[发明专利]一种溶剂萃取回收含稀土废料的工艺

说明书

本发明涉及一种溶剂萃取回收含稀土废料的工艺，将含Ce、Pr、Dy、Er、Tm的稀土废料进行高温烧结，盐酸酸浸且调整pH值，再通过新型萃取剂P227与传统萃取剂P507组成混合有机相，配合树脂相进行无皂化萃取，并利用不同稀土元素的萃取反萃活性，控制各稀土元素的分离次序。本发明具有Tm产品纯度高、产率高，可用于大规模生产，整个工艺整体化工试剂消耗小、易于自动化、操作简便、生产成本低等优点。

技术领域

本发明涉及有价金属回收领域，具体的说，是涉及一种溶剂萃取回收含稀土废料的工艺。

背景技术

稀土元素在 21 世纪全球现代工业化建设当中扮演着重要的角色，这与其具有的优异的磁、光、电等特性密不可分。正因如此，稀土金属对世界上一些发展较快的工业至关重要，例如催化剂、磁性材料、玻璃、冶金、电子和荧光粉，是升级传统产业、发展国防科技工业及创立新兴产业不可或缺的关键元素和重要的不可再生的战略性资源。随着稀土在催化剂、磁铁、稀土合金中的应用，全世界的稀土需求量在 2020 年前将以每年 6%的速度增长。稀土矿经过浸取剂浸出后，再经过碳铵沉淀及焙烧后得到稀土氧化物初级产品。再经 HCl溶解后进入稀土分离程序，稀土的分离方法包括化学沉淀法、离子交换、有机溶剂萃取法、萃取色层法、液膜法等等。溶剂萃取法因其所具有的提取和分离效率高、处理容量大、反应速度快等优点成为目前国内外稀土湿法冶金企业广泛采用的稀土分离方法。

萃取剂能通过络合反应实现将金属离子有选择性的由水相进入有机相，还要能够通过另一类络合反应实现将金属离子由有机相转到水相，从而达到金属富集与分离。萃取剂既需要有与金属离子络合的反应活性基团，又需要有增加油溶性的疏水基团。根据萃取剂种类的不同，萃取体系可以分为磷型萃取体系、胺磷型萃取体系、螯合型萃取体系等。这种分类方法特别适用于萃取机理不确定的体系；根据待萃取水相酸度的不同，萃取体系可以分为酸性萃取体系和中性萃取体系；根据萃取介质的不同，萃取体系可以分为硫酸萃取体系、盐酸萃取体系和硝酸体系；常用的萃取体系是按照萃取机理或萃取过程中生成的萃合物的性质进行分类的，可以将萃取体系分为以下类型：简单分子萃取体系、中性络合萃取体系、酸性络合萃取体系、离子缔合萃取体系、协同萃取体系和高温萃取体系。

目前工业生产中主要使用氨水等碱性物质皂化P507和P204萃取剂萃取分离稀土元素，在萃取分离过程中产生含高浓度的NH⁴⁺、Na⁺或Ca²⁺的皂化废水会严重危害环境,氨氮废水问题是近年来稀土分离工厂面临的最难解决的环境问题，而且，传统萃取分离稀土元素的过程还存在流程长、组分多变、传质滞后、有机相消耗大和安全隐患等问题

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种溶剂萃取回收含稀土废料的工艺，该工艺能够高效回收含稀土废料中的稀土元素，属于稀土萃取工业迫切需要的，真正能减少萃取剂消耗量、增大萃取效率、减少反应时间、降低溶剂消耗和低成本的萃取分离新技术。

本发明所述工艺的步骤具体如下：

1）、将预处理后的含稀土废料与烧碱和氯化钙按质量比1︰0.75～0.85︰0.4～0.5比例混匀，然后加热到350～450℃保温1～2h，再继续加热至700～800℃保温2～3h，得烧结料；将所述烧结料与过量的盐酸溶液反应，反应后过滤得到含Ce、Pr、Dy、Er、Tm料液和不溶物；

2）、在反应器中依次加入P227和P507的磺化煤油混合有机相，含Ce、Pr、Dy、Er、Tm料液和N-甲基咪唑阴离子交换树脂相；在25～35℃下搅拌反应0.5～1h，静置30min左右；从上层有机相获得负载DyErTm有机相，从水相获得CePr料液；

3）、所述CePr料液加入常规皂化P507有机相，萃取分离后，获得水相产品Ce和负载Pr有机相；将所述负载Pr有机相采用浓度为3～5mol/L盐酸反萃，从水相分离获得产品Pr；