[其他]溶剂萃取分组分离提纯钆

说明书

本发明属于湿法冶金溶剂萃取。

已有人对氟碳铈镧-独居石混合矿采用HEH（EHP）盐酸体系进行萃取分离。进行Nd-Sm、Ce-Pr和La-Ce分组分离或轻、中稀土全萃取连续分离。其Nd-Sm分组萃入有机相的稀土占总分离稀土的2-6%，Eu-Gd分离的原料组成比为Eu∶Gd＝1∶1.4（两元）的氯化物水溶液作为萃取进料液，萃取后得纯度大于99.5%Gd₂O₃，Eu₂O₃收率大于97%。藤本明弘，金古次雄等（公开特许公报昭54-93672;昭57-198227;昭58-84118）使用HEH（EHP）对独居石。磷钇矿等进行稀土分离方法研究。对Sm、Eu、Gd硝酸体系进行Sm-Gd分离。其Gd的损失率达6%（占原料的百分含量）。原料液是以水相溶液进料。特别对用以调节水相酸度的碱的加入方式及其效果作了研究。提出单口导入碱方式改为分割成多个口不同的导入方式。

李德谦等人对含以重稀土为主的离子吸附型稀土矿的氯化物水溶液进行Nd-Sm分组，分组后萃入有机相的稀土占总分离稀土73%，还进行以水相进料的Sm-Gd分离得99%的Gd₂O₃。（稀土 化学论文集，科学出版社1982，第20-29页）本发明对含以重稀土为主的离子吸附型稀土矿的氯化物水溶液进行Nd-Sm分组，萃入有机相的稀土占总分离的50%左右，以Nd-Sm分组后的含Sm、Eu、Gd的有机相溶液作为料液，进行Eu-Gd分离提纯Gd，其Eu∶Gd＝1∶47这样省掉萃入有机相的稀土反萃和调酸二步骤，达到连续萃取分离。

本发明使用的以重稀土为主的离子吸附型稀土矿不同于氟碳铈镧一独居石混合矿。独居石矿，磷钇矿等的稀土组成，它们的含量亦相差甚大，因此针对不同稀土矿的组成和不同要求，就必须提出一个与它相适应的合理的萃取工艺流程。

本发明的目的是针对含以重稀土为主的离子吸附型稀土矿经Gd-Tb分组后的萃余水相La-Gd富集物，用氨化HEH（EHP）进行Nd-Sm和Eu-Gd分组分离，得到纯度大于99.9%的Gd₂O₃和纯度大于96%的Sm₂O₃，Eu全部富集在Sm中。同时得到La-Nd富集物。

本发明用氨化HEH（EHP）可以使Nd-Sm间分离因数由未氨化时2-5提高到10左右。因此第一步分组从Nd-Sm开始，Nd-Sm分组萃入有机相的稀土占总分离稀土的50%以上，经Nd-Sm分组后的含Sm、Eu、Gd的有机相溶液作为萃取进料液。进行Eu-Gd分离。提纯Gd，在萃取过程中萃入有机相的稀土离子与酸性膦酸酯中H⁺进行交换，使水相中酸度不断升高，影响进一步萃取分离，为维护在一定分离因数条件下萃取分离，就必须加入碱，以便维持水相酸度在一定范围。本发明氨化HEH（EHP）把单口或双口导入碱方式改为与萃取剂导入口合并为一，这样既减少了设备，又便于操作。氨化HEH（EHP）除了提高萃取分离因数之外，由于铵离子取代了H⁺，使水相的酸始终可以保持在一定水平，稀土离子与铵离子进行交换，这样提高了有机相的操作容量，萃取段中各级稀土离子浓度变化平缓使操作更易进行。为达到更佳分离目的，必须使用矿物酸作洗酸，把多余萃入有机相的稀土洗下来，起到分馏作用，以达到预期的满意分离效果。

本发明用含以重稀土为主的离子吸附型稀土矿的氧化物经Gd-Tb分组后的富集物的氧化物组成如下：La-Nd    37.2-43.46    Sm-Gd    58-61;Tb＜0.01;Dy＜0.01。用盐酸溶解制得0.2-0.4M稀土氯化物水溶液PH2-3或者直接用Gd-Tb分组后萃余水相的La-Gd（其中杂质Tb+Dy＜0.02）氯化物水溶液为原料液。萃取、加料、洗涤、反萃段诸单元构成的多级多段逆流分馏萃取进行Nd-Sm、Eu-Gd分组分离，和在一个混合搅拌池中氨化HEH（EHP）。在萃取和洗涤段两端分别加入氨化HEH（EHP）和洗涤液，于首尾之间加料级中加入含混合稀土原料水溶液，两端分别流出含萃余稀土的水溶液和含萃入稀土的有机相溶液，然后该有机相溶液进入下一萃取洗涤单元作为原料液进一步萃取分离，萃取后的有机相导入反萃段的一端，另一端导入反萃液，两端分别流出已分离的稀土水溶液和萃取剂HEH（EHP），该HEH（EHP）导入混合搅拌池和一定量浓氨水相混合得到可继续使用的氨化HEH（EHP）（流程图见图1）。