一种从稀土料液中络合-浊点萃取除铝的方法

一种从稀土料液中络合
‑
浊点萃取除铝的方法
技术领域
1.本发明涉及湿法冶金、化学、材料技术领域，特别涉及一种从稀土料液中络合
‑
浊点萃取除铝的方法。


背景技术：

2.稀土元素(rees)分别是化学元素周期表中的15种镧系元素再加上钪、钇在内的共17种元素的总称。rees因其特殊而广泛的用途被誉为“万能之土”、“工业维生素”。它们被广泛应用在稀土永磁体材料、稀土发光材料、稀土化学催化剂、合金及玻璃陶瓷等行业。电解质浸出离子吸附型稀土矿会导致杂质离子(如铁、铝等)浸出到浸出液中。这些杂离子的存在会影响稀土沉淀分离过程稀土产品的质量，增加消除杂质的成本。其中，由于铝离子与稀土离子共存且性质相近，导致后续稀土工艺复杂。因此离子型稀土资源分离提取过程中铝与稀土的分离是重中之重。欧阳克氙等提出通过添加抑铝剂hza，在浸出过程中抑铝剂能与铝结合使铝保留在浸出渣中。但是抑杂浸出除铝工艺生产成本较高，且土壤中的成分复杂，会对抑杂剂的抑杂效果产生较大影响。贾江涛等同时利用氢氧化钠和草酸进行除铝，将碱法和酸法结合起来，该方法除铝效果良好，但是生产成本较高。胡平贵等研究了用碳酸氢铵沉淀法沉淀稀土过程中的铁、铝行为，研究发现铝会随着稀土一起沉淀，在沉淀前调ph约为4左右水解除铝，除铝效果较差。张晓伟等提出用硫酸钠复盐沉淀法分离络合浸出液中的稀土，络合浸出液的酸度对稀土收率几乎没有影响，稀土复盐质量较高，但沉淀剂用量大大增加，从而增大了生产成本。atanassova等研究了三氟丙酮与季铵盐336以氯化物和高氯酸盐的形式对稀土混合溶液进行协同萃取，提出了萃取机理和萃取方式，但是该方法对设备及操作要求高、萃取剂价格较高、生产过程复杂等。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种从稀土料液中络合
‑
浊点萃取除铝的方法，本发明针对稀土浸出液中稀土与铝分离困难的问题，该方法对设备要求低，操作简单，成本低，无污染，能有效的从稀土料液中去除铝离子，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：一种从稀土料液中络合
‑
浊点萃取除铝的方法，包括以下步骤：
5.(1)配置稀土浸出液，其中稀土浓度为0.1g/l～50g/l，以al2o3计，铝浓度为0.1g/l～5g/l；
6.(2)在恒温搅拌下向上述浸出液中缓慢加入络合剂，加料结束后调节溶液ph值为2.5～4.5，反应5min～60min；反应完全后加入非离子表面活性剂，搅拌反应5
‑
10min，调节溶液温度直至溶液分成两相。
7.进一步地，在步骤(2)中溶液反应完全后加入非离子表面活性剂，调节溶液温度直至溶液分成两相，两相为水相和非离子表面活性剂相，平衡时间5min～30min，萃取分相得到含铝有机相和除铝后的稀土溶液。
8.进一步地，所述络合剂为采用谷氨酸或组氨酸中的任意一种。
9.进一步地，步骤(2)中通过缓慢加入氨
‑
氯化铵缓冲溶液调节溶液ph为4.5。
10.进一步地，一种从稀土料液中络合
‑
浊点萃取除铝的方法，包括如下步骤：
11.(1)稀土盐酸浸出液：铝含量1.745g/l、稀土含量0.1g/l，溶液ph＝0.5。
12.(2)移取50ml模拟稀土浸出液加入300ml锥形瓶后放入磁力搅拌恒温水浴锅中，称取1.4263g谷氨酸在40℃下恒温搅拌缓慢加入锥形瓶中，待加料结束搅拌均匀后加入氨
‑
氯化铵缓冲溶液缓慢调节稀土溶液ph＝4.5，继续搅拌20min后加入10mltriton x
‑
114，搅拌反应10min后萃取分相，通过以上操作，铝的一次萃取率为78.85％，稀土萃取率为4.88％。
13.进一步地，步骤(2)中所述络合剂的用量是与铝反应用量的200％～400％。
14.进一步地，所述非离子表面活性剂作为萃取剂，通过利用非离子表面活性剂的浊点现象进行浊点萃取，所述非离子表面活性剂为triton x
‑
114。
15.进一步地，步骤(2)中的反应温度根据所用非离子表面活性剂的浊点温度进行调节,温度范围为30℃
‑
70℃。
16.进一步地，所述triton x
‑
114加入量为原始料液体积的五分之一。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用谷氨酸和组氨酸对含铝的稀土料液进行前处理，利用浊点萃取法对稀土料液中的铝离子进行萃取分离，实现了从稀土料液中去除铝离子。选择性络合
‑
浊点萃取除铝的方法可以保证铝离子的一次萃取率达到70％以上，稀土萃取率不超过6％，分离系数β
(al/re)
＝66.15，有效的实现铝与稀土元素的分离，为后续制备高纯稀土产品创造了条件。
18.本发明首次将浊点萃取技术应用于稀土除杂工艺，在搅拌下加入氨基酸络合剂，简单的调节ph后生成氨基酸铝络合物，利用非离子表面活性剂的浊点特性，运用浊点萃取的方法分离富集稀土料液中的杂离子达到除杂的目的。本发明的萃取剂经过处理后可以重复使用，减少了环境污染并降低生产成本，本发明为从稀土料液中除铝提供了一种新颖有效的途径。
附图说明
19.图1是本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.如图1所示，一种从稀土料液中络合
‑
浊点萃取除铝的方法，包括以下步骤：
22.(1)配置稀土浸出液，其中稀土浓度为0.1g/l～50g/l，以al2o3计，铝浓度为0.1g/l～5g/l；
23.(2)在恒温搅拌下向上述浸出液中缓慢加入络合剂，加料结束后调节溶液ph值为2.5～4.5，反应5min～60min；反应完全后加入非离子表面活性剂，搅拌反应5
‑
10min，调节溶液温度直至溶液分成两相。
24.本发明采用离子型稀土浸出液，所述浸出液ph≤1，以reo计，稀土浓度为0.1g/～50g/l，以al2o3计，铝浓度为0.1g/l～5g/l；采用谷氨酸和组氨酸作为选择性络合剂；非离子表面活性剂作为萃取剂；
25.在恒温搅拌下向上述浸出液中缓慢加入络合剂，加料结束后调节溶液ph值为2.5～4.5，反应5min～60min；反应完全后加入非离子表面活性剂，调节溶液温度直至溶液分成两相(水相和非离子表面活性剂相)，平衡时间5min～30min，萃取分相。
26.为了使得本发明所述的络合剂氨基酸在浸出液中更好的溶解，需先在反应前选择合适的溶剂溶解络合剂。
27.本发明步骤(2)中所述络合剂用量为与铝反应用量的200％～400％，反应过程中，通过缓慢加入氨
‑
氯化铵缓冲溶液调节溶液ph为2.5～4.5，调高溶液ph值能够促进络合反应的发生，得到氨基酸铝络合物。
28.具体实施例1
29.(1)稀土盐酸浸出液：铝含量3.036g/l、稀土含量5g/l，溶液ph＝0.5。
30.(2)移取50ml稀土浸出液加入300ml锥形瓶后放入磁力搅拌恒温水浴锅中，称取2.482g谷氨酸在40℃下恒温搅拌缓慢加入锥形瓶中，待加料结束搅拌均匀后加入氨
‑
氯化铵缓冲溶液缓慢调节稀土溶液ph＝4.5，继续搅拌20min后加入10ml triton x
‑
114，保持温度40℃并搅拌10min后萃取分相,平衡时间10min，萃取分相得到含铝有机相和除铝后的稀土溶液，通过以上操作，铝的一次萃取率为78.01％，稀土萃取率为5.09％，实现了稀土于铝的分离。
31.具体实施例2
32.(1)稀土盐酸浸出液：铝含量1.745g/l、稀土含量0.1g/l，溶液ph＝0.5。
33.(2)移取50ml稀土浸出液加入300ml锥形瓶后放入磁力搅拌恒温水浴锅中，称取1.4263g谷氨酸在40℃下恒温搅拌缓慢加入锥形瓶中，待加料结束搅拌均匀后加入氨
‑
氯化铵缓冲溶液缓慢调节稀土溶液ph＝4.5，继续搅拌20min后加入10mltriton x
‑
114，保持温度35℃并搅拌10min后萃取分相。平衡时间15min，萃取分相得到含铝有机相和除铝后的稀土溶液，通过以上操作，铝的一次萃取率为78.85％，稀土萃取率为4.88％。
34.具体实施例3
35.(1)稀土盐酸浸出液：铝含量3.036g/l、稀土含量50g/l，溶液ph＝0.5。
36.(2)移取50ml稀土浸出液加入300ml锥形瓶后放入磁力搅拌恒温水浴锅中，称取2.617g组氨酸在40℃下恒温搅拌缓慢加入锥形瓶中，待加料结束搅拌均匀后加入氨
‑
氯化铵缓冲溶液缓慢调节稀土溶液ph＝4.5，继续搅拌20min后加入10ml triton x
‑
114，保持温度50℃并搅拌10min后萃取分相。平衡时间20min，萃取分相得到含铝有机相和除铝后的稀土溶液，通过以上操作，铝的一次萃取率为70.85％，稀土萃取率为5.41％。
37.具体实施例4
38.(1)稀土盐酸浸出液：铝含量1.745g/l、稀土含量5g/l，溶液ph＝0.5。
39.(2)移取50ml稀土浸出液加入300ml锥形瓶后放入磁力搅拌恒温水浴锅中，称取1.504g组氨酸在40℃下恒温搅拌缓慢加入锥形瓶中，待加料结束搅拌均匀后加入氨
‑
氯化铵缓冲溶液缓慢调节稀土溶液ph＝4.5，继续搅拌20min后加入10ml triton x
‑
114，保持温度35℃并搅拌10min后萃取分相。平衡时间30min，萃取分相得到含铝有机相和除铝后的稀
土溶液，通过以上操作，铝的一次萃取率为71.25％，稀土萃取率为6.68％。
40.本发明在中络合反应完全后加入非离子表面活性剂，调节温度直至均一溶液分成两相(水相和非离子表面活性剂相)，平衡时间5min～30min。加入的triton x
‑
114等非离子表面活性剂能够利用其浊点现象将溶液中的氨基酸铝络合物富集至非离子表面活性剂相中，达到分离稀土与铝离子的目的。最终铝离子的一次萃取率可达70％以上，稀土萃取率不超过6％。
41.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
42.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。