本发明技术属于稀土分离技术，是一种适用于各种稀土矿料同时分组分离的新技术，具体地说是高效低耗一步萃取分组分离多种稀土矿料的方法。
背景技术：
：稀土矿的萃取分组分离技术，已有两出口、三出口和预分组(又叫模糊分组)分离技术。它们的共同的特点是：一个工艺只能进一个料，只有ー个进料口，一次只能分组分离一个矿种，如果要同时分组分离两种或多种完全不同的稀土矿料时，一般需要设计两个或多个单独的分组分离工艺；已有的这些分组分离技术和方法，一次萃取一个工艺只能适用一种稀土矿料，并且存在槽体单位体积分离量小、稀土填槽量大、酸碱消耗大、投资较大的缺点；现有的这些稀土分组分离技术，还普遍存在矿料组成和工艺相对固定、灵活性差、化工试剂酸碱单耗较高、设备综合利用率低等问题。目前，稀土萃取分离企业，为了使稀土产品结构更加合理，一般都是采用分离两种或三种完全不同的稀土矿料，使各种稀土元素产品更加均衡，提高企业的抗风险能力，这也是现代稀土企业发展的趋势。如许多稀土企业，都建有北方轻稀土矿分组分离生产线，同时，又建有南方的中钇离子型稀土矿分组分离生产线或南方的富钇离子型稀土矿分组分离生产线，有的企业这三种特色稀土矿的分组分离生产线都有；使企业的生产线多、不同的中间料液也多、重复的分离工艺多、设备多、存槽多、投资大，效率较低。目前，缺乏一种设计合理能够高效低耗一步萃取分组分离多种稀土矿料的方法。技术实现要素：本发明的目的是针对上述问题，提供一种能够高效低耗一步萃取分组分离多种稀土矿料的方法。为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本发明的一种高效低耗一步萃取分组分离多种稀土矿料的方法，包括如下步骤：(1)在一个萃取分组分离的工艺中，可同时分离少钇轻稀土矿料、中低钇稀土矿料、和中钇重稀土矿料、高钇重稀土矿料中的两种或三种的组合；(2)在一个萃取分组分离的工艺中，可同时设置三至五个出料口，获得高富集度分组分离产品；(3)使用高效低耗一步萃取分离多种不同稀土矿料产出多种高富集度的中间产品的工艺技术路线、方式和方法：由萃取剂与磺化煤油组成的有机萃取溶剂，在同一个萃取工艺中，只用一个皂有、一个洗反酸，同时分组分离多个配分不同的稀土矿料，并利用原料主要元素的配分差异，设置不同的进料口，控制目标稀土元素在不同的分离段设置的出料口分别获得最大富集，三种矿料中的镧在难萃组分中富集、镧铈在次难萃组分中富集、而镨钕在第一和第二进料口之间的交换段中获得最大富集、铽镝在第二和第三进料口之间的交换段中获得最大富集、重稀土元素在第三进料口之后的洗涤段中获得最大富集；(4)有机溶剂采用酸性磷类萃取剂p204或p507和煤油组成，所述的酸性磷类萃取剂为二(2-乙基己基)磷酸p204或二(2-乙基己基)2-乙基己基磷酸p507中的任意一种，所述的洗反酸为盐酸、硫酸或硝酸中的一种。在步骤(3)中，所述矿料为少钇轻稀土矿料、中低钇稀土矿料或高钇重稀土矿料中的任意一种。在步骤(1)中，所述的少钇轻稀土矿料为独局石矿、包头混合稀土矿或氟碳铈矿中的任意一种；所述的中低钇稀土矿料为中钇富铕矿、中钇矿等稀土矿中的任意一种；所述的中、高钇重稀土矿料为富钇离子矿或磷钇矿中的任意一种。在步骤(1)中，所述第一矿料为y2o3含量在<5％的少钇稀土矿料；所述第二矿料为y2o3含量在10％-35％的中低稀土矿料；所述第三矿料为含量y2o3在45％-65％的各种富钇重稀土矿料。在步骤(2)中，五个产品出料口时,纯镧的质量百分含量为>99.99％，镧铈富集物的质量百分含量>99.99％、镨钕富集物的质量百分含量>70％、铽镝富集物的质量百分含量>70％、或重稀土富集物中氧化钇>80％。在步骤(2)和步骤(3)中，一个分组分离工艺，只进一个有机相，一个共用的洗反酸；可根据实际需要设置两至三个不同位置的进料口，同时，可根据实际需要设置三至五个产品出口；将两种或三种配分完全不同的稀土矿料在同一个萃取分组分离工艺中开设两个或三个不同的进料口，将各料液按照第一矿料、第二矿料和第三矿料的顺序依次加入。在步骤(3)中，所述少钇稀土矿料为独居石、包头混合稀土矿或氟碳铈矿中的一种或几种的组合；所述中低稀土矿料为低钇稀土离子矿料或中钇稀土离子矿料中的一种或几种的组合；所述中高钇重稀土矿料为龙南富钇稀土离子矿料或磷钇矿料的一种或几种的组合。在步骤(3)中，所述的酸性磷类萃取剂的浓度为1.2-1.5mol/l。在步骤(3)中，所述的洗反酸为盐酸、硝酸或硫酸的中的任意一种。有益效果：本发明方法的工艺流程分离效果等同于现行的一种少钇轻稀土矿料进行la/ce//prnd-hoy分组分离、一种中钇稀土矿料进行la-gd//tbdy/ho-luy分组分离、和一种富钇重稀土矿料进行la-gd/tbdy//hoy分组分离工艺，同时进行三个三出口分组分离工艺的产量之和，而酸碱消耗却只有这三个工艺的60％左右，萃余废水量降低的量也就节约的酸碱消耗量约40％左右。因为本发明技术工艺流程等同于上述三个三出口分组分离工艺串联成一个分组分离工艺的效果，所以三种不同的矿料要分别在不同的位置加入，每个后面加入的料中大部稀土元素都可以置换前面的稀土元素，这也是本发明能够节约大量酸碱的创新之处。而三个料液中的易萃元素(hoertmybluy)的95％，都要从反萃液中棑出，洗涤段的易萃组分有机相中的稀土较高，这也是本发明工艺技术分离能力能够提高的重要原因之一。由此可见，本发明方法的工艺：流程短，成本低、效率高、消耗少以及废水少；工艺简单、萃取设备级数少，单位体积设备分离量大；产品质量稳定可靠、调控简单、操作方便等优点。是名符其实的高效低耗同时分组分离多种稀土矿料的新方法。本发明具有如下优点：(1)本发明萃取分组分离技术可同时将多种不同稀土矿料(它们可以是：少钇轻稀土矿、中低钇稀土矿、各种富钇重稀土矿中的任意两种或三种矿料的组合)，在一个分组分离工艺中实现高效低耗一步萃取分组分离成多种不同的稀土富集物(如：富钇重稀土料、富铽镝料、富镨钕料、富镧铈料和纯镧料)。在分离过程中，只需设置一个萃取有机相、一个洗反酸；可以设置多个(2-3个)矿料进口和多个(3-5个)富集物料出口；在不同的进料位置，进不同的矿料；而在不同的出料位置，获取不同的高富集度的富集物中间产品，为后续分离工艺提供优质的原料。从源头解决多矿种分组分离工艺的难题，为简化后续分离工艺流程，实现模块化分离多矿种，提供了可能。(2)本发明具有矿料分组分离能力大，化工试剂酸碱单耗低、矿种适应能力强、工艺灵活等特点。这主要是因为采用多点进料和多点出料技术，进料分散，出料及时所获得的有益效果；同时各种矿料的进料比，还可以在较大的范围内调整，能够根据市场的需求灵活地调整产品结构，工艺适应市场能力强；本发明三进料工艺流程比现有的单进料两、三出口、预分组工艺的分离能力可提高2.5倍以上；双进料方案可提高1.6倍以上，酸碱单耗下降40％-45％左右。(3)而目前单进料比较先进的模糊预分组分离工艺与两出口、三出口分组技术比较，酸碱单耗下降20％-25％左右。(4)本发明的高效低耗一步萃取分组分离多种稀土矿料的方法，从产生的生产废水量来比较，本发明一步萃取分组分离多种稀土矿料工艺的酸碱单耗可下降40％-45％左右，理论上废水最少可减少40％-50％，实际工艺中因酸碱稀释需要一倍体积，实际上最少可减少60％-70％，由此可本发明工艺技术不仅只是高效低耗，而且还是绿色环保型工艺技术。附图说明图1为本发明的五出口一步萃取分组分离三种不同的稀土矿料的三进料工艺流程图；如果减少其中任意一种原料时，存在下面2、3、4三种变形的双进料工艺方案：第一矿料和第二矿料都是多la稀土矿料，可增减一个la出口时，可以调节lace出口中la和ce的比例；图2为本发明的四或五出口一步萃取分组分离第一矿料和第二矿料二种不同的稀土矿料时的双进料工艺流程图；第三矿料都是少镧少铈的稀土矿料，可不设la出口时，只设lace出口；图3为本发明的四出口一步萃取分组分离第一矿料和第三矿料二种不同的稀土矿料时的双进料的工艺流程图；图4为本发明的四出口一步萃取分组分离第二矿料和第三矿料二种不同的稀土矿料时的双进料工艺的工艺流程图。具体实施方式以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。本发明的高效低耗一步萃取分组分离多种稀土矿料的方法，包括如下步骤：(1)萃取剂：采用酸性磷类萃取剂-煤油-盐酸体系，所述的酸性磷类萃取剂为二(2-乙基己基)磷酸(p204)或二(2-乙基己基)2-乙基己基磷酸(p507)中的任意一种，萃取剂一般为浓度1.2-1.5mol/l；所述的皂化剂为液碱或石灰或氢氧化钙中之一；采用液碱皂化时为了减少计量误差，一般都要将工业液碱稀释到5.0-6.0mol/l之间，而固体的石灰或氢氧化钙粉，则是用水调成3mol/l左右的乳液进行皂化，将空白有机相在皂化槽中按工艺要求进行连续皂化成皂有。(2)在一步萃取分组分离多种稀土矿料的工艺中，可同时分离少钇轻稀土矿料、中低钇稀土矿料、和富钇重稀土矿料中的两种或三种的组合；矿料的制备:将上述三种矿料，分别用水调浆后，加入工业浓盐进行溶解，经净化有害杂元素后，经过滤、配料成稀土浓度为1.50±0.01mol/l，ph＝2.5-3.0的料ⅰ、料ⅱ、料ⅲ待用；而洗反酸这里采用工业盐酸配制成浓度为5.50±0.01mol/l待用。首先将槽体进行平衡，并使各目标元素的富集度达到工艺要求后，开设相应产品和富集物的五个出料口。(3)按照本发明图1的工艺流程的设置位置，将料ⅰ、料ⅱ、料ⅲ按工艺参数要求，同时定量加入，而从开设的五个产品和富集物出料口连续定量排出纯镧产品(la>99.99％)、镧铈富集物中间产品(lace>99.99％)、镨钕富集物中间产品(prnd>70％)、铽镝富集物中间产品(tbdy>70％)，或富钇重稀土富集物中间产品(y>80％)。(4)本发明的一步萃取分组分离三种不同稀土矿料多出口工艺的控制，在萃取分离工艺中，主是因为厡料配分的波动和各进出料液计量的误差，常常会造成各出口产品的峰值偏离固定出口的位置，所以根据设置不同位置的监测级组成的变化，及时判断各出口产品的峰值是前移还是后移，并及时微量加减偏移段后一出口的金属量，产品峰值就能调整到位，并恢复到正常的出口量，就能稳定保证各出口的产品质量。实施例1矿料组成见表1：一步萃取分组分离三种不同的稀土矿料工艺流程，萃取槽为：350l×180级。三种不同稀土矿料的组成(wre/％)如表1所示：表1名称laceprndsmeugdtbdyhoertmybluyg/molmol/kg第一矿料26.5738.735.0815.9511.420.20.48<0.1<0.1<0.1------------0.31170.62125.8610第二矿料30.031.686.3822.374.760.814.230.653.470.691.790.241.470.2121.2153.27786.5241第三矿料3.00.20.84.83.30.26.11.28.01.64.80.654.00.5560.8132.64007.5392本发明根据所进三种矿料组成的特点，可设计成三进料一步萃取分组分离五出口的工艺方案，即：三进口为：第一矿料、第二矿料和第三矿料；而五出口为:纯镧、镧铈富集物、镨钕富集物、铽镝富集物、富钇重稀土富集物。三种不同组成的矿料分别从不同位置定量加入槽体中，同时定从五个出口排出不同的产品，工艺流程见图1，各富集物产品达到的分离指标如表2所示：表2出口名称元素组成主要组成及边界稀土元素杂质的含量1纯镧lala2o3：>99.99％；ceo2+pr6o11+nd2o3<0.01％2镧铈富集物lacela2o3+ceo2：>99.99％；pr6o11+nd2o3+sm2o3<0.01％3镨、钕富集物laceprndsmeugdpr6o11+nd2o3：58-65％；tb4o7<0.01％4铽、镝富集物la-gdtbdyho-luytb4o7+dy2o7：65-75％；(la-gd)o：15-20％，(ho-luy)o：15-20％5富钇重稀土富集物hoertmybluyy2o3：75-85％；dy2o7：<0.01％有机相由萃取剂：二(2-乙基己基)2-乙基己基磷酸(简称：p507)和稀释剂磺化煤油组成，p507的浓度为1.5mol/l，液碱为5.50±0.01mol/l，有机相皂化浓度为0.54mol/l；盐酸体系，各稀土矿料浓度为1.50±0.01mol/l，ph3.5，洗反酸为5.50±0.01mol/l的盐酸。工艺参数如下表3所示：表3为了方便与现行广泛采用的三出口分组分离工艺比较，分别对实施例1中的三种料液在进行总进料量和分离产品基本相同时，设备投入和酸碱消耗的情况：第一矿料进料量为10.5mol/min，进行lace//prnd-gd/hoy分组分离时，总萃取量至少为：11.6mol/min，有机相流量为65l萃取槽约需280l槽100级才能做到，总碱耗为：34.8mol/min，总酸耗为35.0mol/min；第二矿料进料量为15.0mol/min，进行la/ce-gd/tbdy//ho-luy四组分组分离时，总萃取量至少为：9.0mol/min，有机相流量为50l萃取槽约需220l槽120级才能做到，总碱耗为：27.0mol/min，总酸耗为32.0mol/min；第三矿料进料量为7.5mol/min，进行la-gd//tbdy/ho-luy三组分组分离时，总萃取量至少为：11.25mol/min，有机相流量为63l萃取槽约需250l槽100级才能做到，总碱耗为：33.75mol/min，总酸耗为40.0mol/min；以上三个分组分离工艺获得的产品，同类产品合并后，可获得五种与实施例几乎完全相同的产品和产量；而三个分组分离工艺的萃取槽混合室总体积为280l×100+220l×120+250l×100＝79400l，总碱耗为：34.8+27.0+33.75＝95.55mol/min，碱单耗：2.38kgnaoh/kgreo；总酸耗为35.0+32.0+40.0＝107.0mol/min。酸单耗：2.21kghcl/kgreo。而本发明的三进料一步萃取分组分离五出口的工艺方案萃取槽混合室总体积为350l×180＝63000l，工艺碱耗为：38.5mol/min，0.96kgnaoh/kgreo；工艺酸耗为47.3mol/min，0.98kghcl/kgreo。在进料量相同、所有产品结构也相同的情况下，萃取槽混合室总体积下降21％，液碱消耗减少55％以上，盐酸消耗减少55％以上。实施例2矿料组成见表1：一步萃取分组分离两种不同的稀土矿料，如：第一矿料和第二矿料。萃取槽为：350l×170级。本发明根据所进两种矿料组成的特点，同样可设计成五出口一步分组分离两种不同的稀土矿料的工艺方案，即：纯镧、镧铈富集物、镨钕富集物、铽镝富集物、富钇重稀土富集物。两种不同组成的矿料分别从不同位置定量加入槽体中，工艺流程见图2，各富集物产品达到的分离指标如表4所示：表4有机相由萃取剂：二(2-乙基己基)2-乙基己基磷酸(简称：p507)和稀释剂磺化煤油组成，p507的浓度为1.5mol/l，液碱为5.50±0.01mol/l，有机相皂化浓度为0.54mol/l；盐酸体系，各稀土矿料浓度为1.50±0.01mol/l，ph3.5，洗反酸为5.50±0.01mol/l的盐酸。工艺参数如表5所示：表5经测算,本发明的五出口一步萃分组分离两种不同的(第一矿料和第二矿料)稀土矿料的双进料工艺方法与传统的稀土分组工艺方法比较，在进料量相同、主产品结构也相同的情况下，存槽有机相基本相同，但盐酸消耗减少40％以上，液碱消耗减少40％以上。实施例3矿料组成见表1：一步萃取分组分离两种不同的稀土矿料，如：第一矿料和第三矿料。萃取槽为：350l×150级。本发明根据原料ⅰ和原料ⅲ组成的特点，可设计成四出口一步分组分离两种不同的稀土矿料的工艺方案。即：镧铈富集物、镨钕富集物、铽镝富集物、富钇重稀土富集物。两种不同组成的矿料分别从不同位置定量加入槽体中，工艺流程见图3，各富集物产品达到的分离指标如表6所示：表6出口名称元素组成主要组成及边界稀土元素杂质的含量1镧铈富集物lacela2o3+ceo2：>99.99％；pr6o11+nd2o3+sm2o3<0.01％2镨、钕富集物laceprndsmeugdpr6o11+nd2o3：58-65％；tb4o7<0.01％3铽、镝富集物la-gdtbdyho-luytb4o7+dy2o7：65-75％；(la-gd)o：15-20％，(ho-luy)o：15-20％4富钇重稀土富集物hoertmybluyy2o3：70-85％；dy2o7：<0.01％有机相由萃取剂：二(2-乙基己基)2-乙基己基磷酸(简称：p507)和稀释剂磺化煤油组成，p507的浓度为1.5mol/l，液碱为5.50±0.01mol/l，有机相皂化浓度为0.54mol/l；盐酸体系，各稀土矿料浓度为1.50±0.01mol/l，ph3.5，洗反酸为5.50±0.01mol/l的盐酸。工艺参数如表7所示：表7经测算,本发明的四出口一步分组分离两种不同的稀土矿料的双进料工艺方法与传统的稀土分组工艺方法比较，在进料量相同、主产品结构也相同的情况下，存槽有机相减少约10％，存槽稀土料的减少约10％，盐酸消耗减少40％以上，液碱消耗减少40％以上。实施例4矿料组成见表1：一步同时分组分离两种不同的稀土矿料,如：第二矿料和第三矿料。萃取槽为：350l×140级。本发明根据第二矿料和第三矿料组成的特点，可设计成三或四出口一步分组分离两种不同的稀土矿料的工艺方案。即：纯镧(三出口时无纯镧出口，但镨钕的富集度也有所下降)、镨钕富集物、铽镝富集物、富钇重稀土富集物。两种不同组成的原料分别从不同位置定量加入槽体中，工艺流程见图4，各富集物产品达到的分离指标如表8所示：表8出口名称元素组成主要组成及边界稀土元素杂质的含量1纯镧lala2o3：>99.99％；ceo2+pr6o11+nd2o3<0.01％2镨、钕富集物laceprndsmeugdpr6o11+nd2o3：58-65％；tb4o7<0.01％3铽、镝富集物la-gdtbdyho-luytb4o7+dy2o7：60-70％；(la-gd)o：20-25％，(ho-luy)o：10-15％4富钇重稀土富集物hoertmybluyy2o3：70-85％；dy2o7：<0.01％有机相由萃取剂：二(2-乙基己基)2-乙基己基磷酸(简称：p507)和稀释剂磺化煤油组成，p507的浓度为1.5mol/l，皂化率为36％，盐酸体系，各稀土矿料浓度为1.5mol/l，ph3.5，洗反液为5.5mol/l的盐酸，皂碱为5.5mol/l的液碱。工艺参数如表9所示：表9经测算,本发明的四出口一步同时分组分离两种不同的稀土矿料的双进料工艺方法与传统的稀土分组工艺方法比较，在进料量相同、主产品结构也相同的情况下，存槽有机相减少约5％，存槽稀土料的减少约5％，盐酸消耗减少35％以上，液碱消耗减少35％以上。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。当前第1页12