从硝酸稀土料液中分离镧的方法以及稀土精矿分离方法技术

本发明专利技术公开了一种从硝酸稀土料液中分离镧的方法，该硝酸稀土料液中不含有铈和钍，所述方法为：（1）配制体积比为30~50%的P503烷烃溶液作为萃取剂，并调节料液的pH为2~3；（2）采用硝酸钠或/硝酸锂溶液作为洗液，萃取得到含镧的萃余液和含镨和钕的有机相；（3）反萃取液为硫酸或/和硝酸，进行逆流反萃，得到含镨和钕的反萃取液；（4）向含镧的萃余液中加入稀土沉淀剂，将沉淀进行焙烧，得到氧化镧。同时，本发明专利技术还公开了一种稀土精矿中稀土的提取分离方法。所述稀土精矿的提取分离使用同一种中性萃取剂，生产经济压力小，且无需全捞全反的转型步骤，中性萃取剂的使用使得无须皂化，从源头上消除氨氮废水排放不达标的问题。

Method for separating lanthanum from nitric acid rare earth solution and method for separating rare earth concentrate

The invention discloses a method for separation of lanthanum from nitrate in rare earth solution, cerium and thorium containing the rare earth nitrate solution, the method is as follows: (1) with volume ratio of P503 alkanes 30~50% solution as extractant, and adjust the feed pH for 2~3; (2) using nitric acid sodium or lithium nitrate solution as the solution, extracted from the raffinate containing lanthanum and praseodymium and neodymium containing organic phase; (3) anti extract sulfuric acid or / and nitric acid, countercurrent stripping, get back extraction solution containing praseodymium and neodymium; (4) to add rare earth precipitant raffinate the liquid containing lanthanum, the precipitation roasting, obtain lanthanum oxide. The invention also discloses a method for extracting and separating rare earth in the rare earth concentrate. The extraction and separation of rare earth concentrates with the use of a neutral extractant, the production of economic pressure is small, and without the whole fishing all trans transformation steps, using neutral extractant made without saponification, eliminate emissions of ammonia wastewater is not up to the problem from the source.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于稀土分离
，涉及一种从硝酸稀土料液中分离镧的方法以及稀土精矿的分离方法，具体地，本专利技术涉及一种从不含铈和钍的硝酸稀土料液中分离镧的方法，更具体地，本专利技术涉及一种从含三价镧，镨和钕的硝酸稀土料液中分离镧的方法以及稀土精矿的分离方法。
技术介绍
包头稀土矿以轻稀土含量为主，其中铈占全部稀土的50%左右。其它的轻稀土镧、镨和钕占到50%左右，特别是镧的含量将近26%。目前，包头稀土矿的冶炼方式主要是浓硫酸的高温焙烧。其硫酸浸出液中的稀土经过全捞转型后，镧，铈和镨钕的分离主要是在盐酸体系中采用氨化P507多级分馏萃取实现的，得到镧和铈的单一产品，以及镨钕的混合产品(镨钕的分离系数小，只有1.4-1.8)。迄今为止，一盐基磷(膦)酸是萃取分离相邻稀土元素的选择性最好的萃取剂。被广泛应用于稀土溶剂萃取第一代、第二代流程的P204和P507是这类萃取剂的代表，对稀土湿法冶金工业的发展发挥了极大作用，目前有机磷(膦)类萃取剂无疑成了稀土离子最为广泛的萃取剂。特别是氨化P507萃取体系，其选择性和萃取容量得到了较大提高，尤其是在轻、中稀土分离方面。但是氨化P507由于氨化过程中，产生氨氮废水，治理难度大，工业污染物排放难以达标，加大了工厂末端治理的负担，目前是稀土萃取分离领域亟待解决的问题。从源头解决问题，是清洁工艺流程的必然要求。中性磷(膦)氧萃取剂萃取稀土离子一般属于络合配位机理，其萃取金属离子过程中，无需皂化，不产生氨氮废水。在低酸度下萃取金属离子时，盐析剂的影响较为显著。盐析剂易溶于水，本身不被萃取，也不与水相金属离子络合，它是影响中性磷(膦)氧萃取剂萃取性能的主要参数。盐析剂的作用是多方面的:水合作用使自由水分子数量减少，相应地被萃取物在水相中的有效浓度增加；当盐析剂阴离子与被萃物阴离子相同时，等于提高了被萃物阴离子浓度；降低水相介电常数，从而抑制水相金属离子的聚合和水化。这些均有利于分配比(D)值增加。一般而言，中性磷(膦)氧萃取剂在HNO3以及HNO3加盐析剂介质中的萃取能力比在HCl介质中普遍高出I~2个数量级，这是因为NO〗阴离子有最小的水合能，而Cr有较大的水合能，NO3-能产生较大的盐析作用。盐析作用一般与离子强度(// = [#',<)，离子势(ZVR)等有关，随离子强度、离子势的增加而增加。一般地，盐析剂不仅影响中性萃取剂萃取稀土的分配比，还影响分离系数。盐析效应不仅与盐析剂本身有关，还与萃取剂以及萃取体系有关。磷酸三丁酯(TBP)和甲基膦酸二甲庚酯(P350)是中性磷(膦)类萃取剂的代表。TBP作为稀土第一代萃取剂的代表，是最早应用于稀土工业的萃取剂，但是它的萃取能力弱，而且萃取水相要求酸度高，伴随着矿物酸的共萃问题。P350在萃取分离高纯镧的工艺中作为一种高选择性的萃取剂也得到了广泛的应用，它能在低酸度下较好地萃取稀土元素，与TBP相比，具有对某些元素的萃取率高、分离因素大、杂质影响小等特点，在较高的盐析剂浓度下，Pr/La的分离因数达到5~6，可用于分离制备纯度较高的镧产品，但是该萃取剂存在萃取能力不强，有机相粘度大，不利于分层等缺点。Cytec公司推出了一系列新型的含磷中性萃取剂，即Cyanex921、Cyanex923、Cyanex925等,具有对稀土元素的高效萃取性能和分离选择性。尽管其萃取能力强，不存在乳化和萃取剂损失的问题，但是由于是美国氰胺公司(American Cyanamid C0.)生产,所以成本高,价格昂贵,在商业应用前景上不具有吸引力。因此，在稀土分离研究中寻找性能优越的中性磷萃取剂具有重要的实际意义。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种从含三价镧，镨和钕混硝酸稀土料液中分离镧的方法，该硝酸稀土料液中不含有铈和钍，所述方法利用了稀土离子的自盐析效应，可以很好地实现从轻稀土溶液中提取镧的目的。为了达到上述目的，本专利技术采用了如下技术方案:所述从硝酸稀土料液中分离镧的方法，该硝酸稀土料液中不含有铈和钍，所述方法包括如下步骤:(I)配制体积比为30~50%的P503烷烃溶液作为萃取剂，并调节料液的pH为2~3 ；(2)采用分馏萃取工艺进行萃取，得到含镧的萃余液和含镨和钕的有机相；(3)反萃取液为硫酸或/和硝酸，进行逆流反萃，得到含镨和钕的反萃取液；(4)向含镧的萃余液中加入稀土沉淀剂，将过滤得到的沉淀进行焙烧，得到氧化镧。萃取剂P503，文名称:2-乙基己基膦酸-二(2-乙基己基酯)，英文名称:dis (2ethylehexyl) 2ethylexyl phosphate,英文缩写:DEH/EHP,是一种中性有机勝氧化物，结构式为:ROο \々 P々/ \ROR式中，所述R为: w2JTL5 1-CH2-CH-CH2-CH2-CH2-CH3P503属于中性有机磷(膦)萃取剂，关于它萃取和分离金属的报道还不多见。该萃取剂易合成，成本低，可与常见的碳氢类稀释剂完全混溶；纯度>95%，良好的水解稳定性，物理现象好，高选择性，易反萃，可以多次循环使用。研究发现，它是硝酸体系中Ce(IV)的特效萃取剂，同时对Th(IV)也具有适中的萃取能力和选择性，在硝酸体系中没有盐析剂的情况下，P503对三价稀土几乎没有萃取，这样使得Ce (IV)、Th(IV)能够很好地与其它稀土分离。在盐析剂存在下，低酸度下，对三价稀土硝酸盐也有适中的萃取能力。主要是由于P503分子中P = O基团存在未配位的孤电子对。通常，它萃取稀土是通过磷酰氧上未配位的孤电子对与中性稀土化合物中的稀土离子配位，生成配价键的中性萃取络合物。中性磷(膦)氧萃取剂在盐析剂作用下，对三价稀土的萃取能力一般是随原子序数增大而增大。专利技术人曾系统的研究了盐析剂存在下P503作为萃取剂对三价稀土(RE3+)的萃取规律。研究表明，萃取分配比D随原子序数增大而增大，且轻稀土增幅较大，对重稀土的萃取差别较小。即:Lu>Tm>Er ^ Yb ^ Ho>Dy>Y>Tb>Eu>Sm>Gd>Nd>Pr>Ce>La萃取分配比对数与原子序数(1gD-Z)曲线(如图1所示)呈不明显的“四分组效应”。其中，C (RE3+)=L OX 10_3mol/L，C (P503) =0.42mol/L。盐析剂的影响程度大于水相酸度，盐析剂浓度越高，萃取能力越强。其中，PHe是水相平衡酸度。本专利技术利用不含有铈和钍的硝酸稀土料液，低pH酸度下，P503萃取剂对三价稀土硝酸盐具有较好的萃取能力来进行镧的分离提取。由于稀土离子的自盐析效应，镨和钕同时被萃取到P503上相，而镧留在下相，从而实现了镧与镨、钕的分离。实验表明，当镧的浓度为50g/L，镨和钕的浓度分别为24g/L和28g/L时，料液平衡时的pH酸度为2.6，有机相P503的体积百分比浓度为40%，单级萃取时，镨和钕的萃取率分别为71%和82%，而镧的萃取率仅有6%，实现了镧和镨、钕的分离。通过上述方法，可以实现镧从硝酸稀土料液(不含有铈和钍)中提取出来，实现镧和镨、钕的分离。作为优选技术方案，步骤(4)后任选进行:(5)向含镨和钕的反萃取液中加入稀土沉淀剂，将过滤得到的沉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含三价镧、镨和钕的硝酸稀土料液中分离镧的方法，该硝酸稀土料液中不含有铈和钍，其特征在于，所述方法包括如下步骤：（1）配制体积比为30~50%的P503烷烃溶液作为萃取剂，并调节料液的pH为2~3；（2）采用硝酸钠或/硝酸锂溶液作为洗液，采用分馏萃取工艺进行萃取，得到含镧的萃余液和含镨和钕的有机相；（3）反萃取液为硫酸或/和硝酸，进行逆流反萃，得到含镨和钕的反萃取液；（4）向含镧的萃余液中加入稀土沉淀剂，将过滤得到的沉淀进行焙烧，得到氧化镧。

【技术特征摘要】
1.一种从含三价镧、镨和钕的硝酸稀土料液中分离镧的方法，该硝酸稀土料液中不含 有铈和钍，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)配制体积比为30?50%的P503烷烃溶液作为萃取剂，并调节料液的pH为2?3；(2)采用硝酸钠或/硝酸锂溶液作为洗液，采用分馏萃取工艺进行萃取，得到含镧的萃 余液和含镨和钕的有机相；(3)反萃取液为硫酸或/和硝酸，进行逆流反萃，得到含镨和钕的反萃取液；(4)向含镧的萃余液中加入稀土沉淀剂，将过滤得到的沉淀进行焙烧，得到氧化镧。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4)后任选进行：(5)向含镨和钕的反萃取液中加入稀土沉淀剂，将过滤得到的沉淀进行焙烧，得到镨和 钕的混合氧化物。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述稀土沉淀剂为草酸或/和碳酸铵， 优选碳酸铵。4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述稀土料液中三价混合稀土的质 量为71?130g/L稀土料液，优选8(Tl25g/L稀土料液，进一步优选9(Tl20g/L稀土料液。5.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述烷烃为磺化煤油、正庚烷或正己 烷中的一种或者至少两种的混合物，优选磺化煤油或/和正庚烷；优选地，步骤（2)分馏萃取过程中，萃取段的级数为5?12，优选6?11，进一步优选 6 ?10 ；优选地，步骤（2)分馏萃取过程中，洗涤段的级数为3?10，优选4?9，进一步优选5?8。6.如权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述硝酸钠溶液的物质的量浓度为 0. 5?5mol/L,优选1?4mol/L,进一步优选1?3mol/L ；优选地，所述硝酸锂溶液的物质的量浓度为0. 5?5mol/L，优选f4mol/L，进一步优选 1?3mol/L。7.如权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，步骤（...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵君梅，刘会洲，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：