一种酸性磷萃取剂p204的稀土皂化方法
【专利摘要】本发明公开一种酸性磷萃取剂P204的稀土皂化方法，以氢氧根型弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂为助剂，来实现酸性磷萃取剂P204的金属皂化。在皂化反应器中，依次加入P204煤油或磺化煤油溶液、氯化稀土水溶液和氢氧根型弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂；室温下充分搅拌反应完毕后静置分层。上层为酸性萃取剂的稀土皂化P204有机相，中层为水相，下层为固态的弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂相。放出水相和苯乙烯系阴离子交换树脂相，获得皂化率为30%～45%的稀土皂化P204有机相。本发明具有提高产品纯度、降低生产成本、节省能量等优点。
【专利说明】
一种酸性磷萃取剂P204的稀土皂化方法
技术领域
[0001] 本发明涉及酸性萃取剂皂化有机相的制作方法，特别是涉及一种以氢氧根型弱碱 性苯乙烯系阴离子交换树脂为助剂的酸性磷萃取剂P204的稀土皂化方法。本发明具体属于 稀土溶剂萃取技术领域。
【背景技术】
[0002] 溶剂萃取是分离稀土等有色金属元素的重要方法之一。二（2-乙基己基）磷酸（工 业上通常简称为P204)是常用萃取剂之一，广泛用于稀土元素等有色金属元素的分离。
[0003] 在具体的萃取分离工艺中，为了获得较高的萃取效率通常需要采用碱性试剂对 P204进行皂化。目前，稀土萃取分离使用的皂化剂主要是氢氧化钠和氢氧化钙。氢氧化钠和 氢氧化钙对P204进行皂化的最大缺点是碱性皂化剂中的部分钠离子或部分钙离子进入分 离产品而产生沾污，对稀土产品纯度带来不利影响。因此，在后续工艺中通常还需要分离这 些皂化杂质。结果是延长稀土分离生产工序的长度，增加分离工艺的复杂性，提高稀土分离 生产成本。
[0004] 在分离工艺中，评价离子交换树脂的重要技术指标是有效交换容量。有效交换容 量有时简称交换容量。阴离子离子交换树脂的有效交换容量是指每kg干树脂有效交换一价 阴离子的摩尔数;此时，有效交换容量的单位为mol/kg。也有人采用每升干树脂有效交换一 价阴离子的摩尔数;此时，有效交换容量的单位则为mol/L。虽然采以质量计的单位mol/kg 与以体积计的单位mol/L可以换算。但是，就有效交换容量的准确度而言，采用质量计单位 mol/kg高于采用体积计单位mol/L。顺便说明一下，一定质量的干树脂的总交换量通过以下 公式来计算：
[0005] n=mXQ (1)
[0006] 式（1)中，m为干树脂的质量，其单位为kg; Q为树脂的有效交换容量，其单位为mol/ kg;n为总交换量，其单位为mol。由式（1)可知，总交换量是指给定树脂质量m时的最大有效 交换量。实际上，总交换量就是给定树脂质量m时的最大交换摩尔数，因此总交换量也称为 总交换摩尔数。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是针对酸性萃取剂P204采用氢氧化钠和氢氧化钙皂化时存在部分 钠离子或部分钙离子会沾污稀土产品的缺点。提供一种无皂化沾污的酸性磷萃取剂P204的 稀土皂化方法。
[0008] 以稀土皂化为例，本发明的金属皂化原理用化学反应方程式表示为：
[0009] 3HA(o) + RECl3(a) + 3 R, N HOH (s) f=±REA3(0) + 3R3:N:HC1掛 +3H/%) (2)
[0010] 反应式（2)中，HA表示P204，R3NH0H表示氢氧根型弱碱性苯乙烯系阴离子交换树 月旨，R3NHC1表示氯根型弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂，下标"〇"表示有机相，下标"a"表示 水相，下标"s"表示固态的树脂相。反应式(2)实现P204的稀土皂化。由反应式(2)可知，本发 明是通过水溶液中的氯离子与氢氧根型弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂中的氢氧根发生 交换作用来促进稀土金属离子与萃取剂P204的皂化反应。
[0011] 本发明一种酸性磷萃取剂P204的稀土皂化方法具体通过以下稀土皂化工艺来实 现。
[0012] 控制氯化稀土与P204的摩尔比为0.1:1~0.15:1、氢氧根型弱碱性苯乙烯系阴离 子交换树脂相对氯离子的总交换摩尔数与氯化稀土的摩尔数之比为4.5:1~7.5:1;在皂化 反应器中依次加入浓度为0.5M~1.5M的P204煤油或磺化煤油溶液，pH为2~4及稀土浓度为 0.5M~1.5M的氯化稀土水溶液，相对氯离子的有效交换容量为3mol/kg~5mol/kg及平均粒 径为0.4mm~0.6mm的氢氧根型弱碱性苯乙稀系阴离子交换树脂。室温下充分搅拌20min~ 40min后，静置分层;上层为稀土皂化P204有机相，中层为水相，下层为固态的弱碱性苯乙烯 系阴离子交换树脂相。放出水相和弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂相，获得稀土皂化P204 有机相，其皂化率为30 %~45 %。
[0013] 本发明的优点是:可以消除氢氧化钠或氢氧化钙等无机碱皂化剂中金属元素对稀 土分离产品的玷污，提高分离产品的纯度；同时可以免去在后续工艺中分离皂化杂质的工 序，降低生产成本;室温下皂化，节省能量。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合具体实施例对本发明所述的一种酸性磷萃取剂P204的稀土皂化方法作 进一步描述。
[0015] 实施例1:
[0016] 控制氯化稀土与P204的摩尔比为0.12:1，氢氧根型弱碱性苯乙烯系阴离子交换树 脂相对氯离子的总交换摩尔数(即总交换量)与氯化稀土的摩尔数之比为6:1;在1000L皂化 反应器中依次加入浓度为1.0M的P204磺化煤油溶液500L，pH为3及稀土浓度为1.0M的氯化 稀土水溶液60L，相对氯离子的有效交换容量为4mol/kg及平均粒径为0.5mm的氢氧根型弱 碱性苯乙烯系阴离子交换树脂90kg(干重）。室温下充分搅拌30min后，静置分层。上层为稀 土皂化P204有机相，中层为水相，下层为固态的弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂相;放出水 相和弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂相，获得稀土皂化P204有机相，其皂化率为36%。
[0017] 实施例2:
[0018]控制氯化稀土与P204的摩尔比为0.15:1，氢氧根型弱碱性苯乙烯系阴离子交换树 脂相对氯离子的总交换摩尔数(即总交换量)与氯化稀土的摩尔数之比为7.5:1;在1000L皂 化反应器中依次加入浓度为0.5M的P204煤油溶液500L，pH为4及稀土浓度为0.5M的氯化稀 土水溶液75L，相对氯离子的有效交换容量为3mol/kg及平均粒径为0.6mm的氢氧根型弱碱 性苯乙烯系阴离子交换树脂93.75kg(干重）；室温下充分搅拌40min后，静置分层。上层为稀 土皂化P204有机相，中层为水相，下层为固态的弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂相;放出水 相和弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂相，获得稀土皂化P204有机相，其皂化率为45%。
[0019] 实施例3:
[0020] 控制氯化稀土与P204的摩尔比为0.1:1，氢氧根型弱碱性苯乙烯系阴离子交换树 脂相对氯离子的总交换摩尔数(即总交换量)与氯化稀土的摩尔数之比为4.5:1;在1000L皂 化反应器中，依次加入浓度为1.5M的P204煤油溶液500L，pH为2及稀土浓度为1.5M的氯化稀 土水溶液50L，相对氯离子的有效交换容量为5mol/kg及平均粒径为0.4mm的氢氧根型弱碱 性苯乙烯系阴离子交换树脂67.5kg(干重）；室温下充分搅拌20min后，静置分层。上层为稀 土皂化P204有机相，中层为水相，下层为固态的弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂相;放出水 相和弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂相，获得稀土皂化P204有机相，其皂化率为30%。
【主权项】
1. 一种酸性磷萃取剂P204的稀土皂化方法，其特征在于:控制氯化稀土与P204的摩尔 比为0.1:1~0.15:1、氢氧根型弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂相对氯离子的总交换摩尔 数与氯化稀土的摩尔数之比为4.5:1~7.5:1;在皂化反应器中依次加入浓度为0.5 Μ~1.5 Μ的Ρ204煤油或磺化煤油溶液，pH为2~4及稀土浓度为0.5 Μ~1.5 Μ的氯化稀土水溶液， 相对氯离子的有效交换容量为3 mol/kg~5 mol/kg及平均粒径为0.4 mm~0.6 mm的氢 氧根型弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂;室温下充分搅拌20 min~40 min后，静置分层;上 层为稀土皂化P204有机相，中层为水相，下层为固态的弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂相； 放出水相和弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂相，获得稀土皂化P204有机相，其皂化率为30% ~45%〇
【文档编号】C22B59/00GK105821211SQ201610288726
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】钟学明
【申请人】南昌航空大学