专利名称：一种去除稀土溶液中铝的方法
技术领域：
本发明涉及一种去除稀土溶液中铝的方法。
背景技术：
从稀土矿回收稀土溶液的过程中，相当量铝离子随稀土进入浸出液中。目前生产上常用的除铝方法主要有碱法、酸法、水解法、萃取法等。其中传统的萃取法是用25%环烷酸-20%异辛醇-煤油(体积比)组成的有机相体系，加入氨水或氢氧化钠皂化，然后利用单级搅拌槽或多级萃取槽与稀土料液搅拌混合，反萃液再经草酸沉淀实现稀土与铝的分离而回收稀土。此方法稀土萃取损失较大，除铝效果一般，而且稀土料液的pH值必须严格控制，否则易造成体系乳化使萃取过程无法进行，另外，使用草酸沉淀不仅增加生产成本，也增加了废水处理的难度。CN101979680A中公开的稀土料液除铝方法是将环烷酸-醇-煤油组成的有机相与稀土料液加入搅拌槽中混合，再加入氨水或NaOH搅拌，静置后分出水相，有机相再经过盐酸反萃，草酸沉淀反萃液回收稀土。该方法虽可控制料液的乳化现象，但步骤较多，使用草酸对反萃液进行沉淀，也增加了生产成本和废水处理难度。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种操作简便，生产成本较低，废水易处理的稀土溶液除铝技术方案。
本发明采用环烷酸-RECl3-HCl-煤油体系，通过分馏萃取的方法实现稀土料液中铝的分离。本发明确定了稀土溶液进行分馏萃取的洗涤量、萃取量，以及萃取、洗涤与反萃的级数分配，使稀土溶液中的杂质铝最大限度地进入到负载有机相中，实现铝与稀土的分离，最终得到铝含量低的稀土溶液。本发明是通过以下技术方案来实现的:一种从稀土料液中除铝的方法，使用环烷酸:异辛醇:煤油体积比为5 25%: 10 20%: 85 55%的混合溶液作为有机相，其特征在于:先对有机相进行皂化，有机相皂化度控制在0.1 0.7mol/L，再用分馏萃取的方法分离稀土料液中的铝，分馏萃取流量比采用有机相:稀土溶液:洗液:反液体积比为40 60: 100 200: 3 20: I 3L/min ;所述方法中稀土料液浓度REO为1.6 1.77mol/L，其中Al2O3为0.003
0.03mol/L，洗液酸度为0.1 3.0mol/L，反液酸度为1.0 4.5mol/L ;分馏萃取级数为萃取段:洗涤段:反萃段等于8: 10: 7;萃取混合时间为5 lOmin，混合室与澄清室体积比为1: 3 5 ;依上述方法除铝后，稀土回收率达99.98%以上。进一步地，本发明所述方法中使用的稀土料液可以为氯化镨钕溶液或者氯化钐铕钆溶液。进一步地，本发明所述方法中使用的反液为盐酸。更进一步地，本发明所述方法中使用的有机相为环烷酸:异辛醇:煤油体积比为25%: 20%: 55%。更进一步地，本发明所述方法中萃取混合时间优选5min。以本发明所述方法分离稀土料液中的铝，稀土溶液中的Al3+在萃取过程中被萃入有机相中，经反萃以AlCl3形式被分离出来；稀土余液中的A1203/RE0可有效控制在0.005 %以下。本发明所述方法可实施性强，经济效益显著，较现行单级萃取工艺，每吨氧化物可节约草酸25公斤，减排草酸盐废水0.2m3。以每年生产稀土氧化物20000吨计，可节约草酸100吨，减排草酸盐废水800m3。本发明与现有技术相比，实现了稀土与杂质铝的分馏萃取，革除了单级萃取法的反萃液草酸沉淀回收稀土工序，不仅流程缩短，分离效果好，稀土回收率高，而且产生的废水较单级萃取更易处理；由于优化了萃取工艺条件，采用先皂化有机相，然后再萃取料液的分馏萃取工艺，消除了萃取中的乳化现象，大大提高了设备的利用率，且较易实现生产过程连续，便于同后处理工艺衔接，产品成本低。
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施例方式实施例1镨钕稀土料液中REO为1.68mol/L, Al2O3为0.003 0.03mol/L。采用分馏萃取的方法，先 对有机相进行皂化，再萃取上述料液，分馏萃取工艺条件为:有机相配制为:环烷酸:异辛醇:煤油的体积比为25%: 20%: 55% ；有机相皂化度控制在0.1 0.5mol/L ；分馏萃取流量比为:有机相:稀土料液:洗液:反液的体积比为40 60: 50 80: 3 20:1 3L/min，其中洗液酸度为0.1 3.0mol/L,反液酸度为1.0 4.5mol/L ；分馏萃取级数分配为:萃取段:洗涤段:反萃段级数比为8: 10: 7 ;萃取混合时间为5min ；混合室与澄清室的体积比为1: 4。工业试验运行一个月，实验结果为除铝后得到的镨钕氯化稀土溶液经分析检测:稀土浓度 1.48mol/L, A1203/RE0 为 0.0035%，即稀土回收率为 99.99%。实施例2镨钕稀土料液中REO为1.68mol/L, Al2O3为0.003 0.03mol/L。采用分馏萃取的方法，先对有机相进行皂化，再萃取上述料液，分馏萃取工艺条件为:有机相配制为:环烷酸:异辛醇:煤油的体积比为25%: 20%: 55% ；有机相皂化度控制在0.1 0.5mol/L ；分馏萃取流量比为:有机相:稀土料液:洗液:反液的体积比为40 60: 80 120: 3 20:1 3L/min ;洗液酸度为0.1 3.0mol/L,反液酸度为1.0 4.5mol/L ；分馏萃取级数分配为:萃取段:洗涤段:反萃段级数比为8: 10: 7 ;
萃取混合时间为5min ；混合室与澄清室的体积比为1: 4。工业试验运行一个月，实验结果为除铝后得到的镨钕氯化稀土溶液经分析检测:稀土浓度 1.48mol/L, A1203/RE0 为 0.0038%，即稀土回收率为 99.99%。实施例3镨钕稀土料液中REO为1.68mol/L, Al2O3为0.003 0.03mol/L。采用分馏萃取的方法，先对有机相进行皂化，再萃取上述料液，分馏萃取工艺条件为:有机相配制为:环烷酸:异辛醇:煤油的体积比为25%: 20%: 55% ；有机相皂化度控制在0.1 0.5mol/L ；分懼萃取流量比为:有机相:稀土料液:洗液:反液的体积比为40 60: 120 200: 3 20:1 3L/min ;洗液酸度为0.1 3.0mol/L,反液酸度为1.0
4.5mol/L ；分馏萃取级数分配为:萃取段:洗涤段:反萃段为8: 10: 7 ;萃取混合时间为5min ；混合室与澄清室的体积比为1: 4。
工业试验运行一个月，实验结果为除铝后得到的镨钕氯化稀土溶液经分析检测:稀土浓度 1.48mol/L, A1203/RE0 为 0.0038%，即稀土回收率为 99.99%。实施例4钐铕钆氯化稀土溶液中REO为1.62mol/L, Al2O3为0.0032mol/L。采用分馏萃取的方法，先对有机相进行皂化，再萃取上述料液，分馏萃取工艺条件为:有机相配制为:环烷酸:异辛醇:煤油的体积比为25%: 20%: 55% ；有机相皂化度控制在0.15 0.30mol/L ；分馏萃取流量比为:有机相:稀土料液:洗液:反液的体积比为50 80: 60 80: 10 18:1 3L/min ;洗液酸度为0.1 3.0mol/L,反液酸度为1.0 4.5mol/L ；分馏萃取级数分配为:萃取段:洗涤段:反萃段为8: 10: 7 ;萃取混合时间为5min ；实验结果为除铝后得到的钐铕钆氯化稀土溶液经分析检测:稀土浓度1.53mol/L, A1203/RE0 为 0.0176%，即稀土回收率为 99.98%。实施例5钐铕钆氯化稀土溶液中REO为1.62mol/L, Al2O3为0.0032mol/L。采用分馏萃取的方法，先对有机相进行皂化，再萃取上述料液，分馏萃取工艺条件为:有机相配制为:环烷酸:异辛醇:煤油的体积比为25%: 20%: 55% ；有机相萃取环烷酸皂化度控制在0.15 0.30mol/L ；分懼萃取流量比为:有机相:稀土料液:洗液:反液的体积比为100 120: 60 80: 10 20: I 3L/min ;洗液酸度为0.1 3.0mol/L,反液酸度为1.0
4.5mol/L ；分馏萃取级数分配为:萃取段:洗涤段:反萃段为8: 10: 7 ;萃取混合时间为5min ；实验结果为除铝后得到的钐铕钆氯化稀土溶液经分析检测:稀土浓度1.51mol/L, A1203/RE0 为 0.016%，即稀土回收率为 99.98%。实施例6钐铕钆氯化稀土溶液中REO为1.62mol/L, Al2O3为0.0032mol/L。采用分馏萃取的方法，先对有机相进行皂化，再萃取上述料液，分馏萃取工艺条件为:有机相配制为:环烷酸:异辛醇:煤油的体积比为25%: 20%: 55% ；有机相皂化度控制在0.15 0.30mol/L ；分懼萃取流量比为:有机相:稀土料液:洗液:反液的体积比为60 80: 100 120: 8 14:1 3L/min ;洗液酸度为0.1 3.0mol/L,反液酸度为1.0
4.5mol/L ；分馏萃取级数分配为:萃取段:洗涤段:反萃段为8: 10: 7 ;萃取混合时间为5min ； 实验结果为除铝后得到的钐铕钆氯化稀土溶液经分析检测:稀土浓度1.56mol/L, A1203/RE0 为 0.042%，即稀土回收率为 99.98%。
权利要求
1.一种从稀土料液中除铝的方法，使用环烷酸:异辛醇:煤油体积比为5 25%: 10 20%: 85 55%的混合溶液作为有机相，其特征在于:先对有机相进行皂化，有机相皂化度控制在0.1 0.7mol/L，再用分馏萃取的方法分离稀土料液中的铝，分馏萃取流量比采用有机相:稀土溶液:洗液:反液体积比为40 60: 100 200: 3 20: I 3L/min ;所述方法中稀土料液浓度REO为1.6 1.77mol/L，其中Al2O3为0.003 0.03mol/L，洗液酸度为0.1 3.0mol/L，反液酸度为1.0 4.5mol/L ;分馏萃取级数为萃取段:洗涤段:反萃段等于8: 10: 7;萃取混合时间为5 lOmin，混合室与澄清室体积比为1: 3 5 ;依上述方法除铝后，稀土回收率达99.98%以上。
2.如权利要求1所述的从稀土料液中除铝的方法，其特征在于:所述稀土料液可以为氯化错钕溶液。
3.如权利要求2所述的从稀土料液中除铝的方法，其特征在于:所述有机相皂化度为0.1 0.5mol/L。
4.如权利要求1所述的从稀土料液中除铝的方法，其特征在于:所述稀土料液可以为氯化钐铕钆溶液。
5.如权利要求4所述的从稀土料液中除铝的方法，其特征在于:所述有机相皂化度为0.15 0.30mol/L。
6.如权利要求1、2或4所述的从稀土料液中除铝的方法，其特征在于:所述反液为盐酸。
7.如权利要求1、2或4所述的从稀土料液中除铝的方法，其特征在于:所述有机相为环烷酸:异辛醇:煤油体积比为25%: 20%: 55%。
8.如权利要求7所述的从稀土料液中除铝的方法，其特征在于:所述萃取混合时间为5min。
全文摘要
本发明涉及一种去除稀土溶液中铝的方法，所述方法为先对有机相进行皂化，再用分馏萃取的方法分离稀土料液中的铝，分馏萃取流量比采用有机相∶稀土溶液∶洗液∶反液体积比为40～60∶100～200∶3～20∶1～3L/min；稀土料液浓度REO为1.6～1.77mol/L，其中Al2O3为0.003～0.03mol/L，洗液酸度为0.1～3.0mol/L，反液酸度为1.0～4.5mol/L；分馏萃取级数为萃取段∶洗涤段∶反萃段等于8∶10∶7；稀土回收率达99.98％以上。本发明所述方法缩短了除铝流程，消除了萃取中的乳化现象，分离效果好，实现联动萃取，稀土回收率高，而且产生的废水更易处理。
文档编号C22B3/40GK103146921SQ20131011529
公开日2013年6月12日 申请日期2013年4月7日 优先权日2013年4月7日
发明者赵治华, 邢全生, 刘建军, 桑晓云, 郭晓辉, 赵志强, 张文斌, 李旭, 王喜刚, 姜东波, 王平, 孙祥, 李俊林 申请人:内蒙古包钢稀土(集团)高科技股份有限公司