一种协同-耦合萃取分离轻、中、重稀土与铝的方法

本发明涉及稀土湿法冶金，特别涉及一种协同-耦合萃取分离轻、中、重稀土与铝的方法。

背景技术：

1、溶剂萃取法是分离料液中稀土与铝的常用方法，铝离子常伴随稀土进入浸出液，其存在不仅降低稀土萃取剂的负载容量，还会导致稀土产品中铝杂质超标，影响最终产品质量。因此，开发一种能够高效分离稀土与铝、同时实现稀土元素预分组的萃取体系具有重要的工业意义。目前，工业上分离稀土与铝的萃取体系主要包括环烷酸萃取法、酸性磷类萃取剂法以及近年发展的协同萃取法。

2、环烷酸是一类可在较高ph值下选择性萃取铝的羧酸类萃取剂，公开号为cn101979680a的中国专利申请公开了使用环烷酸-醇-煤油萃取除铝的方法，但该体系在实际应用中易水解、分相困难，对料液ph控制要求苛刻，铝含量较低时萃取率下降，稀土损失率偏高。以p507为代表的酸性磷类萃取剂是目前稀土萃取分离的主流萃取剂，对稀土离子具有优良的萃取性能，然而p507对铝离子同样具有较强的萃取能力，在萃取稀土的同时铝会被大量共萃取，弥散分布在轻、中稀土范围的各级萃取槽中，导致稀土分离效果下降、碳酸稀土产品纯度劣化；更关键的是，传统p507萃取工艺需要使用氨水或氢氧化钠进行皂化，产生大量含氨氮废水，环保压力大。

3、为克服上述问题，研究者开发了p507与叔胺n235的协同无皂化萃取体系。公开号为cn10276676a的中国发明专利公开了一种非铵皂化稀土萃取分离工艺，采用p507与n235的混合复合溶剂，无需铵皂化即可直接萃取稀土，从源头上避免了含氨废水的产生；此外，伯胺n1923在硫酸盐体系中分离稀土与铝也取得了一定进展，申请号为cn201611200748.1的中国发明专利公开了一种三进料口分馏萃取分离混合稀土的方法，采用p507为稀土萃取剂、伯胺n1923为萃酸剂，实现轻中稀土与重稀土分组；cn119082462a的中国专利申请公开了采用胺类萃取剂将硫酸稀土料液中的稀土全部萃入有机相，铝留在溶液中，实现稀土与铝的分离。但这些方法均难以在同一流程中同步实现轻、中、重稀土的预分组、并与铝的深度分离，以及硫酸盐体系向氯化物体系的转型。

4、综上所述，现有技术在稀土与铝分离方面仍存在明显不足：环烷酸体系易乳化、分相差；单一p507体系铝共萃取严重且皂化废水污染高；现有p507-n235协同体系在稀土预分组、重稀土反萃及与铝深度分离方面研究不足。

技术实现思路

1、鉴于上述状况，本发明的主要目的是为了提出一种协同-耦合萃取分离轻、中、重稀土与铝的方法，以解决上述技术问题。

2、本发明提出一种协同-耦合萃取分离轻、中、重稀土与铝的方法，所述方法包括如下步骤：

3、当水相料液中硫酸稀土浓度低于氯化稀土浓度时：

4、步骤1、利用萃取剂对水相料液进行萃取，以得到负载中重稀土离子的有机相、第一部分轻稀土、第一部分中稀土和铝的萃余水相；

5、步骤2、分别利用不同浓度的盐酸对负载中、重稀土离子的有机相进行反洗反萃取，分别得到中重稀土和铥镱镥重稀土；

6、步骤3、利用n1923-异辛醇-煤油对轻中稀土和铝的萃余水相进行耦合萃取，以得到轻、中稀土的有机相；利用盐酸对轻、中稀土的有机相进行反洗反萃取，分别得到第二部分轻稀土和第二部分中稀土；

7、当水相料液中硫酸稀土浓度高于氯化稀土浓度时；

8、步骤1、利用n1923-异辛醇-煤油对水相料液进行萃取，以得到负载稀土的有机相；

9、步骤2、利用盐酸对负载稀土的有机相进行反萃，以得到混合中重稀土氯化物溶液以及轻稀土；

10、步骤3、利用萃取剂对混合中重稀土氯化物溶液进行萃取，以得到负载中、重稀土的萃取有机相；

11、步骤4、分别利用不同浓度的盐酸对负载中、重稀土的萃取有机相进行反洗反萃取，分别得到中重稀土和铥镱镥重稀土。

12、与现有技术相比，本发明有益效果如下：

13、1、本发明将萃取剂协同萃取与n1923-异辛醇-煤油萃取相耦合，可在ph 2.0~2.5的酸性条件下直接萃取，大幅提升中、重稀土的萃取容量与选择性，重稀土与铝分离系数可达6000。

14、2、本发明采用2mol/l盐酸即可实现重稀土元素的高效反萃，解决了传统p507体系重稀土反萃困难的问题。

15、3、本发明通过与n1923-异辛醇-煤油萃取工序相耦合，可同时实现轻、中、重稀土的预分组并与铝分离，反萃获得氯化稀土料液，实现各类硫酸稀土浸出液的氯化稀土转型。

1.一种协同-耦合萃取分离轻、中、重稀土与铝的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的协同-耦合萃取分离轻、中、重稀土与铝的方法，其特征在于，所述先利用萃取剂萃取中重稀土，再利用n1923-异辛醇-煤油萃取轻稀土，具体步骤如下：

3.根据权利要求2所述的协同-耦合萃取分离轻、中、重稀土与铝的方法，其特征在于，所述先利用n1923-异辛醇-煤油萃取轻稀土，再利用萃取剂萃取中重稀土；对负载中重稀土的有机相和负载轻稀土的有机相分别用盐酸反萃，得到轻稀土、中稀土、中重稀土和铥镱镥重稀土产物，具体步骤如下：

4.根据权利要求3所述的协同-耦合萃取分离轻、中、重稀土与铝的方法，其特征在于，所述萃取剂由p507、n235与硫化煤油配置而成，其中p507的体积分数为30%，n235的体积分数范围为0~30%，稀释剂为磺化煤油，所述协同萃取相比o/a的范围为1:2~2:1。

5.根据权利要求4所述的协同-耦合萃取分离轻、中、重稀土与铝的方法，其特征在于，所述水相料液的ph值范围为0.5~2.5，所述协同萃取时的温度范围为0~55℃，振荡时间为10min。

6.根据权利要求5所述的协同-耦合萃取分离轻、中、重稀土与铝的方法，其特征在于，所述分别利用不同浓度的盐酸对负载中、重稀土离子的有机相进行反洗反萃取，其中，第一次反洗反萃取使用的盐酸的浓度为1.0-2.0mol/l，反萃时间为10min，第二次反洗反萃取使用的盐酸的浓度为4.0-5.0mol/l，反萃时间为10min。

7.根据权利要求6所述的协同-耦合萃取分离轻、中、重稀土与铝的方法，其特征在于，所述利用盐酸对轻、中稀土的有机相进行反洗反萃取的过程中，盐酸浓度的范围为0.1-2mol/l。

8.根据权利要求7所述的协同-耦合萃取分离轻、中、重稀土与铝的方法，其特征在于，所述n1923-异辛醇-煤油中，n1923、异辛醇与煤油的比例为2:1:7。

9.根据权利要求8所述的协同-耦合萃取分离轻、中、重稀土与铝的方法，其特征在于，所述在利用盐酸对负载稀土的有机相进行反萃的过程中，盐酸的浓度的范围为0.1-2mol/l。

10.根据权利要求9所述的协同-耦合萃取分离轻、中、重稀土与铝的方法，其特征在于，所述中重稀土为钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒或钇的富集物。