一种从铽镝稀土富集物中萃取分离高纯氧化镝和氧化铽的方法
【专利摘要】本发明涉及一种稀土分离方法，具体地说是一种从各种铽镝稀土富集物料中萃取分离高纯氧化镝和氧化铽的方法。目的是提供一种体系易平衡、调试费用低、酸碱消耗少、生产成低；价高、量少的铽元素压槽少、一次性投资省的从各种铽镝稀土富集物中萃取分离高纯氧化镝和氧化铽的方法。一种从铽镝稀土富集物中萃取分离高纯氧化镝和氧化铽的方法，包括以下步骤：1）连续皂化和连续制稀土皂工艺；2）预分组工艺；3）串联分离工艺；4）两出口～Gd//Tb分离工艺。本发明具有如下优点：1、价高、量少的铽元素压槽量较少；2、体系易平衡、调试费用低、酸碱消耗少、生产成本低、一次性投资省。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种稀土分离方法，具体地说是一种从各种铽镝稀土富集物料中萃取 分离高纯氧化镝和氧化铽的方法。 一种从铺镝稀土富集物中萃取分离高纯氧化镝和氧化铺的 方法
【背景技术】
[0002] 铽镝稀土富集物料，一般是以铽镝组分为主要组分的多元素稀土混合物。来源于 各种稀土原料经分组分离后获得的一种以铽镝组分为主的中间稀土产品，是作为进一步分 离高纯铽和高纯镝的优质原料。现行的萃取分离高纯铽、镝生产线，多采用多个两出口萃取 工艺依次进行?GdTbDy//HoY?、?GdTb//Dy、?Gd//Tb进行分离，因为生产的铽和镝均 为高纯产品，酸碱消耗较高、槽体较大；也有采用预分组(模糊萃取）技术的，但都是在元素 铽上精分为二（?GdTb/TbDyHoY?)，再进入串联（?Gd//Tb//DyHoY?)分离工艺中，分离 成?Gd、DyH 〇Y?两个中间产物和高纯Tb产品，再接两出口（Dy//H〇Y?)工艺，分离成高纯 Dy和（HoY?）钦钇重稀土富集物两个产品，该工艺比前面的纯两出口工艺的酸碱消耗可降 低20%左右，但是价高、量少的铽元素压槽量较大，一次性投资是两出口工艺的1. 5~2. 0倍， 这是因为价高量少的铽分别在预分组和串联分离工艺中必须形成铽的富集全峰和纯铽全 峰所致；而且高纯铽和镝产品质量一般为>99. 95%，难以提高到>99. 99%的铽和镝产品，这 是因为在量少的铽上精分为二，工艺或原料发生波动时，很难及时调控，产品铽和镝的质量 较难稳定；同时还存在调试平衡时间长，调试费用大；再是在生产荧光级氧化铽时，预分组 和串联分离工艺都必须使用优级纯盐酸增大酸耗成本，否则非稀土杂质难以合格等缺点。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种体系易平衡、调试费用低、 酸碱消耗少、生产成低；价高、量少的铽元素压槽少、一次性投资省的从各种铽镝稀土富集 物中萃取分离高纯氧化镝和氧化铽的方法。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种从铽镝稀土富集物中萃取分离 高纯氧化镝和氧化铽的方法，包括以下步骤：1)连续皂化和连续制稀土皂工艺：以铽镝富 集物料为原料，采用液碱3?4级共流连续皂化，5级逆流连续制稀土皂技术，从萃取段 水相出口定量引出部分料液，作为连续皂化工艺的稀土料液；2)预分组工艺：采用预分组 工艺将含量大的元素镝精分为二，分为难萃组分和易萃组分，分别从萃取段和洗涤段相应 级的水相定量引出，并与后续的串联分离工艺进料级直接联接，进行联动；3)串联分离工 艺：从难萃组分中获得微镝（Dy 203〈0. 002%)含量的富铽料，作为?Gd//Tb分离工艺的优质 原料，从中间水相出口中直接引出高纯度（Dy20 3>99. 99%)镝料，从易萃组分反萃液中获得 (HoY?，Dy203〈0. 01%)重稀土料；4)两出口?Gd//Tb分离工艺：以串联分离工艺获得的 富铽料为原料，从难萃组分中获得Tb40 7〈0. 01%含量的钆前料，从易萃组分反萃液中获得高 纯（Tb407>99. 99%)度的铽料。
[0005] 优选的，所述预分组工艺将含量大的元素镝精分为二，分为难萃组分和易萃组 分，所述易萃组分选择在40%?50%之间较佳，优化预分组工艺的比例是关系到铽镝生产线 酸碱消耗大小和高纯铽的产品质量的关键所在。
[0006] 优选的，所述高纯镝料从串联分组工艺的中间水相直接引出，能使量大的镝料余 酸降低到萃取体系的平衡酸度，进一步提高分离工艺酸耗的利用率。
[0007] 优选的，在步骤4)两出口?Gd//Tb分离工艺中，洗反酸料液采用优级纯盐酸，沉 淀剂采用精制草酸，得到荧光级氧化铽产品。
[0008] 工作原理：首先，从铽镝富集物料的组成分析可知：镝元素含量占富集物料的一 半多，约为50%?65%之间，铽元素的含量约为镝元素含量的1八6?6. 5)，即约为8%?12% 之间，采用预分组(模糊分组）技术时，选择在含量高的镝上精分为二（?GdTbDy/DyHoY?） 时，槽体平衡时间最快，价高、量少的铽元素压槽量较少，因镝元素的高含量，保证了中间产 品质量，能稳定地为后续串联分离工艺提供优质中间料液。
[0009] 其次，因 Dy//HoY?分离系数小于?GdTb//Dy很多，酸碱的消耗最大，为了降低 Dy//H〇Y?分离工艺的酸碱的消耗，最有效的方法是降低Dy//H〇Y?分离工艺的进料量，因 此选择在含量高的镝上精分为二就能达到减少Dy//H 〇Y?分离工艺的进料量的目的；考虑 到?GdTb//Dy分离后接?Gd//Tb精分离出高纯铽，因而对分离出的中间?GdTb料必须有 更高纯度的要求，才能保证高纯铽的质量，因此，优化预分组工艺的比例是关系是铽镝生产 线酸碱消耗大小和高纯铽的产品质量的关键所在，根据铽镝富集物料的组成变化，预分组 工艺的易萃组分选择在40%?50%之间较佳。
[0010] 再次，因为选择了在含量高的镝上精分为二，使原料中低含量的其它组分得到 了约一倍的富集，使串联分离工艺中各中间料液的难、易萃组分的比例关系接近最佳（1 : 1)比例，因而能使槽体很快调试平衡，降低调试费用；填槽料主要是镝，其次是重稀土 (HoY?）和钆前组分（?Gd)，而价高的铽均以低富集物料填槽，并且级数较少，所以铽的 压槽量在预分组和串联分离槽体中量少，因此一次性压槽投资费用大幅度地降低；高价铽 的压槽量一般仅是两出口工艺的1/3?1/2 ;是在铽上预分组工艺的1/4?1/5 ;最后的? Gd//Tb分离工艺，因进料量较少，槽体都较小，在进料量相同时，压槽量和现行工艺酸碱消 耗基本一样；本发明与现行的Dy//Ho和Tb//Dy分离工艺比较，在进料量相同时，经测算酸 碱消耗约为两出口生产线的45%?50%、一次性投资的50%，约为铽上模糊生产线酸碱消耗 的60%、一次性投资的60%左右。
[0011] 本发明适用于采用酸性磷类萃取剂，如：二（2-乙基己基）磷酸（P2M)、二（2-乙基 己基）2-乙基己基磷酸（P 5CI7)，萃取剂的浓度为1. 0?1. 5mol/L。
[0012] 本发明与现有技术相比，具有如下优点： 1、价高、量少的试元素压槽量较少。
[0013] 2、体系易平衡、调试费用低、酸碱消耗少、生产成本低、一次性投资省。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1是本发明预分组工艺与串联分离工艺联动提镝流程图； 图2是本发明两出口分离提铽工艺流程图。
[0015] ?为流量计量装置。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图1对本发明做进一步的说明：一种从铽镝稀土富集物中萃取分离 高纯氧化镝和氧化铽的方法，所述方法包括以下步骤：1)连续皂化和连续制稀土皂工艺： 以铽镝富集物料为原料，采用液碱3?4级共流连续皂化，5级逆流连续制稀土皂技术，从 萃取段水相出口定量引出部分料液，作为连续皂化工艺的稀土料液；2)预分组工艺：采用 预分组工艺将含量大的元素镝精分为二，分为难萃组分和易萃组分，所述易萃组分选择在 40%?50%之间，分别从萃取段和洗涤段相应级的水相定量引出，并与后续的串联分离工 艺进料级直接联接，进行联动；3)串联分离工艺：从难萃组分中获得微镝（Dy 203〈0. 002%) 含量的富铽料，作为?Gd//Tb分离工艺的优质原料，从中间水相出口中直接引出高纯 度（Dy20 3>99. 99%)镝料，从易萃组分反萃液中获得（HoY?，Dy203〈0. 01%)重稀土料； 4)两出口?Gd//Tb分离工艺：以串联分离工艺获得的富铽料为原料，从难萃组分中获得 Tb407〈0. 01%含量的钆前料，从易萃组分反萃液中获得高纯（Tb407>99. 99%)度的铽料。
[0017] 下面结合三种铽镝富集物的料液对本发明做以下说明：
【权利要求】
1. 一种从铽镝稀土富集物中萃取分离高纯氧化镝和氧化铽的方法，其特征在于：所述 方法包括以下步骤： 连续皂化和连续制稀土皂工艺：以铽镝富集物料为原料，采用液碱3?4级共流连续皂 化，5级逆流连续制稀土皂技术，从萃取段水相出口定量引出部分料液，作为连续皂化工艺 的稀土料液； 预分组工艺：采用预分组工艺将含量大的元素镝精分为二，分为难萃组分和易萃组分， 分别从萃取段和洗涤段相应级的水相定量引出，并与后续的串联分离工艺进料级直接联 接，进行联动； 串联分离工艺：从难萃组分中获得微镝（Dy203〈0. 002%)含量的富铽料，作为?Gd//Tb 分离工艺的优质原料，从中间水相出口中直接引出高纯度（Dy203>99. 99%)镝料，从易萃组分 反萃液中获得（HoY?，Dy203〈0. 01%)重稀土料； 两出口?Gd//Tb分离工艺：以串联分离工艺获得的富铽料为原料，从难萃组分中获得 Tb407〈0. 01%含量的钆前料，从易萃组分反萃液中获得高纯（Tb407>99. 99%)度的铽料。
2. 根据权利要求1所述的从铽镝稀土富集物中萃取分离高纯氧化镝和氧化铽的方法， 其特征在于：在步骤2)中，采用预分组工艺将含量大的元素镝精分为二，所述易萃组分的 比例为40%?50%。
3. 根据权利要求1所述从铽镝稀土富集物中萃取分离高纯氧化镝和氧化铽的方法，其 特征在于：在步骤4)两出口?Gd//Tb分离工艺中，洗反酸料液采用优级纯盐酸，沉淀剂采 用精制草酸，得到荧光级氧化铽产品。
4. 根据权利要求1所述从铽镝稀土富集物中萃取分离高纯氧化镝和氧化铽的方法，其 特征在于：所述铽镝富集物料为氯化稀土溶液或硝酸稀土溶液或硫酸稀土溶液。
【文档编号】C22B3/26GK104087748SQ201410345181
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】丁永权, 祝文才, 高亮, 任卫, 蔡伟 申请人:赣州湛海工贸有限公司, 永州市湘江稀土有限责任公司