[其他]溶剂萃取分离钇及制备低钇混合稀土

说明书

本发明属于湿法冶金稀土元素分离工艺，溶剂萃取分离稀土。

钇与镧系元素共生于矿物中，虽然钇的原子序为39，镧系包括原子序从57-71号元素，但他们的化学性质极为相似，故称钇和镧系元素为稀土元素（以下简写为RE）。钇的离子半径与Er相近，因此从镧系元素（即非钇稀土中）中分离钇成为困难课题之一。钇在冶金工业，陶瓷工业，激光材料，电子工业等方面有着重要用途，尤其在彩色电视红色荧光粉和荧光灯粉方面的应用日益增加，需求量大，从混合稀土中分离钇。据目前已查阅的资料记载主要用萃取法，所报导的萃取体系很多，但多存在体系复杂，流程长等问题。

彭安等在“环烷酸萃取分离混合稀土中的钇”（稀土化学论文＊科学出版社，39-49页，1982）中报道了（1）用20%环烷酸-10%脂肪醇-煤油为有机相从盐酸或硝酸溶液中（稀土浓度为0.2M）萃取稀土，钇的分配比小于钕、钆、镝、铒和镱，并测定了它们与钇的分离因数。（2）用10%环烷酸（氨化）-（14-10）%脂肪醇-煤油为有机相，0.35-0.37M稀土氯化物或硝酸盐为料液，以及用20%环烷酸（氨化）-15%脂肪醇-煤油为有机相、环烷酸稀土有机相为料液（硝酸体系），分别串级模拟从混合稀土中分离钇，试验结果均可从含Y₂O₃～55%混合稀土中分离获得～99%纯度的Y₂O₃，收率约为69-90%。文中提到进行了以稀土硝酸盐溶液为料液及环烷酸稀土有机相为料液的两种工艺中间试验，获得纯度＞99.99%，收率＞90%Y₂O₃，但未列出详细的工艺条件。

本发明的目的是：以混合稀土氯化物为原料，研究环烷酸为萃取剂，获得钇的D值最小，具有高效分离钇的特性。应用液-液萃取技术提出经二步共70级分馏萃取，以高浓度环烷酸（0.85-1M），高浓度（1-1.2M）料液，获得纯度＞97%和＞99.99%两种品位的Y₂O₃产品（直收率分别为＞99%和＞94%）以及钇含量从（50-70%）降至＜0.3%的低钇稀土，上述分离提纯钇的方法并适于工业生产的萃取工艺，发明的主要内容：

1.用环烷酸混合稀土盐与混合稀土氯化物水相进行稀土离子间的交换萃取，测定稀土的D和β_RE/Y值，获得钇的D值最小，β_RE/Y平均值～3。

2.用环烷酸，环烷酸铵为萃取剂高收率回收钇及制备低钇稀土的萃取工艺条件，获得Y₂O₃的品位＞97%，收率＞99%。

3.用2之萃取剂及获得之粗钇为原料，制备高纯钇的工艺条件。获得Y₂O₃的纯度＞99.99%，收率＞94%。

4.本发明采用的萃取剂环烷酸（以下简写为HA）为石油工业副产物，价格低廉，萃取容量大，无毒，是一种含有一五元环的混合一元羧酸，分子式为：

CH₃（CH₂）_n--（CH₂）_m-COOH，

酸值175，表现分子量300-350，比重0.9330（20℃），并在有机相中添加C_7-9脂肪醇（以下简写为ROH）以改善有机相的流动性，稀释剂为民用煤油。

5.本发明提供的具体工艺条件如下：

（1）测定D值及β_RE/Y

萃取有机相：（0.142-0.240）M环烷酸混合稀土-（0.45-0.13）MHA-15%ROH（体积比）-煤油。

萃取有机相中环烷酸稀土的制备：0.85MHA-15%ROH（体积比）-煤油中按NH₄OH与HA等当量中和反应计算，加入不同量NH₄OH，生成（0.40-0.72）MNH₄A-（0.45-0.13）MHA-15%ROH-煤油有机相，此有机相与RECl₃水相在25℃，O/A＝2时相平衡20分钟，分相后弃去水相即为负载环烷酸稀土的有机相。

混合稀土氯化物溶液：组成如表1的RE_xO_y，HCl分解后，配成（0.75-0.8）MRECl₃，pH＝4的溶液。