[发明专利]一种分离四价铈、钍和稀土的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分离四价铈、钍和稀土的方法。更具体而言，涉及一种采用含氨基中性膦萃取剂体系先后萃取分离四价铈和钍，从而实现四价铈、钍和稀土分离的方法。

背景技术

包头混合稀土矿主要由氟碳铈矿与独居石矿组成，其中铈约占总稀土量的50％。除稀土元素外，精矿中还含有大量的非稀土杂质元素，如氟、钍、磷、硅、铁、钙等。目前包头稀土矿主要采用浓硫酸强化高温焙烧技术，钍、氟、磷等没有得到回收，并对环境造成污染。

近年来，随着国家对环保的要求日益严格，大量的科研工作者针对包头矿研究开发了许多新的工艺流程，如碱法、浓硫酸低温焙烧、氧化钙-氯化钠焙烧方法等，但由于各种因素，大多未能得到工业应用。

CN103045851A公开了一种分解包头稀土矿的方法，首先将混合稀土矿氧化焙烧-硫酸浸出，过滤得到浸出液及独居石；再将独居石进行碱转浸出-空气氧化浸出液，从而实现混合矿中Ce(IV)、Th、F、P等的浸出。

此外。中国专利申请CN103540740A公开了一种包头稀土精矿的清洁分离方法，该方法采用碳酸钠焙烧包头稀土精矿，经水洗和稀酸酸洗后，再用硝酸浸出，制得含Ce(IV)、Th(IV)的料液，然后以P503为萃取剂，二步法分别分离萃取Ce(IV)、Th(IV)，从而实现了铈、钍、稀土的萃取分离。其优点是首先将占稀土总量50％的铈从稀土中分离出来，从而简化与缩短了后续稀土分离流程。但该专利所采用的P503萃取剂仅能在硝酸体系中萃取四价铈，导致萃取分离流程的介质只能为硝酸。

因此，仍然需要开发新的萃取分离方法，以便使萃取体系具有广泛的适应性、萃取分离过程具有良好的经济性、萃取操作过程简单、分离流程绿色清洁。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种含氨基萃取剂进行四价铈、钍和稀土的分离的方法，该方法能够在多种酸性介质中萃取四价铈和钍，具有更好的适应性。

本发明提供一种分离四价铈、钍和稀土的方法，包括如下步骤：

(1)、提供含四价铈、钍和稀土的料液；

(2)、使用通式I的含氨基中性膦萃取剂从所述料液萃取分离四价铈得到含铈萃取液与提铈尾液；

(3)、使用通式I的含氨基中性膦萃取剂从提铈尾液萃取分离钍得到含钍萃取液和提钍尾液；和

(4)、回收提钍尾液中的稀土，

其中，

R₁和R₂各自独立地选自C₁～C₁₂烷基，

R₃和R₄各自独立地选自C₁～C₁₆烷基和氢，以及

n为1～8的整数。

有益效果

本发明采用含氨基中性膦萃取剂从包头混合稀土矿浸取液中分步萃取四价铈和钍，实现四价铈、钍与稀土的分离。本发明首先将占稀土总量约一半的铈从萃取体系中分离出来，减少并缩短了后续的分离流程及成本，其次放射性元素钍得到了有效回收，消除了钍的放射性对萃取过程及环境的影响。更为重要的是，本发明采用同一种萃取剂实现了四价铈和钍的分步萃取分离，大大简化的操作，且可适用于多种无机酸介质。发明中所使用的含氨基中性膦萃取剂易于合成，萃取能力强，反萃现象良好，循环使用性质稳定，具有很好的工业应用前景。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明，但本发明不限于下述内容。

本发明提供一种分离四价铈、钍和稀土的方法，包括如下步骤：

(1)、提供含四价铈、钍和稀土的料液；

(2)、使用通式I的含氨基中性膦萃取剂从所述料液萃取分离四价铈得到含铈萃取液与提铈尾液；

(3)、使用通式I的含氨基中性膦萃取剂从提铈尾液萃取分离钍得到含钍萃取液和提钍尾液；和

(4)、回收提钍尾液中的稀土，

其中，

R₁和R₂各自独立地选自C₁～C₁₂烷基，优选C₄～C₁₀烷基，更优选C₅～C₉烷基，最优选为C₆～C₈烷基；