专利名称：一种从含铈稀土硫酸溶液中氧化萃取铈的方法
技术领域：
本发明涉及一种以含铈稀土硫酸溶液为原料，属于一种氧化萃取铈的方法。
目前国内用于工业生产的制取铈的方法主要有三种，一种是以混合稀土盐酸或硝酸溶液为原料，采用萃取法先经稀土分组，再逐步分离提纯的方法，此类工艺因需逐步分离其它稀土元素，最后才得到铈，因此工艺流程长，化工材料消耗较高、设备投资大，其所得的铈产品质量不够稳定。第二种是以混合稀土盐酸溶液为原料，采用双氧水氧化即水解的方法提铈，如中国专利局公告的1275627A的“一种双氧水氧化法提铈工艺”的专利申请，该工艺是间歇式操作，而且所得氧化铈产品纯度低于95％，稀土效率也较低。第三种是以含铈混合稀土盐类为原料，经氧化焙烧后转为硫酸溶液后，采用萃取法提铈。如中国专利局公告的1055394A的“溶剂萃取法制取高纯铈化合物”的专利申请，该工艺方法可得到纯度达99.99％的铈，工序过程也简单、产品效率也较高，但焙烧氧化率约在90％左右，偏低且不稳定，而且需经过二次氧化才能提高产品收率。
本发明的目的就是为克服现有提铈方法的不足，提供一种以含三价铈稀土硫酸溶液为原料，采用氧化萃取提铈的方法，该方法氧化萃取在瞬间完成，一步氧化率高，产品纯度高，铈收率高，且工艺过程可连续进行。
为实现上述的目的，本发明采用的技术方案是以一种从含铈稀土硫酸溶液中氧化萃取铈的方法，其特征在于该方法是以含三价铈的混合硫酸稀土溶液为原料(其中氧化铈配分为5-99％)，以二(2-乙基己基)磷酸或2-乙基己基磷酸2-乙基己基酯的煤油溶液为萃取有机相，分二组萃取器萃取。萃取时，在第一组萃取器的第一级加入有机相，在二至十级加入原料液，进行逆流萃取，萃余液进入第二组萃取器，同时在一至十级加入2-50％浓度的高锰酸钾溶液和萃取剂，溶液中的三价铈被氧化成四价铈并被萃入有机相中，在二至二十级加入0.2N-6N的硫酸溶液进行洗涤，除掉萃取有机相中夹带的三价稀土和非稀土杂质，在十五至三十级加入1N-8N的盐酸或硝酸及1％-10％的双氧水混合液进行反萃取，得到高纯度铈溶液。
由于采用了上述方法，本发明以现行稀土生产工艺得到的水浸液或富铈稀土硫酸溶液为原料，直接氧化萃取提取高纯铈产品，工序过程简单、铈收率高、化工原料消耗低、设备投资小，而且该工艺可直接与目前国内稀土企业广泛采用的“三代酸法”工艺衔接。
该图为本发明的工艺流程图。
以稀土浓度为7至50克/升、酸度0.2-5.5N、含三价铈混合稀土硫酸溶液为料液，以0.7-1.7摩尔的二(2-乙基己基)磷酸或2-乙基己基磷酸2-乙基己酯为萃取有机相，分二组萃取器萃取时，在第一组萃取器的第1级加入有机相，在2-10级加入原料液进行逆流萃取，使原料液中氧化钇的百分率达到0.01％以下，萃余液进入第二组萃取器，同时在1-10级加入2-50％浓度的高锰酸钾溶液和萃取剂，溶液中三价铈被氧化成四价铈并被萃入有机相中，在2-20级加入0.2-6N的硫酸溶液进行洗涤，以除掉萃取有机相中夹带的三价稀土和非稀土杂质，在15-30级中加1-8N的盐酸或硝酸及1-10％的双氧水混合溶液进行反萃取，便得到了纯度大于99.99％的铈溶液。
(2)氧化剂溶液2-50％高锰酸钾溶液(3)洗液1.2N硫酸溶液(4)洗锰液2.5N硫酸溶液(5)反萃液6N盐酸溶液+5％双氧水(6)以浓度REO＝16-40g/L、PH＝4-4.5的混合稀土硫酸溶液为料液，1.5MP204-煤油溶液为萃取剂，2-50％的高锰酸钾溶液作氧化剂，洗液为1-2N的硫酸溶液；反萃液为6N的盐酸溶液+5％双氧水；按下列流比进行分馏萃取流比为料液∶有机相∶氧化剂溶液＝1∶1∶0.5；原料净化8级；氧化萃取级数5级；洗涤级数10级；反萃级数7级。
萃余液经中和调整、碳酸氢铵沉淀、过滤洗涤得少铈混合碳酸稀土产品；反萃液经中和调整、草酸沉淀、过滤洗涤、灼烧后得99.99％氧化铈产品。
权利要求
1.一种从含铈稀土硫酸溶液中氧化萃取铈的方法，其特征在于该方法是以含三价铈的混合硫酸稀土溶液为原料(其中氧化铈配分为5-99％)，以二(2-乙基己基)磷酸或2-乙基己基磷酸2-乙基己基酯的煤油溶液为萃取有机相，分二组萃取器萃取。萃取时，在第一组萃取器的第一级加入有机相，在二至十级加入原料液，进行逆流萃取，萃余液进入第二组萃取器，同时在一至十级加入2％-50％浓度的高锰酸钾溶液和萃取剂，溶液中的三价铈被氧化成四价铈并被萃入有机相中，在二至二十级加入0.2N-6N的硫酸溶液进行洗涤，除掉萃取有机相中夹带的三价稀土和非稀土杂质，在十五至三十级加入1N-8N的盐酸或硝酸及1％-10％的双氧水混合液进行反萃取。
2.根据权利要求1所述的一种从含铈稀土硫酸溶液中氧化萃取铈的方法，其特征在于以稀土浓度为7至50克/升、酸度0.2-5.5N、含三价铈混合稀土硫酸溶液为料液，以0.7-1.7摩尔的二(2-乙基己基)磷酸或2-乙基己基磷酸2-乙基己酯为萃取有机相，分二组萃取器萃取时，在第一组萃取器的第1级加入有机相，在2-10级加入原料液进行逆流萃取，使原料液中氧化钇的百分率达到0.01％以下，萃余液进入第二组萃取器，同时在1-10级加入2-50％浓度的高锰酸钾溶液和萃取剂，溶液中三价铈被氧化成四价铈并被萃入有机相中，在2-20级加入0.2-6N的硫酸溶液进行洗涤，以除掉萃取有机相中夹带的三价稀土和非稀土杂质，在15-30级中加1-8N的盐酸或硝酸及1-10％的双氧水混合溶液进行反萃取，便得到了纯度大于99.99％的铈溶液。
全文摘要
本发明是一种从含铈稀土硫酸溶液中氧化萃取铈的方法，它以混合硫酸稀土(其中氧化铈的百分比为5％－99％)为原料，以(2－乙基己基磷酸)或2－乙基己基磷酸2－乙基己基酯为萃取剂，以高锰酸钾溶液为氧化剂进行氧化萃取，再将负载有机相用稀盐酸或稀硝酸溶液和双氧水进行反萃取，便得到了纯铈溶液，该方法得到的铈产品纯度高，具有工序简单、铈收率高、化工原料消耗低、设备投资小的生产特点。
文档编号C22B3/38GK1410564SQ0113530
公开日2003年4月16日 申请日期2001年9月21日 优先权日2001年9月21日
发明者刘建军, 贾千贵, 李冬, 王静, 吴喜真 申请人:内蒙古包钢稀土高科技股份有限公司