一种酸性萃取剂有机相直接萃取分离稀土元素的工艺方法技术

本发明专利技术涉及稀土分离技术领域，具体涉及一种酸性萃取剂有机相直接萃取分离稀土元素的工艺方法。本发明专利技术提出一种利用现行的酸性萃取剂有机相直接萃取分离稀土元素的工艺方法，该发明专利技术采用现行成熟应用的酸性膦类萃取剂+磺化煤油组成的有机相，直接制取稀土有机料和稀土皂，萃取分离稀土元素，只有低盐废水产出；同时，对废水中的废酸进行酸回收循环使用。产生的低盐废水经现行的废水处理后，一般可达标排放；也可后接RO反渗透膜过滤回收大部分去离子水回用，少量富离子废水浓缩结晶处理实现废水零排放，达到稀土分离清洁生产的目的。达到稀土分离清洁生产的目的。达到稀土分离清洁生产的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种酸性萃取剂有机相直接萃取分离稀土元素的工艺方法


[0001]本专利技术涉及稀土分离
，具体涉及一种酸性萃取剂有机相直接萃取分离稀土元素的工艺方法。

技术介绍

[0002]酸性萃取剂与煤油混合制备的有机相，经碱皂化后，是萃取分离单一稀土等元素的优良萃取剂，已有数十年的大规模应用，实践证明，具有生产的产品纯度和收率高、生产环境好、生产过程连续、易于实现自动化控制等优点；缺点是萃取分离前，需要先要用大量碱进行皂化处理，萃取、分离过程中又需要消耗大量的酸，这些酸碱在生产过程中发生中和反应，最终变成大量的高盐生产废水排出，如果要达到当前国家规定的废水排放要求，废水的处理成本较高，将大幅压缩企业的生产利润。
[0003]目前，稀土分离生产企业每生产一吨稀土氧化物，酸碱浓度(均按10mol/L计)的工序消耗一般为：精矿(TRO>92％)酸溶制料工序：盐酸2.3～2.4t、碱(NaOH或NH3·
H2O)0.2～0.25t、钕铁硼废料酸溶制料工序：盐酸4.5
‑
5.0t、液碱(NaOH或NH3·
H2O)0.5～0.8t；萃取分离工序：盐酸3.5～5.5t、液碱3.5～5.0t(工艺路线、产品不同，酸碱消耗略有增减)；沉淀工序消耗的沉淀剂将各种纯氯化稀土溶液转化成固体草酸稀土盐，并将溶液的Cl
‑
转化成废盐酸；碳沉则转化钠盐或铵盐，全部进入废水中：因为废水不能带酸排放，所以必须用等量的碱(石灰)中和废酸，最终全变成废盐和废水，假如所用酸碱浓度都为10mol/L，理论上盐酸单耗和液碱单耗摩尔数或体积应该相等的、自来水单耗为:30～40t/tTRO、理论上每生产一吨稀土氧化物要产生含盐废水:50～60t/tTRO、其中含NaCl废盐约：6～7t、CaCl2废盐8～9t、废水：35～44t。废水中平均总含盐量达到25～35％。远超国家规定的<8％(8000mg/L)要求。要处理这样大量的含盐废水，技术难度很大，目前处理成本也非常高；一些有资金势力大的大型企业为了生产，采用多效蒸发设备回收废盐和水，达到废水的零排放和少排的目的。该方法能耗高，处理成本也高，回收的盐和水价值很低，无法抵消废水的处理成本，因此，太多数的中小型企业都难以接受这种事后处理方法。如专利CN1504413A提供了一种氯化铵废液的综合回收利用方法。该方法首先要将氯化铵废液浓缩到2～3mol/L后，再加入循环剂氧化镁或浓硫酸，采用不同的设备和加热方法，分别蒸煮出回收氨水和盐酸，同时，回收循环剂氧化镁或浓硫酸返回工艺中使用，达到综合回收循环使用的目的；该方法的能耗仍然比较高、处理过程操作间断，难以连续化流水化操作。
[0004]因此，又提出了事前控制的理论，即在生产中尽量少加或不加入成盐元素，如：NH
4+
、K
+
、Na
+
、Ca
2+
、Mg
2+
等，实际上在需要碱皂化的萃取体系中，这是难以做到的。所以有人就提出了无碱皂化分离稀土的新萃取剂体系，如专利CN104513906B提供了一种采用非碱皂化的酸性萃取剂(P204或P507)与碱性萃取剂(N1923、N179、N116、DDA、DLA)按一定比例混合后形成协同萃取剂，该协同萃取剂与稀释剂混合与无机酸发生反应后，用去离子水洗至中性用于稀土元素的萃取分离，该萃取剂在萃取稀土元素的过程中不需要进行碱皂化处理，能够减少由于碱皂化处理所产生的氨氮等废水等对环境的污染等问题，但是含酸废水的问题仍
然存在。专利CN102766766B提供了一种采用P507或P204酸性膦类萃取剂与胺类萃取剂如N235经混合后的复合溶剂作为复合型萃取剂，该萃取剂不需要用碱皂化可直接萃取分离稀土，从而在源头上解决了因使用氨皂化而使萃取工序产生大量含氨废水的问题，同时也大大减少了氨碱和酸的使用，降低了生产成本。这一类的无碱皂化稀土萃取分离方法，因为加入的N235不但能萃酸，而且对重金属离子有很強萃取能力，存在影响稀土产品质量的潜在风险、以及纯水再生困难的问题难以解决。而这一类的无皂化协同萃取剂都需要改变现行使用了数十年，并且实践证明生产稳定，质量可靠的萃取剂配比，要想大规模的推广使用，其潜在风险非常大，如：混合有机相的耐时性和可靠性都还需要长时间的运转才能获得结果。
[0005]本专利技术创造的目的就是设计一种利用现行成熟的P204或P507等酸性萃取剂与磺化煤油组成的萃取剂有机相，在不影响、不改成变现有萃取剂有机相的配方、可靠性、稳定性和分离效果的情况下，实现无碱皂化萃取分离稀土元素的有效方案、方法和工艺路线。同时，回收纯化皂料和生产废水中的废酸回用，彻底解决高盐和含酸废水的排放难题，实现稀土萃取分离工艺的清洁生产。

技术实现思路

[0006]基于现有技术中常规的酸性膦类萃取剂+磺化煤油有机相，都需要皂化，萃取分离稀土元素过程中会产生大量高盐废水的问题。本专利技术的目的在于提出一种现行酸性萃取剂有机相，直接萃取分离稀土元素的工艺方案、方法和工艺路线；本专利技术采用现行成熟应用的酸性膦类萃取剂+磺化煤油组成的有机相，直接制取稀土有机料和稀土皂，实现萃取分离稀土元素的目的；生产过程中只有低盐废水产出；同时，对废水中的废酸进行酸回收循环使用。产生的低盐废水经现行的废水处理方法处理后，一般可达标排放；也可后接RO反渗透膜过滤回收大部分去离子水回用，少量富离子废水浓缩结晶处理实现废水零排放，达到稀土分离清洁生产的目的。
[0007]本专利技术创造的技术方案的原理是：因为酸性萃取剂+磺化煤油等的混合有机相与弱酸度稀土无机盐(RECl3、RE2(SO4)3、RENO3)溶液混合时，都具有一定的萃取稀土离子能力这一特性；同时，利用酮类酸萃取剂(领军268)在弱酸和低酸下基本上不萃取金属离子，只萃取酸的特性。分别在不同的萃取器中，完成稀土和酸的萃取，实现本专利技术创造的技术方案。
[0008]酮类酸萃取剂(领军268)是一种新型酸萃取剂，经我们初步试验分析，比重为0.82～0.825之间，无色透明；在酸度<3.0mol/L的条件下，对RE
3+
、和常见的Fe
3+
、Al
3+
、Fe
2+
、Pb
2+
、Ca
2+
、Cu
2+
、Co
2+
、Ni
2+
、Mg
2+
、Na
+
、K
+
等基本不萃取，而对酸(HCl、HNO3、HSO4或混合酸等)具有较好选择性萃取能力；该酮类酸萃取剂在PH值范围之内的萃取酸的饱和酸度为0.55～0.60mol/L之间；在酸度≧2.5mol/L时的饱和萃酸浓度为1.0mol/L左右。在含盐水相中能选择性萃取酸，而在与无盐的纯水(或微盐的自来水)接触时，萃入有机相中的酸又可將酸转入到纯水中，因此，载酸有机相的再生，可采用纯水洗酸，错流洗酸5～6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酸性萃取剂有机相直接萃取分离稀土元素的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：A.将待皂化稀土料液采用酮类酸萃取剂领军268萃取稀土料液中残酸，采用有机相为连续相，流比控制在，有机相：水相＝1:1～8，进行10～15级错流萃取残酸，有机相中酸浓度为0.5～0.6mol/L，水相合并收集，使萃酸后的稀土料液始终保持PH≧3.5；将水相皂料流入到隔油设备中隔油处理，水相做步骤B的料液用；B.将除油后PH≧3.5皂料与酸性萃取剂和磺化煤油配制的空白有机相混合萃取分离皂料中的稀土元素，采用有机相为连续相，流比控制在，有机相：水相＝1:1～8，进行10～15级错流萃取稀土元素；使萃取剂有机相中的稀土浓度达到工艺要求的0.10～0.20mol/L，萃余水相合并收集，因萃取反应放出废酸，水相中酸度升高，萃余水相料液的PH＝0.5～1.5，可以与同类产品合并处理；也可以再将萃余水相流入到隔油设备中隔油处理后，水相返回做步骤A的料液循环使用；C.将步骤A和步骤B隔油处理后的水相，交叉连续循环供料，实现流水化连续操作。2.根据权利要求1所述一种酸性萃取剂有机相直接萃取分离稀土元素的工艺方法，其特征在于，还包括将步骤A中萃取弱酸后的有机相，对草酸沉淀含酸母液进行废酸萃取，采用有机相为连续相进行多级逆流萃取提高酮类酸萃取剂的利用率，萃酸饱和有机相采用纯水洗酸，回收酸可直接达到复用纯度要...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁永权，丁汀，丁永和，
申请(专利权)人：萍乡楚峰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：