预分高纯三出口萃取法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种预分高纯三出口萃取法，更具体的说，它涉及一种对多组分原料 在一个预分高纯三出口萃取分离工艺中同时获得三种高纯组分产品的方法，属于溶剂萃取 分离稀土工艺技术。
【背景技术】
[0002] 溶剂萃取是一个应用领域广阔的分离提纯方法，具有分离效率高、处理能力大、反 应速度快、分相效果好、能耗低等特点，广泛应用于湿法冶金、石油化工、有色金属冶炼、核 燃料提取纯化、制药和环境保护等工业领域。已经成为有色金属分离制取纯金属的重要生 产手段。溶剂萃取是国内外稀土工业生产分离制取单一稀土元素的重要方法。我国是世界 稀土资源大国，有大型轻稀土矿和世界罕见的离子吸附型稀土矿资源。
[0003] 我国的溶剂萃取分离稀土研究工作在国际上率先研制开发出不少先进的稀土分 离工艺技术。上世纪七、八十年代，我们国家在稀土萃取分离中，注意到多组份原料的分馏 萃取在萃取槽体中存在中间组分的积累峰，在国际上率先开发出萃取"三出口"新工艺。这 种萃取工艺能减少消耗、降低成本，具有重要的使用价值。在专利CN1070586A，我国学者率 先提出了预分离萃取的新方法，对稀土元素的多组分原料先进行预分工艺(逆流萃取和/或 逆流洗涤)分离，可以减少直接进料量，预分萃取后也可以两个以上进料口进入分馏萃取， 这样能提高工艺的处理能力和减少萃取剂有机相的使用量，从而减少酸碱消耗和废水排 放。对于三出口工艺，由于稀土混合物的某些组分必须从中间组分积累峰的相或者其相对 的相中通过，使积累峰中必然含有一定量的非中间组分(易萃组分或/和难萃组分），这样三 出口的中间组分不能达到高纯度，一般是富集物或粗产品。这是三出口工艺存在的主要不 足之处。本发明采用"预分增产萃取法"（专利92106000.9)原理，通过对多组分原料的预分 离后，再以多口进入三出口萃取工艺，可以使第三出口获得高纯产品，从而形成了一种新的 萃取分离工艺方法一一预分高纯三出口萃取法。并且这种方法还可以使高纯三出口萃取工 艺的处理能力提高，酸碱化工原料消耗降低，稀土直收率提高，萃取剂和稀土金属存槽量减 少，整体分离效果更好。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种预分高纯三出口萃取法，它包括预分工艺和高纯三出口萃取分 离工艺（以下简称高纯三出口工艺）。多组分原料在萃取体系中因各组分萃取难易不同，会 形成从易萃到难萃的萃取次序a>b>c>d>e>…组分。在预分高纯三出口萃取法中，设定将多 组分原料分为易萃组分A、中间组分B和难萃组分C。如果实施例的多组分原料大于3个组分， 有a，b，c，d，e…组分，就以分割线来划分易萃组分、中间组分和难萃组分，假如三出口的分 割线为d/c/b之间，则a，b合并为易萃组分A，c为中间组分B，d，e···合并为难萃组分C。本发明 预分高纯三出口萃取法，其特征为:多组分原料首先进入预分萃取段1，将易萃组分A逆流萃 取到有机相中；这有机相流入预分洗涤段，逆流洗涤有机相中的难萃组分C到水相;预分洗 涤段的出口水相流入预分萃取段2，在预分萃取段2将易萃组分A逆流萃取到有机相中。预分 萃取段2的出口有机相从预分洗涤段的成分相近级流入预分洗涤段。这预分萃取段1、预分 洗涤段和预分萃取段2构成了预分高纯三出口萃取法的预分工艺。高纯三出口工艺以第三 出口位置为分界，出口水相级至第三出口为高纯三出口工艺的难萃分离段，出口有机相级 至第三出口为高纯三出口工艺的易萃分离段。预分萃取段1的出口水相(发明人称为富难萃 水相)富含难萃组分C而含易萃组分A很低，它流入高纯三出口工艺的难萃分离段(发明人称 此进口为富难萃水相进口）；预分洗涤段的出口负载有机相(发明人称为富易萃有机相）富 含易萃组分A而含难萃组分C很低，其流入高纯三出口工艺的易萃分离段(发明人称此进口 为富易萃有机相进口）；预分萃取段2的出口水相(发明人称为富含中间组分水相）富含中间 组分B而含易萃组分A很低，它从富难萃水相进口与第三出口之间流入高纯三出口工艺的难 萃分离段(发明人称此进口为富含中间组分水相进口）。由于富难萃水相进口和富含中间组 分水相进口都在高纯三出口工艺的难萃分离段，且它们的进口水相含易萃组分A都很低，所 以高纯三出口工艺中第三出口的中间组分积累峰含易萃组分A很低。由于富易萃有机相进 口在高纯三出口工艺的易萃分离段，且它的进口负载有机相含难萃组分C很低，所以高纯三 出口工艺中第三出口的中间组分积累峰含难萃组分C也很低。这样，高纯三出口工艺的第三 出口可以获得高纯中间组分B。当然，高纯三出口工艺的出口水相可以获得高纯难萃组分C， 高纯三出口工艺的出口有机相也可以获得高纯易萃组分A。因此，预分高纯三出口萃取法可 以在高纯三出口工艺中同时获得三种高纯组分产品。高纯三出口工艺的进口萃取有机相是 用其出口水相和经碱皂化有机相S在稀土皂化段制备成稀土皂有机相后再流入高纯三出口 工艺。
[0005] 预分萃取段1的进口萃取有机相可以用其出口水相和经碱皂化有机相S在稀土皂 化段制成稀土皂有机相再流入预分萃取段1，或从高纯三出口工艺的富难萃水相进口级或 附近级引出有机相作为预分萃取段1的进口萃取有机相，流入预分萃取段1。预分洗涤段的 进口洗涤液可以用洗酸，或从高纯三出口工艺的富易萃有机相进口级或附近级引出水相作 为预分洗涤段的进口洗涤液，流入预分洗涤段。预分萃取段2的进口萃取有机相可以用其出 口水相和经碱皂化有机相S在稀土皂化段制成稀土皂有机相再流入预分萃取段2，或从高纯 三出口工艺的富含中间组分水相进口级或附近级引出有机相作为预分萃取段2的进口萃取 有机相，流入预分萃取段2。这些要视具体情况选择。
[0006] 本发明的具体技术方案可以通过用预分高纯三出口萃取法分离轻稀土矿的La-Nd 混合稀土或用预分高纯三出口萃取法分离GdTbDy富集物两个实施方案来实现。下面结合这 两个实施方案进一步说明本发明。
[0007] 实施方案1:用预分高纯三出口萃取法分离轻稀土矿的La-Nd混合稀土
[0008] 轻稀土矿的La-Nd混合稀土可以来自轻稀土矿经Nd/Sm分组后的出口水相La-Nd稀 土。由于在P5Q7、P2Q4等萃取体系中，镨钕的分离系数较小，所以在用预分高纯三出口萃取法 分离轻稀土矿的La-Nd混合稀土中，将PrNd合并作为易萃组分A，Ce为中间组分B，La为难萃 组分C。这实施方案包括以下步骤：
[0009] (1)轻稀土矿的La-Nd混合稀土料液进入预分萃取段1，将易萃组分PrNd逆流萃取 到有机相中，使预分萃取段1的出口水相含易萃组分PrNd很小，出口水相富含难萃组分La还 含有中间组分Ce。预分萃取段1出口有机相流入预分洗涤段，逆流洗涤有机相中的难萃组 分La到水相，使预分洗涤段的出口有机相含难萃组分La很小，出口有机相中富含易萃组分 PrNd还含有中间组分Ce。预分洗涤段的出口水相富含中间组分Ce还含有易萃组分PrNd及难 萃组分La。
[0010] (2)以步骤（1)的预分洗涤段的出口水相流入预分萃取段2,将易萃组分PrNd逆流 萃取到有机相，使预分萃取段2的出口水相含易萃组分PrNd很小，预分萃取段2的出口水相 富含中间组分Ce还含有难萃组分La。预分萃取段2的出口有机相从预分洗涤段的稀土配分 相近级流入预分洗涤段。
[0011] (3)La/高纯Ce/PrNd高纯三出口工艺以第三出口位置为分界，La出口水相级至第 三出口为高纯三出口工艺的难萃分离段，PrNd出口有机相级至第三出口为高纯三出口工艺 的易萃分离段。以步骤（1)的预分萃取段1的出口水相流入La/高纯Ce/PrNd高纯三出口工艺 的难萃分离段(发明人称此进口为富La水相进口）；预分洗涤段的出口负载有机相流入La/ 高纯Ce/PrNd高纯三出口工艺的易萃分离段(发明人称此进口为富PrNd有机相进口）。并将 步骤(2)的预分萃取段2的出口水相从富La水相进口与第三出口之间流入高纯三出口工艺 的难萃分离段(发明人称此进口为富Ce水相进口）。由于富La水相进口和富Ce水相进口都在 高纯三出口工艺的难萃分离段，且它们的进口水相含易萃组分PrNd都很低；富PrNd有机相 进口在高纯三出口工艺的易萃分离段，且它的进口负载有机相中含难萃组分La很低，所以 高纯三出口工艺中第三出口的中间组分Ce积累峰含难萃组分La和易萃组分PrNd都很低，因 此第三出口可以获得高纯Ce。当然，高纯三出口工艺的出口水相可以获得高纯La，高纯三出 口工艺的出口有机相中PrNd可以含Ce很低，即可获得相对高纯的PrNd。
[0012] 预分萃取段1的进口萃取有机相可以用其出口水相和经碱皂化有机相S在稀土皂 化段制成稀土皂有机相再流入预分萃取段1，或从La/高纯Ce/PrNd高纯三出口工艺的富La 水相进口级或附近级引出有机相作为预分萃取段1的进口萃取有机相，流入预分萃取段1。 预分洗涤段的进口洗涤液可以用洗酸，或从La/高纯Ce/PrNd高纯三出口工艺的富P