[其他]溶剂萃取分组稀土及富集铽

说明书

应用湿法冶金液－液萃取技术，提出了以２－乙基己基膦酸２－乙基己基酯（简写为ＨＥＨＥＨＰ）为萃取剂，配成ＨＥＨＥＨＰ－ＨＥＨＥＨＰ铵盐－煤油萃取有机相，将Ｌａ－Ｅｒ，Ｙ混合稀土（其中Ｔｂ_４Ｏ_７为４－７％）氯化物萃取分离为Ｌａ－Ｇｄ和Ｔｂ－Ｅｒ，Ｙ组，再从负载Ｔｂ－Ｅｒ，Ｙ的ＨＥＨＥＨＰ有机相中分离富集Ｔｂ的两步多级分馏萃取工艺。获得Ｔｂ富集物品位为８５－９０％，经两步萃取分离Ｔｂ的总收率＞９７％，并获得分别含Ｔｂ_４Ｏ_７０．０１％和＜０．２％的Ｌａ－Ｇｄ和Ｄｙ－Ｅｒ，Ｙ两种富集物。

本发明属于湿法冶金稀土分离工艺，溶剂萃取分离稀土。

稀土元素包括镧系（原子序57～71）和钇，钪等17个元素。稀土元素化学性质极为相似，但各个元素各具特性，因而它们的应用领域各异。从混合稀土中分离单一稀土是湿法冶金中困难问题之一。在萤光发光材料及x-线增感屏等方面作为激活离子用量日增。但在稀土矿物含量较低，它的分离纯制更为困难。

本发明研究了从混合稀土中以2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯为萃取剂（以下简写为HEHEHP）用液-液萃取技术，提出了经Gd-Tb分馏萃取分组稀土及高收率分离富集Tb的工艺，将Tb的品位从4-7%富集至85-90%，两步工艺的总收率＞97%。

用HEHEHP为萃取剂萃取稀土离子，日本（日特许昭54-93672）比较了HEHEHP，D₂EHP从HCl介质中萃取La，Pr，Nd，Sm，Gd，Dy，Er的分配比（D），但未涉及工艺。日本（日特许昭58-84118）用和HEHEHP结构类似的酸性膦类萃取剂从HNO₃介质中萃取Sm-Gd-Tb-Dy，着重研究了在多级萃取中Tb-Dy分组时，加入NaOH的位置对分离效率的影响。日本（日特许昭57-198227）用HEHEHP为萃取剂，采用部分反萃液经中和后作为洗液，或反萃液与碱同时加入萃取体系作洗液的方式，以改善分离效果，实例是从Sm-Eu-Gd中提纯Gd，未涉及Gd-Tb分离及Tb的富集。

包头冶金研究所1981年和1982年报告“P₅₀₇盐酸体系轻中稀土全萃取连续分离小试报告”和“P₅₀₇盐酸体系轻中稀土全萃取连续分离工艺扩大试验报告”提出采用一个萃取有机相P₅₀₇（即HEHEHP）-煤油对以轻稀土含量＞99%的混合稀土从HCl介质中分离单一稀土。其分离工艺包括：（1）混合稀土中Nd-Sm分离。（2）从（1）之萃余液中分离Pr-Nd。（3）从（2）之萃余液中分离Ce-Pr。（4）从（3）之萃余液中分离La-Ce。（5）从（1）之出口有机相中分离Sm-Eu。（6）从（5）之出口有机相分离Gd-Tb。（7）从（6）之萃余液中分离Eu-Gd。该工艺仅第（6）项涉及Gd-Tb分离，对象是负载Eu-Gd-Tb（重稀土）的HEHEHP有机相，与本发明的内容及目的差异很大，难于比较。

发明主要内容

本发明用液-液溶剂萃取技术，用HEHEHP为萃取剂，以含有La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Y的氯化物溶液为原料溶液，经过多级分馏萃取，第一步将上列稀土分为La-Gd组和Tb-Er，Y组（称Gd-Tb分组），第二步从Tb-Er Y组中分离富集Tb，为制备高纯Tb提供Tb富集物。经过第一和第二步还获得分别含Tb0.01%和＜0.2%的La-Gd组和Dy-Er，Y组富集物。

本发明的目的是提供从La-Er，Y混合稀土中用HEHEHP为萃取剂、高收率回收富集Tb的适于工业生产的萃取分离工艺并为Tb的深加工提供高品位Tb富集物。

本发明采用的萃取剂是2-乙基己基膦酸酯（即HEHEHP），其分子式为：

它属于酸性萃取剂，与稀土离子的反应属于阳离子交换，一般条件下反应式可写为：

RE³⁺_（a）+3H₂A₂（o）RE（HA₂）₃（o）+3H⁺（a）