一种从稀土浸出母液中富集稀土的方法技术

本发明专利技术公开了一种从稀土浸出母液中富集稀土的方法，方法的步骤包括：(1)混合树脂的制备、(2)装柱、(3)柱富集、(4)柱洗涤和(5)柱循环。本发明专利技术采用离子交换树脂法富集稀土浸出母液，解决了因沉淀所带来的环境污染问题；应用N235树脂对H+的吸附能力，解决了因稀土离子萃取平衡酸度低导致的稀土吸附量低的问题；用离子交换法富集稀土浸出母液，去除了传统的溶剂萃取带来的分相困难问题，为稀土浸出母液的富集提供了一种新方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及稀土元素回收
，尤其涉及一种从稀土浸出母液中富集稀土的方法。
技术介绍
离子型稀土矿中稀土以“离子”形态赋存于花岗岩风化壳中，经硫酸铵或硫酸镁原地浸矿技术得到稀土浸出液，但所得浸出液中稀土浓度低、化学成分复杂、杂质离子含量多。目前用于富集浸出母液中的稀土工艺方法主要有碳铵沉淀法、草酸沉淀法、碳酸氢镁沉淀法和溶剂萃取法，碳铵沉淀法选择性差，易与其他杂质离子形成共沉淀，给后续的稀土料液净化、萃取分离工序增加困难；同时碳铵沉淀法所产生的沉淀母液含大量的氨氮废水，污染环境。草酸沉淀法稀土回收率低，条件苛刻，同时草酸耗量大、价格昂贵，是毒性物质。碳酸氢镁沉淀法因碳酸氢镁不稳定，制备条件要求高致使该方法的使用受限。采用溶剂萃取法富集稀土浸出母液，稀土浓度低、杂质含量高导致在萃取操作时易产生第三相、萃取剂易“中毒”等问题，缩短了萃取剂的使用寿命；稀土浸出液母量大，采用溶剂萃取法处理稀土浸出母液成本高，有机相在水中溶解损失大，废水中COD含量高，对环境也会带来一定的污染。应用溶剂萃取法富集稀土浸出母液时，工艺通常先将磷类萃取剂进行氨皂或钠皂，以此提高萃取剂的萃取能力，但皂化工艺又带来氨氮废水或含盐废水的污染问题。近年国家在稀土的绿色提取方面又提出了新的要求，因此开发研究新的富集稀土浸出母液方法成为关键。离子交换树脂是一类带有活性基团的网状结构高分子化合物，具有交换、选择、吸附富集和催化功能。树脂根据活性基团的不同，可选择性性吸附不同的离子，达到富集的目的。已有专利发表(专利89101932、专利85101874、专利CN85101611)采用离子交换法分离提纯稀土元素，得到高纯度的单一稀土产品。但单纯的磷类萃取剂离子交换树脂中在吸附稀土离子时，会交换下大量H+，将萃取平衡酸度较低的稀土离子解析下来，导致树脂的吸附稀土量低，树脂中萃取剂的有效利用率降低。因此如何提高树脂的吸附能力和控制交换过程中的酸度变化成为技术关键。
技术实现思路
为实现稀土浸出母液的高效富集，本专利技术提供了一种从稀土浸出母液中富集稀土的方法。专利技术利用酸性磷类萃取剂对稀土离子的萃取能力，配合加入对H+具有萃取效果的胺类萃取剂，制备了混合树脂用于富集稀土浸出母液。本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的从稀土浸出母液中富集稀土的方法的具体步骤如下：(1)混合树脂的制备：将单一磷类萃取剂树脂和单一胺类萃取树脂按质量比为1:0.1～5机械混合制备的混合树脂；或将磷类萃取剂与胺类萃取剂按质量比为1:0.1～5组成的混合萃取剂所制备的混合树脂；(2)装柱：将步骤(1)所得到的活性炭吸附材料用湿法装柱法装入柱径为1～300cm、高径比为1～80:1的离子交换柱；(3)柱富集：步骤(2)装柱得到的离子交换柱进行多柱串联得到分离柱，串联方式如图2；分离柱按照柱子连接区段分为萃取柱和反萃柱，柱走向是沿萃取柱和反萃柱方向；用pH值为3～5的稀土浸出母液以0.1～20cm·min-1的流速从第一萃取柱处流经分离柱，用浓度为0.1～6mol/L的盐酸以0.1～20cm·min-1的流速从第一反萃柱处流经分离柱，待第一萃取柱吸附饱和后，第一萃取柱进入反萃段，在第n反萃柱处得到稀土富集物；(4)柱洗涤：使用后的含酸分离柱用蒸馏水洗涤至洗出液pH值大于3，得到空白柱；(5)柱循环：洗涤后的空白柱再循环步骤(3)～(4)实现稀土浸出母液的富集。步骤(1)中，所述的磷类萃取剂为二(2-乙基己基磷酸)或2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯，所述的胺类萃取剂为三烷基叔胺。步骤(1)中，所述的混合树脂包括单一磷类萃取剂树脂与单一胺类萃取剂树脂按质量比为1:0.1～5机械混合所制备的混合树脂，或萃取剂按质量比为1:0.1～5所形成的P204-N235、P507-N235混合萃取剂所制备的混合树脂。步骤(2)中，所述的离子交换柱柱径为1～300cm、高径比为1～80:1。步骤(4)中，所述的稀土浸出母液pH值为3～5。富集工艺技术方案中所述离子交换柱可用搅拌槽替代。本专利技术的积极效果如下：(1)采用离子交换树脂法富集稀土浸出母液，解决了因沉淀所带来的环境污染问题；(2)应用N235树脂对H+的吸附能力，解决了因稀土离子萃取平衡酸度低导致的稀土吸附量低的问题；(3)因在富集时不产生其他阳离子，可用于硫酸镁浸矿体系；(4)用离子交换法富集稀土浸出母液，去除了传统的溶剂萃取带来的分相困难问题；(5)离子交换树脂法工艺简单，所制备的混合树脂稳定可重复使用，操作方便、无毒、无污染，为稀土浸出母液的富集提供了一种新方法。附图说明图1是本专利技术方法的工艺流程图；图2是本专利技术方法的离子交换柱的串联方式图；图中，F-萃取柱、H-反萃柱、F1-第一萃取柱、Fn-第n萃取柱、H1-第一反萃柱、Hn-第n反萃柱、VF-料液流速、VH-反萃酸流速。具体实施方式下面的实施例是对本专利技术的进一步详细描述。如附图1和2所示，本专利技术的从稀土浸出母液中富集分离稀土的方法的具体步骤如下：(1)混合树脂的制备：将单一磷类萃取剂树脂和单一胺类萃取树脂按质量比为1:0.1～5机械混合制备的混合树脂；或将磷类萃取剂与胺类萃取剂按质量比为1:0.1～5组成的混合萃取剂所制备的混合树脂；(2)装柱：将步骤(1)所得到的活性炭吸附材料用湿法装柱法装入柱径为1～300cm、高径比为1～80:1的离子交换柱；(3)柱富集：步骤(2)装柱得到的离子交换柱进行多柱串联得到分离柱，串联方式如图2；分离柱按照柱子连接区段分为萃取柱F和反萃柱H，柱走向是沿萃取柱F和反萃柱H方向；用pH值为3～5的稀土浸出母液以0.1～20cm·min-1的流速从第一萃取柱F1处流经分离柱，用浓度为0.1～6mol/L的盐酸以0.1～20cm·min-1的流速从第一反萃柱H1处流经分离柱，待第一萃取柱F1吸附饱和后，第一萃取柱F1进入反萃段，在第n反萃柱Hn处得到稀土富集物；(4)柱洗涤：使用后的含酸分离柱用蒸馏水洗涤至洗出液pH值大于3，得到空白柱；(5)柱循环：洗涤后的空白柱再循环步骤(3)～(4)实现稀土浸出母液的富集。实施例1称取干燥的2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯(P507本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从稀土浸出母液中富集稀土的方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：(1)混合树脂的制备：将单一磷类萃取剂树脂和单一胺类萃取树脂按质量比为1:0.1～5机械混合制备的混合树脂；或将磷类萃取剂与胺类萃取剂按质量比为1:0.1～5组成的混合萃取剂所制备的混合树脂；(2)装柱：将步骤(1)所得到的活性炭吸附材料用湿法装柱法装入柱径为1～300cm、高径比为1～80:1的离子交换柱；(3)柱富集：步骤(2)装柱得到的离子交换柱进行多柱串联得到分离柱，串联方式如图2；分离柱按照柱子连接区段分为萃取柱(F)和反萃柱(H)，柱走向是沿萃取柱(F)和反萃柱(H)方向；用pH值为3～5的稀土浸出母液以0.1～20cm·min‑1的流速从第一萃取柱(F1)处流经分离柱，用浓度为0.1～6mol/L的盐酸以0.1～20cm·min‑1的流速从第一反萃柱(H1)处流经分离柱，待第一萃取柱(F1)吸附饱和后，第一萃取柱(F1)进入反萃段，在第n反萃柱(Hn)处得到稀土富集物；(4)柱洗涤：使用后的含酸分离柱用蒸馏水洗涤至洗出液pH值大于3，得到空白柱；(5)柱循环：洗涤后的空白柱再循环步骤(3)～(4)实现稀土浸出母液的富集。...

【技术特征摘要】
1.一种从稀土浸出母液中富集稀土的方法，其特征在于：所述方法
的具体步骤如下：
(1)混合树脂的制备：
将单一磷类萃取剂树脂和单一胺类萃取树脂按质量比为1:0.1～5
机械混合制备的混合树脂；或将磷类萃取剂与胺类萃取剂按质量比为
1:0.1～5组成的混合萃取剂所制备的混合树脂；
(2)装柱：
将步骤(1)所得到的活性炭吸附材料用湿法装柱法装入柱径为
1～300cm、高径比为1～80:1的离子交换柱；
(3)柱富集：
步骤(2)装柱得到的离子交换柱进行多柱串联得到分离柱，串
联方式如图2；分离柱按照柱子连接区段分为萃取柱(F)和反萃柱
(H)，柱走向是沿萃取柱(F)和反萃柱(H)方向；用pH值为3～5
的稀土浸出母液以0.1～20cm·min-1的流速从第一萃取柱(F1)处流经分
离柱，用浓度为0.1～6mol/L的盐酸以0.1～20cm·min-1的流速从第一反
萃柱(H1)处流经分离柱，待第一萃取柱(F1)吸附饱和后，第一萃取柱(F1)
进入反萃段，在第n反萃柱(Hn)处得到稀土富集物；
(4)柱洗涤：
使用后的含酸分离柱用蒸馏水洗涤至洗出液pH值大于3，得到
空白柱；
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨幼明，蓝桥发，张胜其，张剑，管新地，聂华平，叶信宇，
申请(专利权)人：江西理工大学，杨幼明，
类型：发明
国别省市：江西;36