专利名称：长链脂肪酸萃取转型制备氯化稀土及其反萃取工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于冶金稀土金属的处理领域，具体说是涉及一种长链脂肪酸萃取转型制备氯化稀土及其反萃取工艺。
背景技术：
包头稀土精矿年生产能力8万吨，目前稀土工业主要采用浓硫酸高温焙烧分解工艺，焙烧矿经水浸出得到含稀土和铁、钙等杂质的浸出液，用氧化镁调PH3-4除铁等杂质后得到硫酸稀土溶液，对该硫酸稀土溶液目前工业上有两种后续工艺流程制备氯化稀土，第一种流程是用碳酸氢铵沉淀，经离心分离得到碳酸稀土产品，然后根据需要再用盐酸溶解得到氯化稀土溶液用于分离单一稀土产品，该工艺间歇操作不连续，碳酸稀土中硫酸根含量高不利于后续分离操作，且产生含有大量铵盐类的酸性废水污染环境，第二种工艺是用P204萃取，盐酸反萃制备氯化稀土溶液，该工艺一方面需要较高的反萃酸度来反萃稀土和少量的铁，得到的氯化稀土溶液酸度较高，不能直接作为后续分离单一稀土的料液，需要进行酸度调配，工艺不连续，生产运行一段时间后萃取剂中的铁积累，降低有机相的萃取容量，另一方面，P204是酸性磷酸脂类萃取剂，在自然界中不易降解，具有一定的毒性，产生的大量含有有机磷的废水污染环境，工艺流程不连续。
中国专利(公开号CN1394971A)公开了一种从硫磷混酸体系萃取分离钍和提取氯化稀土的工艺，该工艺是以硫酸低温焙烧水浸液为原料，直接用伯胺萃取分离钍后，加入氯化铁调铁磷比，氧化镁调PH3-4除铁磷，然后用P507萃取转型制备氯化稀土，P507转型制备氯化稀土和P204转型工艺具有相同的不足之处。
发明内容
本发明的目的是采用一种直接由硫酸高温焙烧水浸液经调酸度除杂质后用长链脂肪酸萃取转型制备氯化稀土及其反萃取工艺，不需要碳沉或后续再调配酸度，以克服上述不足。
本发明的目的是由以下技术方案实现的一种长链脂肪酸萃取转型制备氯化稀土及其反萃取工艺，其特点是以稀土精矿焙烧水浸液或硫酸稀土为原料，稀土浓度30-40g/l酸度PH2-4，铁含量小于200PPM，萃取剂为长链脂肪酸，用混合醇或石油亚砜为助溶剂，用烷烃做稀释剂，组成长链脂肪酸-助溶剂-烷烃萃取剂体系，有机相为0.3-1.0M长链脂肪酸-10-25％V/V混合醇或石油亚砜-烷烃，长链脂肪酸的皂化率为40-100％，用上述有机相对稀土料液萃取、酸性水洗涤、反萃取得到氯化稀土溶液，有机相∶料液∶洗液的流比为1-2∶1∶0.2-1，所述萃取剂长链脂肪酸为C18的脱水蓖麻油脂肪酸或长链脂肪酸为C18的不脱水蓖麻油脂肪酸，所选用的助溶剂为异辛醇、仲辛醇、异戊醇或石油亚砜中的一种或几种；所选用的皂化剂为氨水、氢氧化钠、碳酸氢铵或碳酸钠，反萃液为两种不同浓度的酸，反萃液1酸度为1-3M的盐酸，反萃液2酸度为5-6M的盐酸；低浓度的反萃液1从空白有机出口处加入，高浓度反萃液2从反萃取段的中间级加入。
采用本发明可以用较低的反萃取酸度获得含高浓度稀土的反萃取液降低萃取液酸度和去除部分杂质，该发明主要是解决现行工艺流程不连续、含有机磷的废水污染问题，长链脂肪酸反萃取酸度低，经采用一种新的反萃取工艺制度，萃取转型的氯化稀土溶液稀土浓度大于180g/l，酸度为PH1-2，硫酸根含量小于0.02％，稀土收率大于99％，可直接作为后续萃取分离单一稀土的原料，工艺流程简单、连续，化工试剂消耗少，降低了环境污染，属于无污染工艺流程，选用的长链脂肪酸是从植物中提取的C18的直链脂肪酸，凝固点高，水溶性小，突破了传统观点认为长链脂肪酸凝固点低不宜做萃取剂的误区。
四
图1是本发明反萃取工艺流程图。
五具体实施例方式首先以体积比20-40％的脂肪酸，添加7-20％的混合醇，稀释剂为煤油组成有机相，有机相用浓氨水或碳酸氢铵皂化，有机相的皂化度为0.2-0.8M，洗涤液为PH2-4的盐酸微酸性水，萃取2-7级，洗涤1-3级，有机相∶稀土料液∶洗涤液的流比为1-2∶1∶0.2-1，萃余液中稀土浓度小于0.03g/l，稀土收率大于99％。
饱和有机相用盐酸反萃液反萃取，反萃液1酸度为1-3M盐酸，反萃液2酸度为5-6M盐酸，反萃液1从有机相出口级加入，反萃液2从反萃取段的中间某一级或几级加入，经5-9级反萃，有机相∶反萃液1∶反萃液2的流比为15-25∶1∶0.1-0.5，得到的氯化稀土溶液浓度大于180g/l，酸度PH1-2，硫酸根含量小于0.02％，稀土收率大于99％，有机相水洗后可循环使用。
具体实施如下实施例1包头某稀土企业浓硫酸高温焙烧水浸液，经氧化镁除杂质后的硫酸稀土溶液，即原工艺用于碳沉的料液，稀土浓度38g/l，酸度PH4，有机相组成为脂肪酸1.0M-异辛醇15％V/V-磺化煤油，浓氨水皂化，皂化度为0.4M，3级萃取，2级洗涤，5级反萃，有机相∶料液∶洗涤液∶反萃液1∶反萃液2的流比为3∶1∶0.5∶0.18∶0.06，得到的氯化稀土溶液浓度为205g/l，酸度为PH1，硫酸根含量小于0.02％，稀土收率大于99％。
实施例2包头某稀土企业浓硫酸高温焙烧水浸液，经氧化镁除杂质后的硫酸稀土溶液，即原工艺用于P204萃取转型的料液，稀土浓度36g/l，酸度PH2，其他条件同实例1，得到的氯化稀土溶液浓度为203g/l，酸度为PH1，硫酸根含量小于0.02％，稀土收率大于99％。
实施例3料液同实例1，有机相组成为脂肪酸0.85M-异辛醇15％V/V-磺化煤油，浓氨水皂化，皂化度为0.4M。3级萃取，2级洗涤，5级反萃，有机相∶料液∶洗涤液∶反萃液1∶反萃液2的流比为4∶1∶1∶0.18∶0.04，得到的氯化稀土溶液浓度为184g/l，酸度为PH2，硫酸根含量小于0.02％，稀土收率大于99％。
实施例4料液同实例1，有机相组成为脂肪酸1.0M-异辛醇15％V/V-磺化煤油，饱和碳酸氢铵溶液皂化，皂化度为0.4M。3级萃取，2级洗涤，5级反萃，有机相∶料液∶洗涤液∶反萃液1∶反萃液2的流比为3∶1∶1∶0.18∶0.07，得到的氯化稀土溶液浓度为212g/l，酸度为PH2，硫酸根含量小于0.02％，稀土收率大于99％。
权利要求
1.一种长链脂肪酸萃取转型制备氯化稀土及其反萃取工艺，其特征是以稀土精矿焙烧水浸液或硫酸稀土为原料，稀土浓度30-40g/l酸度PH2-4，铁含量小于200PPM，萃取剂为长链脂肪酸，用混合醇或石油亚砜为助溶剂，用烷烃做稀释剂，组成长链脂肪酸-助溶剂-烷烃萃取剂体系，有机相为0.3-1.0M长链脂肪酸-10-25％V/V混合醇或石油亚砜-烷烃，长链脂肪酸的皂化率为40-100％，用上述有机相对稀土料液萃取、酸性水洗涤、反萃取得到氯化稀土溶液，有机相∶料液∶洗液的流比为1-2∶1∶0.2-1。
2.根据权利要求1所速的一种长链脂肪酸萃取转型制备氯化稀土及其反萃取工艺，其特征是所述萃取剂长链脂肪酸为C18的脱水蓖麻油脂肪酸或长链脂肪酸为C18的不脱水蓖麻油脂肪酸。
3.根据权利要求1所述的一种长链脂肪酸萃取转型制备氯化稀土及其反萃取工艺，其特征是所选用的助溶剂为异辛醇、仲辛醇、异戊醇或石油亚砜中的一种或几种；所选用的皂化剂为氨水、氢氧化钠、碳酸氢铵或碳酸钠。
4.根据权利要求1所述的一种长链脂肪酸萃取转型制备氯化稀土及其反萃取工艺，其特征是反萃液为两种不同浓度的酸，反萃液1酸度为1-3M的盐酸，反萃液2酸度为5-6M的盐酸；低浓度的反萃液1从空白有机出口处加入，高浓度反萃液2从反萃取段的中间级加入。
全文摘要
本发明属于冶金稀土金属处理领域，具体说是涉及一种长链脂肪酸萃取转型制备氯化稀土及其反萃取工艺，以硫酸焙烧水浸液氧化镁调pH3－4除铁及杂质后的硫酸稀土为原料，以长链脂肪酸－助溶剂－磺化煤油组成有机相，长链脂肪酸为脱水或不脱水的蓖麻油脂肪酸，用氨水、氢氧化钠、碳酸氢铵或碳酸钠皂化，经多级萃取、洗涤，可制得稀土浓度大于200g/l，酸度pH1－2，硫酸根小于0.02％的氯化稀土溶液，稀土收率大于99％，该溶液可直接作为进一步萃取分离单一稀土的原料，也可以直接浓缩制备氯化稀土产品，本工艺具有连续、高效、简便、制得的氯化稀土溶液浓度高，酸度低，长链脂肪酸无污染等特点。
文档编号C22B3/32GK1455009SQ0313617
公开日2003年11月12日 申请日期2003年5月17日 优先权日2003年5月17日
发明者许延辉, 马鹏起, 张希霞, 武国琴 申请人:包头稀土研究院