[发明专利]稀土的液－液分离方法

说明书

本发明涉及稀土的液-液分离方法。

这类方法已有许多被记载于文献并被付诸于工业实践。然而，许多方法或者涉及从含有这些元素和其他杂质的溶液回收全部稀土，或者涉及专门将稀土彼此分离。在回收全部稀土的情况下，已知的方法适应于稀土浓度一般较低的溶液，这样对这些方法的生产率是不利的。因此，需要一种能够使用较高浓度溶液，尤其是硝酸溶液的方法，。另外，还研究一种能够将稀土彼此分离的方法，尤其是将铈族稀土与钇族稀土分离的方法，甚至这两族稀土中的稀土的分离方法。

本发明的目的是研制一种能够满足这些需要中至少一种需要的方法。

为此，本发明的第一种方法是硝酸水溶液中所含的稀土的分离方法，这种溶液还含有一种或多种除稀土之外的元素，该方法的特征在于在所述的溶液中稀土浓度至少是200克/升，其特征还在于让该水溶液与含有至少一种通式(Ⅰ)(OR₁)(OR₂)(OR₃)PO的有机-含磷化合物的有机相进行接触，式中R₁、R₂、R₃代表相同或不同的脂族、芳族和/或脂环族烃基；在硝酸铵、碱金属硝酸盐或碱土金属硝酸盐存在下，让水溶液与有机相接触，这样可得到含有稀土的有机相。

本发明的第二种方法是一种选择性地将稀土彼此分离的方法，以便将第一组稀土与第二组稀土分离。这种方法包括：

-萃取步骤，其中让含有所有上述稀土的原料硝酸水溶液，与含有至少一种通式(Ⅰ)(OR₁)(OR₂)(OR₃)PO的有机-含磷化合物的有机相进行接触，式中R₁、R₂、R₃代表相同或不同的脂族、芳族和/或脂环族烃基；这样得到一种含有第一组稀土的有机相，与含有第二组稀土的含水萃余液；

-反萃取步骤，其中让含有第一组稀土的有机相与水或水溶液接触，这样得到含有第一组稀土的反萃取水溶液。这第二种方法的特征在于在反萃取步骤之前，用与上述反萃取水溶液性质相同的洗涤水溶液，实施洗涤含有第一组稀土有机相的步骤，其特征还在于萃取时，在与上述含水萃余液性质相同的其浓度至少等于原料稀土硝酸盐水溶液的浓度的溶液存在下，让原料稀土硝酸盐水溶液与有机相进行接触，这种与含水萃余液性质相同的溶液与有机相逆流接触，其体积流量等于至少15％，优选地至少25％有机相的体积流量。

第一种方法可用浓溶液有效地将稀土与杂质分离。第二种方法可在液-液萃取设备中使用很少的级进行更有效的分离。

结合附图阅读下面的说明书，可更完整地理解本发明的其他特征、细节与优点：

唯一的附图是本发明方法的流程图。

在整个说明书中，稀土都应理解是由钇与元素周期表中原子序数57-71(包括57和71)元素所组成的这组元素。铈组稀土应理解是从镧到钕的元素，钇组稀土是从钐到镥的元素与钇元素。

现在描述本发明的第一种方法。

含有稀土的源水溶液或原料水溶液是硝酸溶液。换句话说，稀土元素在这种溶液中主要呈硝酸盐形式。这种溶液具体地可来自于将通过采用如碱金属氢氧化物或碱金属碳酸盐之类的碱通过施加对如独居石、氟碳铈镧矿与磷钇矿之类的含稀土矿物施加化学作用得到的粒种溶解于硝酸所得到的溶液。这种溶液还可以来自用硝酸化学作用或再溶解稀土碳酸盐或稀土氧化物所得到的溶液。在将存在的阴离子转化成硝酸根阴离子之后，所得到的任何其他稀土溶液也可使用。

这种源溶液或原料溶液还含有一种或多种除稀土之外的元素杂质。一般地涉及如铁、钙、钡、铝或镭之类的金属元素。如磷或硅之类的其他元素也可能存在。

原料硝酸水溶液中的稀土浓度很高。更确切地，这种浓度是至少200克/升。该浓度还可以是至少400克/升，更特别地至少450克/升。在这里，整个说明书中稀土浓度都是以稀土氧化物(OT)表示的。