一种稀土元素的萃取分离方法技术

本发明专利技术公开了一种稀土元素的萃取分离方法，该法采用酸性‑碱性复合萃取剂分离稀土元素，在萃取过程中，将萃取段中间级的水相引出并经过碱性萃取剂萃取分离后，再返回萃取段继续萃取；将洗涤段排出的水相引入萃取段的中间级进行萃取，将水洗段排出的水洗液返回水洗段、洗涤段和反萃段使用，或者用于配制溶解稀土矿的酸。本发明专利技术实现了酸性‑碱性复合萃取剂的循环利用，实现了水和酸的重复利用，提高了酸性‑碱性复合萃取剂的萃取容量，显著降低了稀土萃取分离成本。

【技术实现步骤摘要】
一种稀土元素的萃取分离方法
本专利技术涉及稀土元素分离方法，具体涉及一种采用酸性-碱性复合萃取剂萃取分离稀土元素的方法。
技术介绍
稀土元素具有独特电子结构和光、电、磁学特性，开发和利用稀土资源，对于促进我国经济的发展具有重要的意义。稀土矿是主要的稀土资源，在稀土矿的冶炼过程中，从稀土矿的浸出液中分离稀土元素是其中重要的一个步骤。常用的稀土元素分离方法是溶剂萃取法。我国稀土行业多使用以酸性磷型萃取剂P507或P204为主的萃取剂分离稀土元素。传统的以二(2-乙基己基)膦酸、2-乙基己基膦酸2-乙基己基脂、环烷酸为主要萃取剂的稀土分离方法，需要采用氨水等碱性试剂对萃取剂进行预皂化处理，不仅耗用大量碱性试剂，还产生了大量氨氮废水，必须经过处理才能排放，否则会造成环境污染。近年来，已有不少非皂化萃取分离稀土元素的技术报道，其中“一种无皂化稀土萃取分离工艺”（CN102766766A），还有申请人的“一种轻稀土元素的无皂化萃取分离方法”（CN104532021A），“一种无皂化萃取分离轻稀土元素的方法”（CN104120258A），“一种非稀土杂质和稀土元素萃取分离方法（CN107130120A）”，“用于分离钇的混合萃取剂及从稀土料液中萃取分离钇的方法”等专利采用酸性-碱性复合萃取剂萃取分离氯化稀土料液，可以省却酸性萃取剂的预皂化步骤、实现稀土元素的无皂化萃取分离，是一种绿色的萃取分离技术。但是，这些公开的方法并未解决复合萃取剂、水、酸的循环利用以及萃取剂萃取容量下降的难题，这将严重影响这一绿色萃取技术的应用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种稀土元素的萃取分离方法，该方法可以实现酸性-碱性复合萃取剂的循环利用，并提高酸性-碱性复合萃取剂对稀土的萃取容量。实现本专利技术目的的技术方案是:（1）萃取分离工序一包括萃取段和反萃段；将经过酸溶解、除杂后的稀土原料液送入萃取分离工序一中萃取段的最后1级，将碱性萃取剂送入萃取段的第1级，有机相流经萃取段各级后流入反萃段的第1级，将水送入反萃段的最后1级，有机相经过水洗后返回萃取段第1级重复使用；从萃取段第1级排出的稀土料液送入萃取分离工序二；（2）萃取分离工序二包括萃取段、洗涤段、反萃段和水洗段；将酸性-碱性复合萃取剂送入萃取分离工序二中萃取段的第1级，将萃取分离工序一萃取段第1级排出的稀土料液送入萃取分离工序二中萃取段的最后1级；将负载稀土的酸性-碱性复合萃取剂送入萃取分离工序二洗涤段的第1级，将洗涤酸送入萃取分离工序二洗涤段的最后1级；将经过洗涤的有机相送入萃取分离工序二反萃段的第一级，将反萃酸加入萃取分离工序二中反萃段的最后1级；将经过反萃的有机相送入萃取分离工序二中水洗段的第1级，在萃取分离工序二水洗段的各级中分别加入水对有机相进行洗涤，或者，在萃取分离工序二的水洗段中，每隔2-3级加入水对有机相进行洗涤（此处不是每级都加水，是根据需要调整的，可以每级加水，也可以间隔2级加水，也可以间隔3级加水）；从水洗段最后1级流出的有机相，返回萃取段的第1级使用；将萃取段中间级的水相引出，送入萃取分离工序三；（3）萃取分离工序三包括萃取段和反萃段；将萃取分离工序二萃取段中间级的水相引出，送入萃取分离工序三萃取段的最后1级，流经萃取分离工序三中萃取段各级后从第1级排出，再返回萃取分离工序二萃取段的中间级中；将碱性萃取剂送入萃取分离工序三萃取段的第1级，有机相流经萃取段各级后流入反萃段的第1级，将水送入反萃段的最后1级，有机相经过水洗后返回萃取段第1级重复使用。所述从萃取分离工序一和萃取分离工序三的反萃段第1级的水洗液用作配制溶矿用酸或用作稀土萃取分离工序的洗涤酸、反萃酸。所述萃取分离工序二萃取段第1级排出的水相，为难萃组分产品；萃取分离工序二洗涤段第1级排出的水相引入萃取段的中间级中，或者将洗涤段第1级排出的水相直接收集，得到中间产品；萃取分离工序二反萃段第1级排出的水相，为易萃组分产品；萃取分离工序二水洗段最后几级流出的水洗液，返回水洗段第1、2级重复使用；从萃取分离工序二中水洗段第1、2级排出的水洗液，用作配制溶矿用酸或用作稀土萃取分离工序的洗涤酸、反萃酸；萃取分离工序二水洗段中间级排出的水洗液送入废水处理工序，除去其中的酸、悬浮物、不溶物后，得到的清水返回萃取分离工序二中水洗段重复使用。上述方法中，萃取分离工序一、二和三中所述的碱性萃取剂为三烷基叔胺或伯胺；萃取分离工序二中所述的酸性萃取剂为二(2-乙基己基)膦酸、2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯，二(2，4，4-三甲基戊基)膦酸或环烷酸；萃取分离工序一、二和三中所述的萃取剂还包括稀释剂，其中稀释剂为选自C2-C8的醇类物质、磷酸三丁酯、磺化煤油、正己烷、环己烷、苯、甲苯试剂中的一种或两种组合。上述方法中，萃取分离工序一和三中所述的碱性萃取剂组成为：碱性萃取剂5-50%（体积%），稀释剂50－95%（体积%）。上述方法中，萃取分离工序二中所述的酸性-碱性复合萃取剂组成为：酸性萃取剂5-55%(体积%），碱性萃取剂5-40%（体积%）,稀释剂5－90%（体积%）。上述方法中，步骤（1）中所述的稀土原料液为含有La、Ce，Pr、Nd，Sm、Eu、Gd、Tb、Dy，Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y中的1种到15种稀土元素的盐酸溶液，其中稀土总浓度为0.8~1.8mol/L，氢离子浓度为0.0001~1.5mol/L。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：（1）采用酸性-碱性复合萃取剂萃取分离稀土元素，萃取剂都无需皂化处理，避免了碱性试剂的消耗，不仅从源头消除了氨氮废水或高盐废水的产生，还降低了稀土分离成本；（2）洗涤和反萃用酸的酸度都很低，远低于皂化萃取剂体系所需的反萃酸度；（3）实现了酸性-碱性复合萃取剂的循环利用。水洗液中的残酸和水都得到了回收利用，降低了萃取分离过程的酸耗和水耗，进一步降低了稀土萃取分离成本；（4）显著提高了酸性-碱性复合萃取剂对稀土的萃取容量和分离能力。附图说明图1为本专利技术方法中稀土元素萃取分离工序一的流程图；图2为本专利技术方法中稀土元素萃取分离工序二的流程图；图3为本专利技术方法中稀土元素萃取分离工序三的流程图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本
技术实现思路
作进一步的说明，但本专利技术并不限于以下实施例。实施例1：参照图1-3，（1）将含有La、Ce、Pr、Nd的稀土原料液（稀土浓度为1.3mol/L,氢离子浓度为0.7mol/L）送入萃取分离工序一中萃取段的倒数第1级，将碱性萃取剂（由15%三辛胺、30%仲辛醇和55%正己烷组成）送入萃取段的第1级，经过4级萃取后的有机相流入反萃段的第1级，将水送入反萃段的倒数第1级，有机相经过6级反萃后返回萃取段第1级重复使用；从萃取段第1级排出的水相送入萃取分离工序二；（2）将酸性-碱性复合萃取剂（由20%2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯,15%三辛胺、20%异辛醇和45%正己烷组成）送入萃取分离工序二中萃取段的第1级，将萃取分离工序一萃取段第1级排出的水相送入萃取分离工序二中萃取段的倒数第1级；在萃取的过程中，将萃取分离工序二中萃取段的倒数第2、3级的水相引出，送入萃取分离工序三（其中萃取分离工序三中的碱性萃取剂组成、反萃剂种类、萃取段、反萃段级数与萃取分离工序一相同）萃取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土元素的萃取分离方法，包括萃取分离工序一、萃取分离工序二和萃取分离工序三，其特征在于，萃取分离方法具体包括以下步骤：（1）萃取分离工序一包括萃取段和反萃段；将经过酸溶解、除杂后的稀土原料液送入萃取分离工序一中萃取段的最后1级，将碱性萃取剂送入萃取段的第1级，有机相流经萃取段各级后流入反萃段的第1级，将水送入反萃段的最后1级，有机相经过水洗后返回萃取段第1级重复使用；从萃取段第1级排出的稀土料液送入萃取分离工序二；（2）萃取分离工序二包括萃取段、洗涤段、反萃段和水洗段；将酸性‑碱性复合萃取剂送入萃取分离工序二中萃取段的第1级，将萃取分离工序一萃取段第1级排出的稀土料液送入萃取分离工序二中萃取段的最后1级；将负载稀土的酸性‑碱性复合萃取剂送入萃取分离工序二洗涤段的第1级，将洗涤酸送入萃取分离工序二洗涤段的最后1级；将经过洗涤的有机相送入萃取分离工序二反萃段的第一级，将反萃酸加入萃取分离工序二中反萃段的最后1级；将经过反萃的有机相送入萃取分离工序二中水洗段的第1级；在萃取分离工序二水洗段的各级中分别加入水对有机相进行洗涤，或者，在萃取分离工序二的水洗段中，每隔2‑3级加入水对有机相进行洗涤；从水洗段最后1级流出的有机相，返回萃取段的第1级使用；将萃取段中间级的水相引出，送入萃取分离工序三；（3）萃取分离工序三包括萃取段和反萃段；将萃取分离工序二萃取段中间级的水相引出，送入萃取分离工序三萃取段的最后1级，流经萃取分离工序三中萃取段各级后从第1级排出，再返回萃取分离工序二萃取段的中间级中；将碱性萃取剂送入萃取分离工序三萃取段的第1级，有机相流经萃取段各级后流入反萃段的第1级，将水送入反萃段的最后1级，有机相经过水洗后返回萃取段第1级重复使用。...

【技术特征摘要】
1.一种稀土元素的萃取分离方法，包括萃取分离工序一、萃取分离工序二和萃取分离工序三，其特征在于，萃取分离方法具体包括以下步骤：（1）萃取分离工序一包括萃取段和反萃段；将经过酸溶解、除杂后的稀土原料液送入萃取分离工序一中萃取段的最后1级，将碱性萃取剂送入萃取段的第1级，有机相流经萃取段各级后流入反萃段的第1级，将水送入反萃段的最后1级，有机相经过水洗后返回萃取段第1级重复使用；从萃取段第1级排出的稀土料液送入萃取分离工序二；（2）萃取分离工序二包括萃取段、洗涤段、反萃段和水洗段；将酸性-碱性复合萃取剂送入萃取分离工序二中萃取段的第1级，将萃取分离工序一萃取段第1级排出的稀土料液送入萃取分离工序二中萃取段的最后1级；将负载稀土的酸性-碱性复合萃取剂送入萃取分离工序二洗涤段的第1级，将洗涤酸送入萃取分离工序二洗涤段的最后1级；将经过洗涤的有机相送入萃取分离工序二反萃段的第一级，将反萃酸加入萃取分离工序二中反萃段的最后1级；将经过反萃的有机相送入萃取分离工序二中水洗段的第1级；在萃取分离工序二水洗段的各级中分别加入水对有机相进行洗涤，或者，在萃取分离工序二的水洗段中，每隔2-3级加入水对有机相进行洗涤；从水洗段最后1级流出的有机相，返回萃取段的第1级使用；将萃取段中间级的水相引出，送入萃取分离工序三；（3）萃取分离工序三包括萃取段和反萃段；将萃取分离工序二萃取段中间级的水相引出，送入萃取分离工序三萃取段的最后1级，流经萃取分离工序三中萃取段各级后从第1级排出，再返回萃取分离工序二萃取段的中间级中；将碱性萃取剂送入萃取分离工序三萃取段的第1级，有机相流经萃取段各级后流入反萃段的第1级，将水送入反萃段的最后1级，有机相经过水洗后返回萃取段第1级重复使用。2.根据权利要求1所述的稀土元素的萃取分离方法，其特征在于：所述从萃取分离工序一和萃取分离工序三的反萃段第1级的水洗液用作配制溶矿用酸或用作稀土萃取分离工序的洗涤酸、反萃酸。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘葵，王岩，张鹏，蒋卷涛，魏兴婷，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：发明
国别省市：广西,45