[发明专利]一种稀土回收富集工艺

说明书

本发明涉及一种稀土回收富集工艺，以所述P507和OH^‑型强碱性阴离子交换树脂，对氯化稀土料液进行分步萃取分离，与现有技术中的分级结晶法、分步沉淀法、离子交换色层法、萃取色层法等常规分离方法制备的多稀土溶液分离稀土产品相比较，本发明所采用的多稀土元素料液萃取富集分离的技术方案，具有产品镧、产品铈、产品镝和产品镱等各稀土元素产品分离充分，纯度高、产率高，可适用于大规模生产、操作简便、生产成本低、便于工业化生产等优点。

技术领域

本发明涉及稀土萃取分离领域，具体的说，是涉及一种稀土回收富集工艺。

背景技术

稀土元素的分离方法以湿法居多，虽然稀土元素的物理化学性质相似，但稀土化合物之间仍存在微小的差异，在湿法领域，分离稀土主要是借助萃取剂或沉淀剂，通过重复进行萃取或沉淀反应将微小差异拉大，从而实现稀土元素之间彼此分离。稀土元素的分离方法主要有分级结晶法、分步沉淀法、离子交换色层法、萃取色层法、溶剂萃取法等。溶剂萃取也被称作液-液萃取，其分离原理是利用被萃物质在水相和有机相中分配系数的不同，使被萃物从水相转移到有机相中，经过多级萃取，使绝大部分的被萃物分离，并在指定的级数中富集、提取出来。溶剂萃取法因其工艺简单，具有较大的处理量，对被萃物的选择性强，金属间分离彻底等优点，成为某些金属的主流分离方法。

P507在非极性或弱极性溶剂中基本呈二聚体存在，其萃取机理与D₂EHPA基本相似，由结构式可知P507比D₂EHPA少一个烷氧基(OR)多一个烷基(R)，由于烷基的推电子效应，使P507上的H⁺难以解离出来，它的酸性比D₂EHPA弱，导致其对稀土的萃取能力也随之下降，其稳定性比其生成的萃合物的稳定性高，从而造成比P204更容易反萃。P507作为适用于以重稀土为主的混合稀土的萃取分离，最近几年，我国研究了用P507连续萃取分离单一轻中稀土元素的工艺，达到了能够用单一的萃取剂在一种介质中，连续地分离镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆；同时获得了七个单一高纯稀土产品，此工艺具有收率高，成本低等特点。但目前的工艺中，仍然集中在分离轻中稀土，对于含重稀土的多元素稀土料液的萃取富集，如何提高分离后产品的纯度和回收率，还存在技术难点。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种稀土回收富集工艺，以所述P507为萃取剂，含有镧、铈、镝、镱元素的pH值范围3～5的氯化稀土料液为待萃取溶液，所述工艺的步骤具体如下：

1)在萃取反应器中依次加入所述待萃取溶液、P507和OH^-型强碱性阴离子交换树脂，在加热条件下，搅拌反应10～15min，然后静置0.5～1h，分离有机相、水相和阴离子交换树脂相，所述水相为含镧铈的料液，所述有机相为负载镝镱的有机相。

2)将所述负载镝镱的有机相，加入浓度为3～4mol/L盐酸反萃，反萃后得到含酸氯化镝镱溶液。

3)将所述含镧铈的料液中加入常规皂化P204进行再次萃取，获得分离产品镧和负载铈的有机相，再将所述负载铈的有机相采用浓度为1.5～1.7mol/L的盐酸反萃，反萃后的水相分离获得产品铈。

4)将所述含酸氯化镝镱溶液逆流萃取，除去溶液中的残余盐酸，萃酸有机相为N235，N235的浓度为0.6mol/L，控制N235的摩尔数与所述残余盐酸的摩尔数之比为2︰1，得到除酸后的氯化镝镱溶液。

5)将除酸后的氯化镝镱溶液中加入常规皂化P204进行再次萃取，获得分离产品镝和负载镱的有机相，负载镱的有机相采用浓度为3～4mol/L盐酸反萃，控制盐酸的摩尔数与有机相中的稀土摩尔数之比为3～3.5︰1，反萃后的水相分离得到产品镱。

所述步骤1)中，所述待萃取溶液中稀土元素与P507的摩尔比为0.3～0.5︰1，所述OH^-型强碱性阴离子交换树脂相对于所述待萃取溶液中氯离子的摩尔比为10～15︰1。