轻稀土矿和低钇离子稀土矿用预分离萃取联合分离的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种轻稀±矿和低锭离子稀±矿用预分离萃取联合分离的方法，属于 稀±湿法冶金领域。更具体的说，属于溶剂萃取分离稀±技术。
【背景技术】
[0002] 稀±是当今世界各国改造传统产业、发展高新技术和国防尖端技术不可或缺的战 略资源。各种稀±元素在矿藏中是混合存在的，稀±在发光材料、磁性材料、冶金、陶瓷、电 子通讯、石油化工领域及各种功能材料中的应用都需要使用单一稀±元素，用溶剂萃取分 离稀±是工业重要分离手段。我国是世界稀±资源大国，有世界第一大的包头白云鄂博稀 ±矿，江西拥有世界罕见的离子吸附型稀±矿特色资源。稀±原料的来源不同，稀±精矿的 稀±配分有较大差异。我国典型稀±矿为：W包头氣碳姉铜矿、广东南山海独居石矿、四川 氣碳姉铜矿为主的轻稀±矿，和我国特有的南方离子吸附型稀±矿（^下简称为离子稀± 矿）。由于它们所用萃取分离流程不同，习惯上按其含锭的不同又细分为低锭、中锭、高锭离 子吸附型稀±矿。轻稀±矿的稀±配分特点为La~Nd轻稀±含量约为92~98%。低锭离子 吸附型稀±矿（^下简称为低锭离子稀±矿)的轻稀±占65~75%、中稀±占8~12%、重稀 ±占2~3%、锭含量为5~20%。目前稀±分离企业对轻稀±矿原料、离子稀±矿料是采用 不同萃取分离流程生产线分别进行萃取分离制取单一稀±元素。
[0003] 高效率、低消耗、排放少和环境友好始终是稀±湿法冶金追求的目标，也是我们研 究的方向。本发明利用轻稀±矿的稀±配分与低锭离子稀±矿的稀±配分不同的特点，采 用我国学者提出的"预分增产萃取法"（专利申请号92106000.9)原理，并选择更合理的工艺 走向，研究出了同时对轻稀±矿和低锭离子稀±矿进行联合分离的工艺方法。运种方法使 整体分离效果更好，可使萃取分离工艺的处理能力提高，酸碱化工原料的消耗降低，萃取剂 和稀±金属的存槽量减少，生产成本降低，是一种萃取分离轻稀±矿和低锭离子稀±矿的 先进工艺流程方法。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种轻稀±矿和低锭离子稀±矿用预分离萃取联合分离的方法，采 用预分离萃取法，利用轻稀±矿的中重稀±配分远小于低锭离子稀±矿的中重稀±配分， W及轻稀±矿的La-Nd轻稀±中〔6含量比低锭离子稀±矿的La-Nd轻稀±中〔6含量高的特 点，将轻稀±矿萃取分离过程的负载有机相作为低锭离子稀±矿萃取分离的萃取有机相， 用于低锭离子稀±矿的萃取分离，形成联合分离轻稀±矿和低锭离子稀±矿的工艺流程。 运方法既可W减少轻稀±矿中的中重稀±和?曲(1萃取分离工艺的萃取设备;又可W减少低 锭离子稀±矿萃取分离需要的皂化有机相用量，从而减少有机相皂化的碱消耗及废水排放 量。轻稀±矿和低锭离子稀±矿联合萃取分离的新方法，与传统分离工艺比较，新方法的整 体萃取分离工艺的处理能力更大，所用萃取设备总体积更小、存槽的萃取剂和物料更少、酸 碱消耗降低。
[0005] 本发明的技术方案为:一种轻稀±矿和低锭离子稀±矿用预分离萃取联合分离的 方法，所述工艺方法依次包括W下步骤：
[0006] (1)轻稀上矿料液进入轻稀上矿的预分离萃取段，其出口水相为La-Nd稀±(含Sm 很低，小于工艺要求），出口有机相中负载轻稀±矿的全部Sm-Lu、￥稀±并含La-Nd稀±;运 负载出口有机相用作为低锭离子稀±矿的预分离萃取段的萃取有机相，从第1级流入，低锭 离子稀±矿料液从第η级流入;低锭离子稀±矿预分离萃取段的出口水相主要为La-Sm还含 少量Eu-Dy，￥稀±，出口有机相进入低锭离子稀±矿的预分离洗涂段;低锭离子稀±矿预分 离洗涂段的出口水相主要含Pr-Gd;预分离洗涂段的出口有机相含Gd-Lu、Y;低锭离子稀± 矿预分离洗涂段的洗涂液可W用洗酸，或从下步工艺La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu，Y四出 口分离的Gd-Lu，Y有机相进口附近级引出水相作为低锭离子稀±矿预分离洗涂段的洗涂 液；
[0007] (2)低锭离子稀±矿的预分离萃取段出口水相(主要为La-Sm)流入下一步工艺La- Nd/SmEuGd/GdTbDy/化-Lu，Υ四出口分离的萃取段(此流入口称为La-Sm水相进口），预分离 洗涂段出口有机相（含Gd-Lu、Y)流入La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu，Y四出口工艺的洗涂段 (此流入口称为Gd-Lu、Y有机相进口），预分离洗涂段出口水相（主要含Pr-Gd)从La-Sm水相 进口与Gd-Lu、Y有机相进口之间流入La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu，Y四出口工艺(此流入口 称为Pr-Gd水相进口）；在La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu，Y四出口工艺的Pr-Gd水相进口和 Gd-Lu，Y有机相进口之间开设第3出口（SmEuGd水相出口）和第4出口（GdTbDy水相出口），运 工艺的洗涂液用洗酸；La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu，Y四出口工艺的出口水相为La-Nd(含 Sm很低，小于工艺要求），出口有机相为化-Lu，Y，经反萃后获得化-Lu，Y高锭重稀±，第3出 口水相为SmEuGd富集物，第4出口水相为Gd化Dy富集物；由于化-Lu，Y高锭重稀±不含La- Dy，是环烧酸萃取分离制取高纯锭的好原料；
[000引（3) W 步骤(2)的La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/Ho-Lu，Υ 四出口工艺的出口水相 La-Nd 为 原料，进行Pr/Nd分馈萃取，从第η级进料;将步骤（1)的轻稀±矿料液预分离萃取段的出口 水相1^曰-炯稀±为原料，进入预分离萃取段，它的出口水相是LaCe (含Pr很低，小于工艺要 求），出口有机相中负载La-Nd原料的全部PrNd并含1^曰〔6稀±，运负载出口有机相从Pr/Nd分 馈萃取的萃取段中间某级流入Pr/Nd分馈萃取分离工艺，洗涂液用洗酸;运Pr/Nd分馈萃取 的出口水相是LaCePr(含Nd小于工艺要求），出口有机相经反萃后得到纯Nd;
[0009] (4)w步骤(3)的Pr/Nd分馈萃取的出口水相LaCePr为原料，进行La/CePr分馈萃取 分离，运步分离的出口水相为高纯La,出口有机相中负载CePr(含La很低，小于工艺要求）；
[0010] (5) W步骤(3)轻稀±矿的La-Nd作原料预分离萃取段的出口水相LaCe为原料，进 行La/Ce分馈萃取分离，洗涂液用洗酸；出口水相为高纯La，出口有机相中负载高纯Ce，部分 反萃得到高纯Ce;W步骤(4化a/CePr分馈萃取的出口有机相（负载CePr，含La很低)为原料， 进行Ce/Pr分馈萃取分离；WLa/Ce分馈萃取的出口有机相（负载高纯Ce)引出部分作为Ce/ Pr分离的萃取有机相，洗涂液用洗酸;Ce/Pr分离的出口水相为高纯Ce，出口有机相经反萃 后获得纯Pr。
[0011] 本发明所述步骤（1)轻稀±矿料液的预分离萃取段、所述步骤(2)低锭离子稀±矿 的La-Nd/SmEuGd/GdTbDy/化-Lu，Y四出口工艺、所述步骤(3)轻稀±矿的La-NW#±为原料 进行的预分离萃取段、Pr/Nd分馈萃取、所述步骤(4化a/CePr分馈萃取和所述步骤(5)轻稀 ±矿的La/Ce分馈萃取等所用的萃取有机相是将经碱皂化有机相S用它们的出口水相在稀 ±皂化段进行稀±皂，制得它们的稀±皂有机相作为它们的萃取有机相，或用它们的出口 水相采用其它方式制得它们的稀±皂有机相作为它们的萃取有机相。
[0012] 本发明所述的预分离萃取段是采用逆流萃取，预分离洗涂段是采用逆流洗涂。
[0013] 本发明所述的轻稀±矿包括:氣碳姉矿、独居石、姉妮巧铁矿、南方离子轻稀±矿 等，可W是运些矿的一种，也可W是运些矿的组合;运轻稀±矿可W是包头、四川冕宁、山东 微山、广东南山海等轻稀±矿的一种，也可W是它们的组合作为本发明的实施原料。
[0014] 本发明所述的低锭离子稀±矿是低锭离子吸附型稀±矿，它的轻稀±占65~ 75%、锭含量为5~20%。
[0015] 本发明所述的轻稀±矿料液和低锭离子稀±矿料液为氯化稀±溶液或硝酸稀± 溶液或硫酸稀±溶液。
[0016] 本发明所述有机相是由萃取剂和稀释剂等组成，萃取剂可W是2-乙基己基憐酸单 2-乙基己基醋（也称肥叫EHP]，或P507)或二（2-乙基己基)憐酸(也称HDEHP，或P204)或其它萃 取剂，有机相中萃取剂的浓度为0.8~1.6mol · [1;所述的稀释剂可W是煤油或正己烧等有 机溶剂。
[0017] 本发明特别之处:采用预分离萃取法，充分利用了轻稀±矿的中重稀±配分很低 远小于低锭离子稀上矿，及轻稀上矿的La-Nd轻稀±中〔6含量比低锭离子稀±矿的La-Nd轻 稀±中〔6含量高的特点。本发明的技术方案相比现有技术具有W下优点-本发明工艺步 骤（1)的轻稀±矿预分离萃取段，用不多的级数就将易萃组分Sm-Lu，Y分离，并可W容易稳 定控制出口水相La-Nd轻稀±中Sm含量小于工艺要求(例如Sm<0.