预分离三出口萃取分离轻稀土矿的工艺方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种预分离三出口萃取分离轻稀土矿的工艺方法，属于稀土湿法冶金 领域。更具体的说，属于稀土分离中的溶剂萃取分离技术。
【背景技术】
[0002] 轻稀土矿在国内外稀土资源中储量较多，主要矿物资源有氟碳铈矿、独居石、铈铌 钙钛矿等等。我国的轻稀土矿主要有：包头白云鄂博以氟碳铈矿为主，伴生部分独居石(它 堪称为世界第一大稀土矿）；四川冕宁的氟碳铈矿；山东微山的氟碳铈矿；广东南山海的独 居石矿；南方离子型轻稀土矿等。我国轻稀土矿资源丰富，产品应用范围广，消耗量大，是稀 土分离企业的主要原料。我国对氟碳铈稀土矿的萃取分离工艺研究工作较早，在萃取理论 和分离工艺研究及生产技术方面取得了较好的成果，对轻稀土矿建立了相应的有特色的萃 取分离工艺流程。
[0003] 稀土分离工艺的高效率、低消耗和绿色化生产始终是企业和社会追求目标。目前 企业间的竞争日趋激烈，稀土分离工厂需要进一步降低生产成本来提升利润空间。钟盛华 教授发明的专利92106000. 9和专利90100135. X分别公告了对多组分离子吸附型稀土矿预 分离萃取的分离方法和对多组分稀土分离的带支体工艺萃取法。如何在轻稀土矿萃取分离 中利用这些新的萃取方法、较好的挖掘他们优点，并应用三出口及其优化理论、高浓度水相 出口方法、联动萃取等工艺方法，根据轻稀土矿的配分特点，使这些方法有机的结合，选择 更佳的工艺走向，形成新的萃取分离轻稀土矿的工艺方法，使萃取分离轻稀土矿的工艺处 理能力提高、萃取剂和稀土金属的存槽量减少、酸碱化工原料的消耗下降、生产成本降低。 获得一种更好的萃取分离轻稀土矿的工艺方法是个我们面对的有现实意义的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种预分离三出口萃取分离轻稀土矿的工艺方法，通过利用预分离 萃取法、三出口工艺及其优化理论、带支体工艺萃取法、高浓度水相出口方法及联动萃取等 工艺方法，根据轻稀土矿的配分特点，使这些方法有机的结合，获得了一种新的更好的萃取 分离轻稀土矿的工艺方法。使萃取分离轻稀土矿的整体工艺处理能力更大、存槽的萃取剂 和物料更少、酸碱消耗更省、生产成本更低。
[0005] 本发明的技术方案为：一种预分离三出口萃取分离轻稀土矿的工艺方法，所述工 艺方法依次包括以下步骤：
[0006] (1)轻稀土矿料液首先进入预分离萃取段，用较少的级数进行逆流萃取，其出口水 相是La-Nd ;其出口有机相进入预分离洗涤段，用洗酸逆流洗涤；预分离洗涤段的出口有机 相是Sm-Lu、Y，出口水相是高钕钐混合稀土；预分离萃取段的进口有机相可以来自下面步 骤（3)的LaCePr/CePrNd/Nd三出口分离工艺萃取段某级引出的负载稀土有机相；也可以是 空白有机相先用碱液阜化，再用预分萃取段出口水相La-Nd制成的稀土阜有机相；
[0007] (2)以步骤（1)预分离洗涤段的出口水相高钕钐混合稀土为原料进入Nd/Sm分组 工艺，其出口有机相是Sm-Lu、Y，出口水相是低镧铈的La-Nd ;
[0008] (3)以步骤（1)预分离萃取段出口水相La-Nd为主要原料进行LaCePr/CePrNd/Nd 三出口分离工艺，并带支体工艺CePr/Nd ;同时将步骤（2)Nd/Sm分组工艺的出口水相低镧 铈的La-Nd也作为原料从LaCePr/CePrNd/Nd三出口分离工艺的洗涤段某级进入该工艺；这 支体工艺CePr/Nd是从LaCePr/CePrNd/Nd主体工艺的洗涤段引出CePrNd水相，用有机相 进行逆流萃取除去Nd,逆流萃取后的有机相流入LaCePr/CePrNd/Nd主体工艺的洗涤段；这 工艺LaCePr/CePrNd/Nd带支体CePr/Nd萃取分离的出口水相是LaCePr，出口反萃液是纯 Nd,支体工艺CePr/Nd的出口水相是CePr ;LaCePr/CePrNd/Nd三出口分离工艺的进口有机 相可以是空白有机相先用碱液阜化，再用该工艺的萃取段出口水相LaCePr制成的稀土阜 有机相；也可以来自下面步骤（4)主体工艺La/LaCe/CePr/Pr的萃取段某级引出的负载稀 土有机相；或按一定的比例同时采用这两种方法提供进口有机相；支体工艺CePr/Nd所用 进口有机相可以来自从下面步骤（4)主体工艺La/LaCe/CePr/Pr洗涤段某级引出的负载稀 土有机相；也可以是空白有机相先用碱液皂化，再用支体工艺CePr/Nd出口水相CePr制成 的稀土皂有机相；
[0009] (4)以步骤（3)的出口水相LaCePr为主要原料进入La/支体Ce/Pr萃取分离工 艺，这工艺是由La/LaCe/CePr/Pr主体工艺和La/Ce/Pr支体工艺构成；同时将步骤（3)的 CePr/Nd支体工艺的出口水相CePr也作为原料从主体工艺La/LaCe/CePr/Pr的洗涤段进入 该工艺；主体工艺La/LaCe/CePr/Pr的出口水相可获得纯La,出口反萃液是Pr ;从主体工 艺La/LaCe/CePr/Pr的萃取段某级引出负载LaCe有机相(控制含Pr量）流入La/Ce/Pr支 体工艺的第一级，从主体工艺La/LaCe/CePr/Pr的洗涤段某级引出含CePr水相(控制含La 量)流入La/Ce/Pr支体工艺的第η级；在支体La/Ce/Pr工艺中，从第一级流入的负载LaCe 有机相与从第η级流入的CePr水相呈逆流离子交换萃取分离；支体La/Ce/Pr工艺的第一 级出口水相流入主体工艺La/LaCe/CePr/Pr的萃取段某级，支体La/Ce/Pr工艺的第η级出 口有机相流入主体工艺La/LaCe/CePr/Pr的洗涤段某级；在支体La/Ce/Pr工艺的中间有纯 Ce的积累峰，引出出口水相可获得纯Ce。
[0010] 本发明所述步骤（1)轻稀土矿包括：氟碳铈矿、独居石、铈铌钙钛矿、南方离子轻 稀土矿等，可以是这些矿的一种，也可以是这些矿的组合；这轻稀土矿可以是包头、四川冕 宁、山东微山、广东南山海等轻稀土矿，及南方离子型轻稀土矿的其中一种，也可以是它们 的组合作为本发明的实施原料。
[0011] 本发明所述步骤（1)轻稀土矿料液为氯化稀土溶液或硝酸稀土溶液或硫酸稀土 溶液。
[0012] 本发明所述有机相是由萃取剂和稀释剂等组成，萃取剂可以是2-乙基己基磷酸 单2-乙基己基酯（也称HEH [EHP]，* P5tl7)或二（2-乙基己基）磷酸(也称HDEHP，或P2tl4)或 其它萃取剂，有机相中萃取剂的浓度为〇. 8~I. 6mJ吨4 ;所述的稀释剂可以是煤油或正己 烧等有机溶剂。
[0013] 本发明的有益效果：由于轻稀土矿中Sm-Lu、Y含量较低只有百分之几，通过上述 步骤（1)和步骤（2)将轻稀土矿分离为La-Nd组分和Sm-LiuY组分及少量的低镧铈La-Nd 组分，与传统的轻稀土矿Nd/Sm分组工艺相比，所用萃取槽总体积要小30~50%，而且上述 步骤⑴和步骤⑵很容易控制出口有机相Sm-LiuY组分中钕的含量。解决了传统的轻稀 土 Nd/Sm分组工艺因易萃取和难萃取组分的比例悬殊，Nd/Sm分组难以控制中、重稀土中的 钕含量，使获纯钐（>99.9%)需增加提钐除钕工序的问题。预分离萃取段的进口有机相采 用来自下面步骤（3)的LaCePr/CePrNd/Nd三出口分离工艺萃取段某级引出的负载稀土有 机相可以节省有机相皂化用碱。步骤（3)和步骤（4)采用三出口及其优化理论，并带支体 工艺和负载有机相连用，使工艺的处理能力增加、萃取槽体总体积减少、萃取槽中萃取剂和 稀土金属存槽量大为减少，酸碱化工原材料也减少。可减少了设备和充槽的投资费用、降低 生产运行成本，同时还可以减少生产废水的排放量，有利于环保。
【附图说明】
[0014] 为了方便了解本发明，这里附有说明书附图，但是应当理解，这些说明书附图只是 为了更直观的理解本发明，而不是构成对本发明专利要求的任何限制，本发明的保护范围 以权利要求书为准。
[0015] 图1是本发明的工艺流程示意图，图1中：S为碱皂化有机相，W为洗酸，H为反萃 酸；
[0016] 图2是制备碱皂化有机相示意图。
【具体实施方式】
[0017] 一种预分离三出口萃取分离轻稀土矿的工艺方法，其方法步骤为：
[0018] (1)轻稀土矿料液首先进入预分离萃取段，用较少的级数进行逆流萃取，其出口水 相是La-Nd，控制Sm的含量；其出口有机相进入预分离洗涤段，用洗酸逆流洗涤，预分离洗 涤段的出口有机相是Sm-Lu、Y组分，控制其Nd的含量，出口水相是高钕钐混合稀土；
[0019] (2)以步骤（1)预分离洗涤段的出口水相高钕钐混合稀土为原料进入Nd/Sm分组 工艺，其出口有机相是Sm-Lu、Y，出口水相是低镧铈La-Nd ;
[0020] (3)以步骤（1)预分离萃取段出口水相La-Nd为主要原料进行LaCePr/CePrNd/Nd 三出口分离工艺，并带支体工艺CePr/Nd ;同时将步骤（