[发明专利]一种常规离子吸附方法制备高纯稀土的方法

摘要

本发明涉及一种常规离子吸附方法制备高纯稀土的方法，该方法包括吸附原液制备、离子交换柱准备、稀土离子吸附、一次洗涤、稀土离子第一次分离、二次洗涤、稀土离子第二次分离等步骤，特征在于常温常压条件下采用了两种不同的淋洗剂和淋洗工艺对稀土进行分离纯化，通过离子交换得到的含有稀土离子的流出液用饱和草酸溶液沉淀，得到草酸稀土沉淀，经洗涤、烘干和灼烧，得到纯度为99.9999‑99.99999%的超高纯稀土氧化物。本发明克服了传统常温常压离子交换法周期长、产率低、成本高和纯度相对较低的问题，非稀土杂质小于100 PPM，其中Fe＜1ppm、Ca＜3ppm、Si＜3ppm，产品质量十分优良，具有良好的生产效益。

主权项

1.一种常规离子吸附方法制备高纯稀土的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）吸附原液制备：将离子型稀土矿料液经P507‑煤油‑HCl溶剂体系萃取分离后得到单一稀土氯化物溶液，即为吸附原液；（2）离子交换柱准备：准备4根离子交换柱，分别标为柱A、柱B、柱C和柱D，离子交换柱装填732强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，柱A和柱B用质量百分比为10‑15%的NH₄AC溶液进行淋洗转型为NH₄⁺型，柱C和柱D用延缓剂淋洗转型为Cu²⁺‑H⁺型；（3）稀土离子吸附：在常温常压条件下，将吸附原液以3‑5 cm/min的线速度从柱A顶端加入，当柱A底端有吸余液流出后将吸余液引回柱A顶端与吸附原液一起加入，每隔5 min检测一次吸余液中稀土离子的浓度，当吸余液中稀土离子浓度与吸附原液中稀土离子浓度相同时，即柱A吸附稀土离子达到饱和状态，停止吸附原液加入；（4）一次洗涤：在常温常压条件下将超纯水以5‑10 cm/min的线速度从柱A顶端加入，洗去柱A空隙间的吸附原液和部分被吸附的杂质离子，流出液为洗涤液1，将洗涤液1沉淀杂质离子后浓缩，将浓缩后含有稀土离子的溶液与吸附原液合并；（5）稀土离子第一次分离：将柱A与柱B头尾串联，常温常压下将淋洗剂1以2‑3 cm/min的线速度从柱A顶端加入，所述淋洗剂1为0.05‑0.3 mol/L、pH6.0‑6.5的NH₄AC溶液，当柱C底端有流出液时，杂质离子因为与阳离子交换树脂亲和力较弱而首先被淋洗出来，用一根孔径1mm的细导管引出部分流出液到饱和草酸溶液中，当出现沉淀时即为稀土离子已到达柱C底端，停止加入淋洗剂1，此步骤中含杂质离子而不含稀土离子的流出液经化学沉淀杂质离子后，重新配制成淋洗剂1；（6）二次洗涤：在常温常压条件下将超纯水以5‑8 cm/min的线速度从柱A顶端加入，洗去柱A中空隙间的淋洗剂1和部分被吸附的杂质离子，流出液为洗涤液2，将洗涤液2沉淀杂质离子后浓缩重新配制成淋洗剂1；（7）稀土离子第二次分离：将柱A、柱B、柱C、柱D头尾串联，在常温常压条件下将淋洗剂2以0.1‑0.3 cm/min的线速度从柱A顶端加入，所述淋洗剂2为EDTA 0.005‑0.01 mol/L、NH₄⁺ 0.1‑0.3 mol/L、pH7.5‑8.5的溶液，淋洗过程中，残余的杂质离子因为与阳离子交换树脂亲和力较弱而首先被淋洗出来，当蓝色的Cu²⁺带到达柱D底端时，将淋洗剂2线速度增加到1‑2 cm/min，当蓝色的Cu²⁺带到达柱E底端时，将淋洗剂2线速度增加到3‑5 cm/min，同时用一根孔径1mm的细导管引出部分流出液到饱和草酸溶液中，当出现沉淀时即为流出液出现稀土离子，间隔相同时间分批接取流出液，直至流出液中不再含有稀土离子，停止淋洗剂2加入，检测分批接取的流出液，将含有杂质离子和Cu²⁺的流出液沉淀完全杂质离子和Cu²⁺后重新配制成淋洗剂2，在含有Cu²⁺和稀土离子的流出液中加入铝屑置换出Cu单质，过滤后调节pH为1‑2，用饱和草酸溶液将稀土离子沉淀，调节pH为5‑6将Al³⁺沉淀，余液重新配制成淋洗剂2，将含有稀土离子的流出液用精制饱和草酸溶液沉淀，得到草酸稀土沉淀，经洗涤、烘干和灼烧，得到纯度为99.9999‑99.99999%的超高纯稀土氧化物，最后将各离子交换柱再生、转型，循环制备超高纯稀土氧化物。