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一种萃取分离镧的方法与流程
时间:2024-03-14 14:13 点击次数:153

  :近年来,国家大力发展面向高端化、智能化、精准化的高新技术及材料领域研究,高纯la2o3作为精密光学玻璃、热电材料、激光材料等前沿材料的基础原材料,属于重要战略性资源。目前la2o3生产工艺主要采用萃取分离工艺,轻稀土中萃取分离镧的传统方法和流程是采用p204-煤油-盐酸体系或p507-煤油-盐酸体系按lacepr/nd、lace/pr、la/ce分离顺序先后得到nd、pr和la、ce产品,或按lace/prnd、la/ce、pr/nd分离顺序先后得到la、ce和pr、nd产品,这两种传统方法充槽物料和酸碱消耗大,固定投资和生产成本高。因此,严纯华等人对氟碳铈矿稀土萃取分离流程做过改进,开发了带三出口的轻稀土分离工艺流程,邓佐国等人也对混合轻稀土萃取分离工艺进行了优化研究,开发了带模糊分离的轻稀土分离工艺流程。但目前南方离子稀土冶炼企业la2o3产品分离成本较高,导致企业利润率较低,资源浪费严重。技术实现要素:本发明公开了一种从萃取分离镧的方法,旨在提供一种分离成本低的萃取分离镧技术。本发明的萃取分离镧的方法如下:1)采用p507浓度为1.0~1.5mol/l、溶剂为煤油的萃取剂和[h+]浓度为0.1~2mol/l、[nd3++pr3+]浓度为0.3~2mol/l的(prnd)cl3溶液分离laceprnd氯化物溶液得到lacepr水相和prnd有机相;2)采用p507浓度为1.0~1.5mol/l、溶剂为煤油的萃取剂和[h+]浓度为0.1~2mol/l、[nd3++pr3+]浓度为0.3~2mol/l的(prnd)cl3溶液分离步骤1)的lacepr水相,得到粗la水相、cepr水相和含pr有机相;3)采用[h+]浓度为0.3~2mol/l、[nd3+]浓度为0.3~2mol/l的ndcl3溶液分离步骤1)的prnd有机相和步骤2)的含pr有机相的混合有机相得到prnd水相和nd有机相;将prnd水相的10~30%作为产品,20~50%返回步骤1)用于分离laceprnd氯化物,20~50%返回步骤2)用于分离lacepr水相;4)采用浓度为4~6mol/l的盐酸反萃取nd有机相,得到nd反萃取水相;10~30%nd反萃取水相作为产品,70~90%返回步骤步骤3)用于分离混合有机相;5)采用p507浓度为1.0~1.5mol/l、溶剂为煤油的萃取剂分离步骤2)的粗la,得到非稀土废水与la有机相;采用[h+]浓度为0.3~2mol/l、[ce3+]浓度为0.3~2mol/l的cecl3溶液反萃取la有机相,得到la产品和ce有机相;6)采用[h+]浓度为0.3~2mol/l、[pr3+]浓度为0.3~2mol/l的prcl3溶液和步骤5)的ce有机相分离步骤2)的cepr水相,得到ce水相和pr有机相;3~10%ce水相作为产品,90~97%返回步骤5)用于反萃取la有机相;7)采用浓度为4~6mol/l的盐酸反萃取pr有机相得到pr水相,10~30%pr水相作为产品,70~90%返回步骤6)用于分离步骤2)的cepr水相。评价稀土分离成本高低,萃取量是重要评价指标。ce/nd分离系数比ce/pr或pr/nd大,采用以ce/nd分离为原则,将laceprnd萃取分离为lacepr和prnd,根据串级优化萃取工艺设计理论计算,这样分离的萃取量或洗涤量会小很多,大大缩短了工艺流程,减小了萃取槽体积,降低了充槽一次性投资和化工材料单耗,生产成本会大幅下降。将laceprnd分离、la/cepr、prnd/nd、非稀土/la、la/ce和ce/p分离组合,形成互动。利用la/cepr分离和laceprnd分离的负载有机相的萃取量替代prnd/nd分离的萃取量,实现prnd/nd分离有机相不用碱皂化,从而减少了碱消耗;将prnd/nd分离的一部分水相作为洗涤液来替代传统la/cepr分离和laceprnd分离的盐酸洗涤液,使la/cepr分离和laceprnd分离洗涤不用酸,从而达到节约酸碱消耗,降低生产成本的目的,也减小了萃取分离生产废水的排放量,并降低了废水中的酸度和盐分。prnd/nd分离采用了有机相进料技术,减少了lacepr/prnd前一分离负载有机相的反萃取酸的消耗。反萃取液分流一部分作为洗液,此洗涤液为易萃取组份料液,提高了洗涤和分离效果,而且减少了酸消耗。本发明的上述工艺流程短,实现充槽物料更省,酸碱消耗更低,降低了生产成本,减小了设备和充槽投资,减少了生产废水排放。附图说明下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地详细说明,但不构成对本发明的任何限制。图1是本发明的工艺流程示意图。具体实施方式表1laceprnd氯化物溶液组份(按氧化物计算)元素la2o3ceo2pr6o11nd2o3wre/%52.695.5212.8029.00将上述含laceprnd的氯化物溶液分离成la、ce、pr、nd四个单一稀土元素产品,产品质量指标如表2所示。表2la、ce、pr、nd稀土元素的产品质量指标元素名称纯度(%)非稀土杂质(%)la>99.99ceo2、pr6o11、nd2o3均<0.002ce>99.99la2o3、pr6o11、nd2o3均<0.002pr>99.9la2o3、ceo2均<0.01、nd2o3均<0.04nd>99.9la2o3、ceo2均<0.01、pr6o11<0.04prndpr+nd>99.9la2o3、ceo2均<0.01实施例1采用p507浓度为1.5mol/l、溶剂为煤油的萃取剂(皂化率为36%)和[h+]浓度为0.5mol/l、[nd3++pr3+]浓度为1.5mol/l的(prnd)cl3溶液,经过26级萃取50级洗涤分离浓度为1.5mol/l,酸度为ph3.5的laceprnd氯化物溶液得到lacepr水相和prnd有机相;采用p507浓度为1.5mol/l、溶剂为煤油的萃取剂(皂化率为36%)和[h+]浓度为0.5mol/l、[nd3++pr3+]浓度为1.5mol/l的(prnd)cl3溶液,经过26级萃取50级洗涤分离lacepr水相,得到粗la水相、cepr水相和含pr有机相;采用[h+]浓度为0.5mol/l、[nd3+]浓度为1.5mol/l的ndcl3溶液,经过40级洗涤分离prnd有机相和含pr有机相的混合有机相得到prnd水相和nd有机相;将prnd水相的30%作为产品,35%返回用于分离laceprnd氯化物,35%返回用于分离lacepr水相;采用浓度为5mol/l的盐酸反萃取nd有机相,得到nd反萃取水相;30%nd反萃取水相作为产品,70%返回用于分离混合有机相;采用p507浓度为1.5mol/l、溶剂为煤油的萃取剂经过10级萃取30级洗涤分离粗la,得到非稀土废水与la有机相;采用[h+]浓度为0.5mol/l、[ce3+]浓度为1.5mol/l的cecl3溶液,经过50级洗涤反萃取la有机相,得到la产品和ce有机相;采用[h+]浓度为0.5mol/l、[pr3+]浓度为1.5mol/l的prcl3溶液和ce有机相,经过35级萃取25级洗涤分离cepr水相,得到ce水相和pr有机相;5%ce水相作为产品,95%返回用于反萃取la有机相;采用浓度为5mol/l的盐酸反萃取pr有机相得到pr水相,30%pr水相作为产品,70%返回用于分离cepr水相。经测算,该萃取分离镧的方法与传统分离镧的方法相比,存槽有机相减少约35%,稀土存槽量减少约35%,盐酸消耗减少约50%,液碱消耗减少约50%。实施例2本实施例的laceprnd氯化物溶液组份如上表1,产品质量指标如表2所示。采用p507浓度为1.2mol/l、溶剂为煤油的萃取剂(皂化率为36%)和[h+]浓度为1.2mol/l、[nd3++pr3+]浓度为0.5mol/l的(prnd)cl3溶液,经过30级萃取60级洗涤分离浓度为1.5mol/l,酸度为ph3.5的laceprnd氯化物溶液得到lacepr水相和prnd有机相;采用p507浓度为1.2mol/l、溶剂为煤油的萃取剂(皂化率为36%)和[h+]浓度为1.2mol/l、[nd3++pr3+]浓度为0.5mol/l的(prnd)cl3溶液,经过35级萃取56级洗涤分离lacepr水相,得到粗la水相、cepr水相和含pr有机相;采用[h+]浓度为1.2mol/l、[nd3+]浓度为0.5mol/l的ndcl3溶液,经过50级洗涤分离prnd有机相和含pr有机相的混合有机相得到prnd水相和nd有机相;将prnd水相的10%作为产品,45%返回用于分离laceprnd氯化物,45%返回用于分离lacepr水相;采用浓度为6mol/l的盐酸反萃取nd有机相,得到nd反萃取水相;10%nd反萃取水相作为产品,90%返回用于分离混合有机相;采用p507浓度为1.2mol/l、溶剂为煤油的萃取剂经过8级萃取36级洗涤分离粗la,得到非稀土废水与la有机相;采用[h+]浓度为1.2mol/l、[ce3+]浓度为0.5mol/l的cecl3溶液,经过60级洗涤反萃取la有机相,得到la产品和ce有机相;采用[h+]浓度为1.2mol/l、[pr3+]浓度为0.5mol/l的prcl3溶液和ce有机相,经过35级萃取25级洗涤分离cepr水相,得到ce水相和pr有机相;10%ce水相作为产品,90%返回用于反萃取la有机相;采用浓度为5mol/l的盐酸反萃取pr有机相得到pr水相,10%pr水相作为产品,90%返回用于分离cepr水相。经测算,该萃取分离镧的方法与传统分离镧的方法相比,存槽有机相减少约35%,稀土存槽量减少约35%,盐酸消耗减少约50%,液碱消耗减少约50%。经测算,本发明的萃取分离镧的方法与传统分离镧的方法相比,存槽有机相减少约32%,稀土存槽量减少约30%,盐酸消耗减少约43%,液碱消耗减少约47%。优化改进的萃取分离的方法降低了生产成本,减小了设备和充槽投资,减少了生产废水排放,工艺是先进合理的。当前第1页12

  技术研发人员:刘志强;张魁芳;曹洪杨;朱薇;郭松秋;李伟;高远;陶进长;金明亚;

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