本发明专利技术提供了石灰乳连续皂化制备酸性磷／膦萃取剂稀土皂的方法，它包括：将生石灰消化后，配制成ＯＨ↑［－］浓度为１．０－１０Ｎ的石灰乳；将１０－５０体积份的萃取剂和９０－５０体积份的稀释剂配成萃取有机相，其浓度为０．３－１．５ｍｏｌ／Ｌ，其中，所述萃取剂为酸性磷／膦类萃取剂；制备浓度为０－２．０ｍｏｌ／Ｌ的稀土盐水溶液；将所得的石灰乳、萃取有机相和稀土盐水溶液以（３－６）∶（３０－６０）∶（３－６）的流量比进行连续混合和澄清，获得萃取剂的稀土皂有机相，其中，平均混合时间为３－２０ｍｉｎ，平均澄清时间为１０－６０ｍｉｎ。本发明专利技术还提供了石灰乳连续皂化制备酸性磷／膦萃取剂稀土皂的装置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及溶剂萃取法提取分离稀土元素的方法，具体是涉及一种石灰乳连 续皂化制备萃取剂稀土皂的方法及装置。
技术介绍
湿法冶金中的溶液萃取技术，就是把存在于水溶液(以下称水相)中待提取、 分离的元素，用一种与水溶液互不相溶的有机溶剂(以下称有机相)混合接触，将其 萃取到有机相中，通过控制两相的浓度、酸度等条件，实现元素的提取和互相分离。 稀土金属的提取中大量应用到该技术。此外，某些有色金属如镍、钴、锆、铪，以 及三价和四价金属盐等的提取也采用该技术。稀土金属的湿法提取目前主要分为两种， 一种是酸处理法，将含稀土金属矿 石用硫酸处理，得到稀土金属硫酸盐再进行萃取；另一种是碱法处理，将稀土金属 矿石用NaOH处理，然后用盐酸处理，得到稀土金属氯化盐再进行萃取分离。溶剂萃取技术中，整个系统包括有机相、水相，有机相中起主要萃取作用的 组分是萃取剂。目前主要应用的萃取剂有酸性膦类萃取剂(如P-204、P-507等)、环 垸酸和有机羧酸(如辛酸)等，这类萃取剂受其酸解离常数的限制，萃取稀土的能力 很低。因此在工业上萃取时还要加入皂化剂，也就是先将萃取剂进行皂化，即利用 某种碱(如肌0H， NaOH等)中和萃取剂分子上可解离的氢离子，转化为相应的盐(俗 称皂，如铵皂，钠皂等)。根据萃取化学原理，稀土离子对萃取剂的结合力大于NH4+、 Na + ，当含有萃取 剂的铵皂或钠皂的有机相与含稀土的水溶液接触时，稀土金属能取代NH4+、 Na+进 入有机相，实现稀土萃取，其反应式为REC13 + 3NH40R = RE (OR) 3 + 3NH4C1RECl3 + 3NaOR = RE(OR)3+3NaCl 其中NH,OR表示所述萃取剂的铵盐(也即俗称的铵皂) NaOR表示所述萃取剂的钠盐(也即俗称的钠皂) RE表示稀土金属，RE (OR)3表示有机相中的萃取剂稀土金属盐(俗称稀土皂)氢氧化铵是最早使用的皂化剂，但由于萃取一个稀土离子要产生3分子的氯 化铵，大量的氨氮废水成为稀土分离厂难以克服的障碍。而随着人们对环境保护的 重视和国家对水污染加强监管，目前稀土分离厂改用氢氧化钠作为皂化剂。但是使 用氢氧化钠的高成本使稀土生产厂难以承受。当前，全国稀土矿分为南方矿和北方 矿，其中南方矿为离子型氧化物(REO)矿，其年分离量3万吨左右，而l吨的稀土 氧化物就要消耗0. 7-0. 8吨的液氨；而北方稀土氧化物(REO)矿年分离量10万吨左 右，1吨的稀土氧化物消耗0.4吨左右的液氨；造成的污染可想而知；而NaOH的 用量是液氨的2.35倍，其成本高昂。本申请专利技术人的另一件中国专利申请(申请号为200510027475.0)公开了一 种以碱土金属氧化物、碱土金属氢氧化物或其组合为皂化剂的提取分离稀土金属的 方法。在此基础上，专利技术人做了进一步改进，开发出一种能有效解决环境污染问题、 成本更加低廉，同时又能与稀土分离厂现有工艺流程和生产设备衔接方便的稀土 皂的制备方法及装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于获得能有效解决环境污染问题、成本低廉、资源丰富易得 同时又能与稀土分离厂现有工艺流程和生产设备衔接方便的酸性磷/膦类萃取剂 稀土皂的制备方法。经过大量规模不等的实验，得到一种以天然石灰石烧成的生石 灰为原料制成的石灰乳作为皂化剂，连续制备酸性磷/膦萃取剂稀土皂的方法。一方面，本专利技术提供了一种石灰乳连续皂化制备酸性磷/膦萃取剂稀土皂的方法，它包括以下步骤a) 将生石灰消化后，配制成OFT浓度为1.0—10N的石灰乳；b) 将10-50体积份的萃取剂和90-50体积份的稀释剂配成浓度为 0.3-1.5mol/L的萃取有机相，其中，所述萃取剂为酸性磷/膦类萃取剂；c) 制备浓度为0-2.0mol/L的稀土盐水溶液；d) 将所得的石灰乳、萃取有机相和稀土盐水溶液以(3-6) : (30-60) : (3-6)的流量比进行连续混合和澄清，获得萃取剂的稀土皂有机相，其中，平均混合时间为3-20min，平均澄清时间为10-60rain。本专利技术的一个优选例中，所述萃取剂选自二 (2-乙基己基)磷酸酯、2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯或二 (2， 4， 4一三甲基戊基)膦酸酯。 本专利技术的一个优选例中，所述稀释剂选自煤油或C8-18的烷烃。 本专利技术的一个优选例中，所述稀土元素是Y、 La、 Ce、 Pr、 Nd、 Sm、 Eu、Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb、 Lu、或其组合。本专利技术的一个优选例中，所述稀土盐选自氯化稀土、硝酸稀土或硫酸稀土。 本专利技术的一个优选例中，所述所述石灰乳、萃取有机相和稀土盐水溶液的流量比为(3. 2-5. 0) : (35 — 50) : (3. 5-5. 2)。本专利技术的一个优选例中，该方法还包括步骤e)用90-50体积份的工业盐酸和10-50体积份的工业氢氟酸的混合酸对步骤d)中产生的乳化污物进行处理，搅拌静置后，将下层水相用于酸化萃取废水，上层有机相经水洗后返回萃取流程。本专利技术的一个优选例中，所述混合酸为75体积份的工业盐酸和25体积份 的氢氟酸。另一方面，本专利技术提供了一种石灰乳连续皂化制备酸性磷/膦萃取剂稀土 皂的装置，它包括二个或多个混合室组成的混合室组，以及澄清室，其中，所 述第一混合室用于萃取有机相与石灰乳的混合，第二混合室用于萃取有机相与 石灰乳的混合产物与稀土盐水溶液的混合；所述澄清室的顶部设有有机相出 口，下半部为锥形，水相及第三相出口设于其底部。本专利技术的一个优选例中，所述澄清室还包括固定在平移搅动滑架上的消泡 网及网架和搅泥耙。附图说明图1示出了稀土工业最常见的箱式混合澄清槽。图2示出了本专利技术的能连续排出第三相的混合澄清槽图3示出了本专利技术的附加了用于去除第三相机构的混合澄清槽。具体实施例方式本专利技术的石灰乳连续皂化制备酸性磷/膦萃取剂稀土皂方法中，所选用的皂 化剂是石灰乳，可以减少环境污染，同时成本低廉，资源丰富易得，连续制得的酸 性磷/膦萃取剂的稀土皂有机相，能与现有工艺流程和生产设备方便衔接。本专利技术的石灰乳连续皂化制备酸性磷/膦萃取剂稀土皂的装置能解决实际生产萃取过 程中产生第三相的问题，使得连续反应得以正常运行。在本专利技术的第一方面，提供了一种石灰乳连续皂化制备酸性磷/膦萃取剂 稀土皂的方法，它包括a) 制备石灰乳生石灰经水消化后，粗筛分离出大小石块和砂粒，浆液过-50至-200目不锈 钢筛网，滤浆静置后，上清液返回生石灰消化槽，底部浓稠物调配成OH—浓度为 1.0—10N的石灰乳。b) 萃取有机相本专利技术的萃取有机相由10-50体积份的萃取剂和90-50体积份的稀释剂配 成，其浓度为0.3-1.5mol/L。所述萃取剂为酸性磷/膦类萃取剂，特别优选二 (2-乙基己基)磷酸酯(商品名P204) 、 2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯(商 品名P507)或二 (2， 4， 4 —三甲基戊基)膦酸酯(商品名P272)。所述稀释 剂优选煤油或(V,8的垸烃。c) 用作制备萃取剂稀土皂稀土盐水溶液，其浓度为0-2.0mol/L。本专利技术所 述稀土元素是Y、 La、 Ce、 Pr、 Nd、 Sm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb、 Lu、或其组合。所述稀土盐特别本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种石灰乳连续皂化制备酸性磷／膦萃取剂稀土皂的方法，它包括以下步骤： ａ）将生石灰消化后，配制成ＯＨ↑［－］浓度为１．０－１０Ｎ的石灰乳； ｂ）将１０－５０体积份的萃取剂和９０－５０体积份的稀释剂配成浓度为０．３－１．５ｍｏｌ／Ｌ的萃取有机相，其中，所述萃取剂为酸性磷／膦类萃取剂； ｃ）制备浓度为０－２．０ｍｏｌ／Ｌ的稀土盐水溶液； ｄ）将所得的石灰乳、萃取有机相和稀土盐水溶液以（３－６）∶（３０－６０）∶（３－６）的流量比进行连续混合和澄清，获得萃取剂的稀土皂有机相，其中，平均混合时间为３－２０ｍｉｎ，平均澄清时间为１０－６０ｍｉｎ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张宝藏，
申请(专利权)人：张宝藏，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。