专利名称：溶剂萃取分离高纯氧化钇工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于溶剂萃取分离高纯氧化钇工艺。
背景技术：
中国专利99118261.8公开了李德谦等题为“液—液萃取分离高纯氧化钇工艺”的技术，该技术采用HAB双溶剂萃取剂，HAB由HA和HB组成，HA为烃氧基取代乙酸；HB为一盐基磷(膦)酸，ROH为HAB的添加剂，R为C5-C10的烷基，用烷烃或芳烃作为稀释剂，组成HAB-ROH-烷烃或芳烃萃取剂体系。HAB-ROH生产体系具有分离系数大、萃取容量高、料液要求低、设备简单、生产连续、处理量大、易于操作、试剂单耗小的优点。但是，在长期放置或实际生产运行过程中，ROH与HA发生降解或酯化反应，导致有机相成分发生变化，浓度降低，萃取剂消耗速度快，工艺成本增加，不利于大规模生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种溶剂萃取分离高纯氧化钇工艺。
本发明针对目前正在进行生产实践的HAB-ROH双溶剂萃取体系在长期放置或实际生产循环使用过程中HA与醇类添加剂发生降解或酯化反应，萃取剂浓度降低，有机萃取剂流失速度快的问题，选用磷酸三丁酯代替ROH作为添加剂，改善HAB体系的物理现象和提高萃取容量，组成HAB--TBP双溶剂萃取体系。
本发明采用烃氧基取代乙酸HA或烃氧基取代乙酸HA+一盐基磷(膦)酸HB为萃取剂，磷酸三丁酯为添加剂，以煤油或正庚烷为稀释剂组成有机萃取剂；HA为仲庚基苯氧基取代乙酸，仲辛基苯氧基取代乙酸或仲壬基苯氧基取代乙酸；HB为二(2-乙基己基)磷酸、2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯、二(2，4，4-三甲基戊基)膦酸、二(2-乙基己基)单硫代磷酸或二(2，4，4-三甲基戊基)单硫代膦酸；采用分馏萃取方式在分液漏斗或小型箱式混合澄清器中进行分离富集制备高纯氧化钇；萃取剂HAB-TBP体系浓度为0.2-1.0mol/L，其中HB的量取决于料液中Er-Lu的含量，占HAB的摩尔百分含量0～30％；添加剂为磷酸三丁酯TBP，其含量为5-30％；氨水、氢氧化钠、碳酸氢钠或碳酸钠等为皂化剂，皂化率为60-90％；氯化稀土或硝酸稀土为料液，料液中Ywt％占30-99％，稀土料液浓度为0.5-2mol/L，pH 2-4；洗酸为盐酸或硝酸或稀土溶液；有机相∶料液∶洗酸的流比为8--10∶1∶1.8-2.3；萃取段级数为10-40级；洗涤段级数为4-25级；分馏萃取混合时间为3-15分钟；澄清时间为10-50分钟；温度10-35℃。获得钇的纯度wt％达99.9-99.9999％，收率大于90％，所得产品用等离子体原子发射光谱法和质谱法分析鉴定。
HAB--TBP双溶剂体系采用分馏萃取方式在分液漏斗或箱式混合澄清器中进行分离富集制备高纯氧化钇，工艺操作与HAB-ROH相同，利于与现有稀土工艺流程衔接，同时，克服了HAB-ROH生产体系在长期放置或循环使用过程中烃氧基取代乙酸与添加剂ROH的的降解或酯化反应，有机相浓度保持恒定，降低了有机萃取剂的消耗速度；进一步减小添加剂的添加比例，提高了整个生产流程的处理能力，降低了对环境的负面影响；同时保留了HAB--ROH体系分离系数大、萃取容量高、料液要求低，设备简单、生产连续、处理量大、易于操作、试剂单耗小；高效、简便、适应各种品位的含钇混合稀土或富集物分离纯化的优点。
具体实施例方式
实施例1萃取剂选择仲辛基苯氧基取代乙酸HA+2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯HB组成HAB体系，添加V/V 20％磷酸三丁酯，组成0.67MHA-0.08MHB-15％磷酸三丁酯—煤油萃取体系；氨水皂化，皂化率为90％；氯化稀土为料液，料液浓度为1.0mol/L，料液中Ywt％占98％，pH2-4；洗酸为盐酸；有机相∶料液∶洗酸的流比为10∶1∶2.2；萃取段级数为37级；洗涤段级数为4级；分馏萃取混合时间为8分钟；澄清时间为7分钟；室温下采用分馏萃取方式在分液漏斗中进行分离富集制备高纯氧化钇；出口水相经草酸沉淀、灼烧成Y2O3产品，所得产品用等离子体原子发射光谱法测定，获得钇的纯度达99.999％，收率为92％。该实验使用的萃取剂在循环使用过程中及放置20个月后浓度均未发生变化。
高纯Y2O3中稀土杂质含量分析如下
RE2O3％
实施例2实验条件同实施例1，仅将料液、洗酸改为硝酸体系，所得产品Y2O3纯度99.99％。
实施例3萃取剂1.0M仲辛基苯氧基取代乙酸HA-15％磷酸三丁酯—煤油体系，氨水皂化90％，其它条件同实施例1。结果是Y2O3纯度99.99％，收率91％。高纯Y2O3中稀土杂质含量分析如下RE2O3％
实施例4萃取剂0.78M仲辛基苯氧基取代乙酸HA-0.07M 2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯HB-20％磷酸三丁酯--煤油体系，氢氧化钠皂化90％，其它条件同实施例1。结果是Y2O3纯度99.99％。
实施例5萃取剂0.78M仲辛基苯氧基取代乙酸HA-0.07M二(2-乙基己基)磷酸HB-20％磷酸三丁酯--煤油体系，氨水皂化90％，其它条件同实施例1。结果是Y2O3纯度99.99％。
实施例6萃取剂0.78M仲辛基苯氧基取代乙酸HA--0.07M二(2，4，4-三甲基戊基)膦酸HB-30％磷酸三丁酯--煤油体系，氨水皂化90％，其它条件同实施例1。结果是Y2O3纯度99.9％。
实施例7萃取剂0.78M仲辛基苯氧基取代乙酸HA--0.07M二(2，4，4-三甲基戊基)单硫代膦酸HB-20％磷酸三丁酯--煤油体系，氨水皂化90％，其它条件同实施例1。结果是Y2O3纯度99.99％。
实施例8萃取剂0.58M仲壬基苯氧基取代乙酸HA--0.06M 2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯HB-15％磷酸三丁酯--煤油体系，氨水皂化90％，其它条件同实施例1。结果是Y2O3纯度99.996％。高纯Y2O3中稀土杂质含量分析如下RE(ug/g)
权利要求
1.一种溶剂萃取分离高纯氧化钇工艺，以氯化稀土或硝酸稀土为料液，料液浓度为0.5-2mol/L，料液中Y占w t％30-99％，pH2-4；洗酸为盐酸或硝酸或稀土溶液；采用烃氧基取代乙酸HA或烃氧基取代乙酸HA+一盐基磷(膦)酸HB为萃取剂，以煤油或正庚烷为稀释剂组成有机萃取剂；HA为仲庚基苯氧基取代乙酸，仲辛基苯氧基取代乙酸或仲壬基苯氧基取代乙酸；HB为二(2-乙基己基)磷酸、2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯、二(2，4，4-三甲基戊基)膦酸、二(2-乙基己基)单硫代磷酸或二(2，4，4-三甲基戊基)单硫代膦酸；其中HB的量取决于料液中Er-Lu的含量，占HAB的摩尔百分含量0～30％；有机相∶料液∶洗酸的流比为8-10∶1∶1.8-2.3；萃取段级数为10-40级；洗涤段级数为4-25级；采用分馏萃取方式在分液漏斗或小型箱式混合澄清器中进行分离富集制备高纯氧化钇，其特征在于添加剂为磷酸三丁酯。
全文摘要
本发明是一种溶剂萃取分离高纯氧化钇工艺。该工艺采用分馏萃取法分离提纯高纯氧化钇，采用HAB为萃取剂，磷酸三丁酯为添加剂。HAB由HA+HB组成，HA为仲庚基苯氧基取代乙酸，仲辛基苯氧基取代乙酸或仲壬基苯氧基取代乙酸。HB为一盐基磷(膦)酸P204、P507、Cyanex272、Cyanex 302。该萃取体系具有分离系数大、萃取容量高、料液要求低；设备简单、生产连续、处理量大、易于操作、试剂单耗小；适应各种品位的含钇混合稀土或富集物分离纯化的优点，且在长期放置或循环使用过程中有机相浓度保持恒定，同时进一步降低了添加剂的添加比例，提高了整个生产流程的处理能力。
文档编号C22B3/38GK1563442SQ20041001073
公开日2005年1月12日 申请日期2004年3月19日 优先权日2004年3月19日
发明者李德谦, 王香兰, 孟淑兰, 白彦 申请人:中国科学院长春应用化学研究所