的浓度为０．５－０．６ｍｏｌ／Ｌ，该有机相经氨水或氢氧化钠皂化后使用，皂化度为２０－５０％；以任意摩尔比的重稀土混合物为原料；在盐酸介质中进行分馏萃取，生产与原料相应的单一重稀土产品。用于镱－镥的分离可获得高纯氧化镥和氧化镱或铥、镱混合物；以铥－镱分离工艺得到高纯的氧化铥和氧化镱或镱、镥混合物。 （２）采用所述萃取体系，镱－镥分离段工艺的主要参数是：皂化有机相与稀土并流２－４级后，以稀土皂形式进槽，料液浓度０．５－１．０ｍｏｌ／Ｌ，酸度约ｐＨ＝１－３，洗酸浓度２．０－４．５ｍｏｌ／Ｌ，萃取段级数为５０－６０，洗涤段级数为３５－４０，流比为：有机相∶料液∶洗酸＝８－１０∶１∶１．５－２．０。在所述条件下，从水相萃余液可得到浓度０．５－０．８ｍｏｌ／Ｌ、酸度约ｐＨ＝１的镱或铥、镱混合稀土，可作铥－镱分离段的料液；从有机相出口可得到镥的纯产品。 （３）铥－镱分离段工艺的萃取段和洗涤段级数分别为２０－４０和２５－３５，各相流比为：有机相∶料液∶洗酸＝５－７∶１∶１．５－２．０，在上述条件下，可从水相萃余液得到浓度０．３－０．５ｍｏｌ／Ｌ、酸度约ｐＨ＝１的铥纯产品；从有机相出口可得到纯镱产品或镱镥混合物。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：严纯华，廖春生，易涛，贾江涛，王祥云，李标国，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]