[发明专利]一种高锰酸钾优先萃取条件下动态连续氧化萃取铈的方法

摘要

本发明涉及一种高锰酸钾优先萃取条件下动态连续氧化萃取铈的方法。该方法以酸性含三价铈(Ce³⁺)的溶液为水相，以含有中性磷(膦)类萃取剂的有机相进行逆流萃取；有机相中可以添加煤油或者磺化煤油作为溶剂；同时，在萃取流程中存在氧化阶段，采用特制的萃取槽系统分离水相和有机相，并以KMnO₄溶液作为氧化液单独对水相加以氧化，氧化后的水相再与有机相混合进行萃取，产出萃余水相和含有Ce⁴⁺的负载有机相。本发明使用现行稀土生产工艺得到的硫酸水浸液或者酸性含铈稀土溶液为原料，采用一种新型氧化槽分离水相和有机相，对水相进行氧化后再实施萃取，提高了铈回收率；此外，还可以通过调控氧化液的用量，获得含有不同浓度Ce³⁺的溶液(萃余液)作为其他工序的原料。

主权项

1.一种高锰酸钾优先萃取条件下动态连续氧化萃取铈的方法，其特征在于：以酸性含三价铈(Ce³⁺)的溶液为水相，以含有中性磷(膦)类萃取剂的有机相进行逆流萃取；有机相中可以添加煤油或者磺化煤油作为溶剂；同时，在萃取流程中存在氧化阶段，采用特制的萃取槽系统分离水相和有机相，并以KMnO₄溶液作为氧化液单独对水相加以氧化，氧化后的水相再与有机相混合进行萃取，产出萃余水相和含有Ce⁴⁺的负载有机相；所述的的有机相和水相的流比可以从1∶10到5∶1；所述的采用特制的萃取槽系统，其萃取级数为2-20级，其中至少含有1级氧化槽；本发明可以通过改变氧化剂的用量，按照如下化学方程式：         计算确定所需要的氧化液流量，获得Ce³⁺的浓度范围在0-198.6g/L之间的萃余液；所述的使用的酸性含铈料液的主要成分及浓度范围是：Ce³⁺浓度为0.1-200g/L，0.1mol/L≤H⁺浓度为≤10mol/L，由H₂SO₄、HNO₃或者两者的混合物提供酸性环境；所述的的氧化液为0.01-0.10mol/L的KMnO₄水溶液；所述的的有机相可以是中性磷(膦)类萃取剂，也可以是中性磷(膦)类萃取剂和溶剂的混合物；所述的的溶剂为煤油或者磺化煤油，其在有机相中含量为0-99.9％(V/V)；所述的中性磷(膦)类萃取剂，其在有机相中含量为0.1％-100％(V/V)；所述的中性磷(膦)类萃取剂，采用如下所示的任意一种萃取剂，或者一种以上以任意比例混合形成的混合萃取剂：                        磷酸三丁酯甲基膦酸二甲基庚基酯(简称P350)丁基膦酸二丁酯(简称DBBP)二丁基膦酸丁酯(简称BDBP)三辛基氧膦(简称TOPO)三丁基氧膦(简称TBPO)直链三烷基氧膦Cyanex923支链三烷基氧膦Cyanex925所述的采用特制的萃取槽系统，为采用2级萃取槽系统的具体步骤和条件为：1)酸性含三价铈(Ce³⁺)料液和有机相分别从萃取槽系统的水相入口(0-2)和有机相入口(0-1)进入萃取槽，搅拌下进行逆流萃取；2)运行平稳后，取样分析氧化槽(2)的水上行间隙(2-18)处Ce³⁺浓度，按照如下化学方程式：       计算确定所需要的氧化液流量，氧化液从加料口(2-11)加入，与水相在反应区(2-19)混合进行氧化；3)氧化完成后的水相从水相下泻放通道(2-14)进入上一级萃取槽(1)的水相通道(1-9)后在混合室(1-15)与从有机相通道(1-8)进入的有机相混合，继续进行萃取，混合液在澄清室(1-16)分层后，萃余液从水相下泻放通道(1-14)进入萃取槽系统的水相出口(0-4)产出，萃余水相中的[Ce³⁺]如上所述通过步骤2)进行调控，有机相则从有机相上回流通道(1-10)进入下一级萃取槽(2)的有机相通道(2-8)，然后与从水相通道(2-9)进入的水相在混合室(2-15)进行混合萃取；4)混合液在澄清室(2-16)分层后，水相从水上行间隙(2-18)进入混合反应区(2-19)进行氧化，有机相则从有机相上回流通道(2-10)进入萃取槽系统的有机相出口(0-3)作为负载有机相产出，完成萃取铈。