专利名称：多组分稀土三组分分离的方法
技术领域：
本发明涉及一种稀土元素的分离技术，更具体地说，它涉及一种多组分稀土三分 组分离的方法。
背景技术：
目前稀土元素分离多采用液-液萃取方法，而液-液萃取采用最多的是分馏串级 萃取，传统的分馏串级萃取级段配置有萃取段、洗涤段、反萃段和洗水段，有机相采用按批 次地间歇式皂化，将皂化好的有机相从高位槽流进萃取槽第1级；萃取段加入料液；洗涤段 加入洗酸，反萃段加入反酸，洗水段加入洗水。传统的每个分馏萃取体系是相对独立的，一 般从两端产出两个产品，如增设有三出口，则多一个中间富集物产品。在萃取分离过程中，萃取剂首先要采用液碱(氢氧化钠溶液)或氨水进行皂化，然 后皂化萃取剂与稀土溶液进行萃取反应，生成负载稀土的萃取剂(负载有机相)和氨(或 钠)盐溶液，负载稀土的萃取剂在多级萃取设备中进行酸洗涤和稀土交换纯化后，经酸反 萃后得到水相稀土料液。皂化中使用的碱和洗涤、反萃使用的酸是萃取分离过程的主要消 耗。传统萃取分离工艺中，由于一次皂化的有机相，经一段分离工艺后即需要反萃再生以循 环使用，从而使萃取分离过程相当长，各分离槽之间间衔接不方便，工序之间相互影响和牵 制较大，稀土收率低，设备复杂及充槽一次性投资大，酸碱消耗较高。多组分稀土是指含有三个以上(含三个)稀土元素的稀土物料。多组分稀土分组 分离工艺的先进性在稀土全分离工艺中是很关键的，其生产成本在稀土全分离工艺中占有 极大的比重，所以多组分稀土分组分离技术的研究是我国稀土工业的重要组成部分，研究 开发先进而又实用的多组分稀土分组分离工艺，使其极大地降低分组分离成本和一次性投 资，是国内诸多科研机构和稀土分离工厂努力的方向。虽然目前国内稀土分离工艺技术水 平处于世界领先，但各段分离槽存在相对独立，未能进行组合和优化的不足。多组分稀土三分组分离的传统方式是这样的以多组分稀土三分组分离为A、B、C 为例，先做AB/C分离或A/BC分离，然后进行A/B分离或B/C分离，有机相需进行两次皂化 禾口反萃。
发明内容
本发明是解决目前传统分离槽结构功能单一，操作控制不方便的问题，提供一种 多组分稀土三分组分离时生产成本低、操作控制方便、一次性投资省的先进合理的工艺技 术，使生产线达到连续、稳定、均衡的流水线作业要求。本发明的技术方案是这样的一种多组分稀土三组分分离的方法，是将含有三种 或三种以上稀土元素的稀土物料分离成A、B、C三组，分离时在保持出口分数比例均衡的前 提下，先将B组份利用模糊分离技术预先分离为B1和化后，再流入AziB1和&/C分离工艺 进行相邻元素间的细分离，分离时采用置换萃取技术、萃取量和洗涤量复用技术、洗反酸共 进、稀土洗涤技术和分流技术，并且有机相采用萃取槽连续碱皂化技术和萃取槽连续稀土皂化技术。进一步的，上述的多组分稀土三组分分离的方法中，所述的置换萃取技术是利用 A/^分离槽的负载有机相的萃取量⑶顶替4/C分离槽的萃取量⑶；利用4/C分离槽的 洗涤量(W)来顶替A/^分离槽的洗涤量(W)。所述的萃取量和洗涤量复用技术是将A(B) C分离的萃取量前移至A/Bi萃取段前加入，等量的洗涤量从A/Bi进料级加入；将A(B)C分 离的洗涤量后移至4/c洗涤段后加入，等量的萃取量从&/C进料级加入。所述的洗反酸共 进、稀土洗涤技术和分流技术是洗酸和反酸同时从反萃段加入，反萃液分流一部分作B2/C 和A(B)C的洗液，所述的萃取槽连续碱皂化技术和萃取槽连续稀土皂化技术是设置有2 3级共流的萃取槽连续碱皂化段和3 5级共流的萃取槽连续稀土皂化段。上述的多组分稀土三组分分离的方法中，所述的稀土物料为硫酸稀土溶液或氯化 稀土溶液或硝酸稀土溶液。所述的有机相由萃取剂和稀释剂组成，萃取剂为2-乙基己基磷 酸单2-乙基己基酯或二 O-乙基己基)磷酸的其中之一，萃取剂的浓度为1.2 1.5mol/ L.所述的稀释剂为煤油或磺化煤油或正己烷的其中之一或它们的混合物。所述的洗反酸 为硫酸或盐酸或硝酸的其中之一。本发明的上述工艺流程先进合理，通过分离模快组合联动方式，实现用一个工序 得到多个分组分离产品，整个工序酸、碱、料各只有一个加入点，简化了工序环节，方便操作 控制，降低了生产成本，减小了设备和充槽投资，可为其它稀土分离工艺的优化设计和技术 改造提供借鉴。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的 任何限制。图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施例方式本发明所采用的技术方案和工序步骤是多组分稀土三分组分离为A、B、C，在保 持出口分数比例均衡的前提下，首先将B组份预先粗(模糊)分离为B1和化后，再流入A/ B1和&/C分离工艺进行相邻元素间的细分离，并充分利用置换萃取、稀土洗涤、萃取槽连续 碱皂化、萃取槽连续稀土皂化工艺技术进行优化组合，多组分稀土三分组分离的方法的萃 取槽级段配置见附图1所示，图中序号1为定量分离装置。本发明具有下面五个方面的特
点；①对有机相采用了萃取槽连续碱皂化技术和萃取槽连续稀土皂化技术设置有 2 3级共流的萃取槽连续碱皂化段，有机相采用萃取槽连续碱皂化，皂化度准确和稳定， 而且工艺参数调控方便，减少了传统工艺中的有机相单独皂化工序。设置有3 5级共流 的萃取槽连续稀土皂段，采用萃取槽连续稀土皂的优点是可以有效提高出口水相稀土浓度 和萃取段槽体操作稳定，减少料液体积，方便后续处理，较好地解决了水相衡接、后续分离 萃取槽和存贮设备体积增大的问题，提高了分离能力；为后续工艺排弃了大部分Na+、NH4\ Ca2+、Al3+等难萃非稀土杂质，减少了杂质富集积累干扰程度，提高了料液质量，消除NH4Cl 等结晶盐对槽体的堵塞现象。
②采用模糊分离技术将原料中的B组份预先模糊分离为B1和化后，再流入AziB1 和化/C分离工艺进行相邻元素间的细分离。根据串级优化萃取工艺设计理论，虽然采用模 糊分离需二步才能达到完全分离，但模糊分离比一步分离，其分离系数较大或某出口纯化 倍数较小，归一洗涤量或归一萃取量会小很多，大大缩短了工艺流程，减小了萃取槽体积， 降低了充槽一次性投资和化工材料单耗，生产成本会大幅下降。③采用置换萃取技术设置置换萃取段，利用AziB1分离槽的负载有机相的萃取量 (S)顶替&/C分离槽的萃取量(S)，实现&/C分离槽有机相不用碱皂化，使得一次皂化的有 机相经多段分离工艺后多次使用，从而提高了有机相的使用效率；利用4/c分离槽的洗涤 量(W)来顶替Az^1分离槽的洗涤量(W)，实现A/Bi分离槽反萃不用酸，复式使用串级萃取 分离过程中稀土及酸的交换作用，从而达到节约酸碱消耗，降低生产成本的目的，也减小了 萃取分离生产废水的排放量，并降低了废水中的酸度和盐分。④采用萃取量和洗涤量复用技术将A (B) C分离的萃取量前移至A/Bi萃取段前加 入，等量的洗涤量从4作1进料级加入，相当于4作1萃取段的一部分礼=0，广A = f' B = 0，5 二/f,回萃比Js =⑴，回洗比Jw =⑴，即全回流萃取，其有效地提高了 AZB1的分离效果， 并可适当减少AziB1的萃取量，从而节省酸碱消耗；将A(B)C分离的洗涤量后移至&/C洗涤 段后加入，等量的萃取量从4/C进料级加入，相当于&/C洗涤段的一部分Mf = 0, f' A = f' β = 0，歹=%回萃比Js =C ，回洗比Jw =⑴，即全回流萃取，也有效地提高了 &/C的分 离效果，并可适当减少4/C的洗涤量，从而节省酸碱消耗。⑤采用洗反酸共进、稀土洗涤技术和分流技术洗酸和反酸同时从反萃段加入，改 善了油水比例，减小了反萃平衡酸度，提高了反萃效果和酸的利用率，降低了酸消耗量，反 萃液分流一部分作4/C和A(B)C的洗液，此洗涤液为易萃组份料液，提高了洗涤和分离效 果，溶液分流采用转盘式连续加液机实现。实施例1中钇富铕稀土矿组份如下表权利要求
1.一种多组分稀土三组分分离的方法，是将含有三种或三种以上稀土元素的稀土物料 分离成A、B、C三组，其特征在于，分离时在保持出口分数比例均衡的前提下，先将B组份利 用模糊分离技术预先分离为B1和化后，再流入AziB1和&/C分离工艺进行相邻元素间的细 分离，分离时采用置换萃取技术、萃取量和洗涤量复用技术、洗反酸共进、稀土洗涤技术和 分流技术，并且有机相采用萃取槽连续碱皂化技术和萃取槽连续稀土皂化技术。
2.根据权利要求1所述的多组分稀土三组分分离的方法，其特征在于，所述的置换萃 取技术是利用A/^分离槽的负载有机相的萃取量⑶顶替&/C分离槽的萃取量⑶；禾Ij用 B2/C分离槽的洗涤量(W)来顶替AziB1分离槽的洗涤量(W)。
3.根据权利要求1所述的多组分稀土三组分分离的方法，其特征在于，所述的萃取量 和洗涤量复用技术是将A (B) C分离的萃取量前移至AZB1萃取段前加入，等量的洗涤量从A/ B1进料级加入；将A (B) C分离的洗涤量后移至&/C洗涤段后加入，等量的萃取量从&/C进 料级加入。
4.根据权利要求1所述的多组分稀土三组分分离的方法，其特征在于，所述的洗反酸 共进、稀土洗涤技术和分流技术是洗酸和反酸同时从反萃段加入，反萃液分流一部分作C和A⑶C的洗液，
5.根据权利要求1所述的多组分稀土三组分分离的方法，其特征在于，所述的萃取槽 连续碱皂化技术和萃取槽连续稀土皂化技术是设置有2 3级共流的萃取槽连续碱皂化段 和3 5级共流的萃取槽连续稀土皂化段。
6.根据权利要求1所述的多组分稀土三组分分离的方法，其特征在于，所述的稀土物 料为硫酸稀土溶液或氯化稀土溶液或硝酸稀土溶液。
7.根据权利要求1所述的多组分稀土三组分分离的方法，其特征在于，所述的有机相 由萃取剂和稀释剂组成，萃取剂为2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯或二 O-乙基己基) 磷酸的其中之一，萃取剂的浓度为1. 2 1. 5mol/L。
8.根据权利要求7所述的多组分稀土三组分分离的方法，其特征在于，所述的稀释剂 为煤油或磺化煤油或正己烷的其中之一或它们的混合物。
9.根据权利要求7所述的多组分稀土三组分分离的方法，其特征在于，所述的洗反酸 为硫酸或盐酸或硝酸的其中之一。
全文摘要
本发明公开了一种多组分稀土三组分分离的方法，属稀土分离技术，旨在提供一种成本低、操作控制方便、一次性投资省的稀土三组分分离技术，其技术方案的要点是将含有三种或三种以上稀土元素的稀土物料分离成A、B、C三组，分离时在保持出口分数比例均衡的前提下，先将B组份利用模糊分离技术预先分离为B1和B2后，再流入A/B1和B2/C分离工艺进行相邻元素间的细分离，分离时采用置换萃取技术、萃取量和洗涤量复用技术、洗反酸共进、稀土洗涤技术和分流技术，并且有机相采用萃取槽连续碱皂化技术和萃取槽连续稀土皂化技术；本发明用于三种或三种以上混合稀土元素的三分组分离。
文档编号C22B3/40GK102071316SQ20101056793
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者凌诚, 杨金华, 钟德强, 韩旗英 申请人:广东富远稀土新材料股份有限公司