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专利名称 | 铥、镱、镥的溶剂萃取分离方法 |
申请号 | CN95117986.1 | 申请日期 | 1995-11-08 |
法律状态 | 权利终止 | 申报国家 | 中国 |
公开/公告日 | 1996-09-18 | 公开/公告号 | CN1131200 |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | 暂无 | IPC分类号 | 暂无查看分类表>
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申请人 | 北京大学 | 申请人地址 | 北京市海淀区中关村北京大学
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权利人 | 北京大学 | 当前权利人 | 北京大学 |
发明人 | 严纯华;廖春生;易涛;贾江涛;王祥云;李标国 |
代理机构 | 北京大学专利事务所 | 代理人 | 周政 |
摘要
本发明涉及一种新型溶剂萃取分离重稀土元素铥、镱、镥的方法,可制得高纯度所述的各元素。本发明冲破了生产高纯度铥、镱、镥惯用的萃取色层或离子交换色层方法的束缚,克服了以色层法生产高纯重稀土工艺中存在的主要缺点,简化了工艺条件,减少设备和试剂投资,减少降低生产成本,且生产过程连续,操作简单,易与其他稀土生产线衔接,经济效益显著。
1.一种分离铥、镱、镥的方法,其特征在于,所述的方法包括:
(1).原料:含有铥、镱、镥元素的单质或化合物的混合物,元素重量百分含 量为0.5-98.5%,利用它们的氯化物或其水溶液;
(2).萃取有机相:以式(I)的胺烷基膦酸酯为萃取剂,C4-10的醇或它们的混 合物为添加剂,煤油为稀释剂,其中各组分的体积比依次为:萃取剂∶醇∶煤油等于 (20-25)∶(5-10)∶(70-75),萃取有机相中萃取剂的浓度为0.5-0.6mol/L,该有机 相经氨水或氢氧化钠皂化后使用,萃取剂的皂化度为20-50%, 式中的n=1-8;R1、R2、R3、R4代表C1-10的烷基、芳香基或氢,它们可以相同 或不相同,
(3).镱-镥的分离:用上述(2)的萃取有机相,萃取上述(1)的原料,工艺实施 条件是:皂化有机相与稀土接触2-4级后,负载稀土后,进入串级萃取器,料液稀土 浓度0.5-1.0mol/L,pH=1-3,洗酸酸度2.0-4.5mol/L,萃取级数为50-60,洗涤 稀土级数为35-40,体积流量比为:有机相∶料液∶洗酸=8-10∶1∶1.5-2.0;由水相 萃余液得到稀土浓度0.5-0.8mol/L、pH=1的纯镱或者铥、镱混合稀土,该混合稀 土作为铥-镱分离段的料液;从有机相萃取液得到镥的纯产品,
(4).铥-镱的分离:用上述(2)的萃取有机相,串级逆流萃取(3)中得到的铥、 镱混合稀土料液,工艺条件是:萃取和洗涤级数分别为20-40和25-35,洗酸酸度同 (3),各相流比为:有机相∶料液∶洗酸=5-7∶1∶1.5-2.0,由水相萃余液得到稀土浓 度为0.3-0.5mol/L、pH=1的纯铥产品;从有机相萃取液得到纯镱产品或镱-镥 稀土混合物,镱-镥稀土混合物用作(3)的料液。
本发明涉及一种新型溶剂萃取分离铥、镱、镥的方法,并可获得纯产品。\n稀土生产主要采用溶剂萃取法,目前普遍采用的萃取剂主要的是,环烷酸、 P204(2-乙基己基磷酸双酯)和P507(2-乙基己基磷酸单2-乙基己基脂)。由于 P204和P507酸性较强,使它们在萃取稀土时的平衡酸度高,这种现象在其对重稀土 的萃取中更为严重。随着所萃取稀土原子序数的增加,反萃取越来越困难。虽然 P507的稀土萃取平衡酸度较P204稍低,但它难于以萃取法完成所有稀土元素的完 全分离。环烷酸价格便宜,萃取平衡酸度低,但它仅适用于从混合稀土中提取氧化 钇。目前国内外均无理想的分离重稀土铥、镱、镥的萃取剂。\n本发明根据溶剂萃取原理和萃取剂分子结构与萃取性能的关系,选用下式(I) 所示的一类新萃取剂,可生产高纯度的铥、镱、镥:\n式中的n=1-8;R1、R2、R3、R4代表C1-10的烷基、芳香基或氢,它们可以 相同或不相同。该类萃取剂简称胺烷基膦酸酯(JS)。 本发明的方法包括:\n(1)以JS为萃取剂,C4-10的醇或它们的混合物为添加剂,煤油为稀释剂,合称 有机相,其中各组分的体积比依次为:萃取剂∶醇∶煤油等于(20-25)∶(5-10)∶(70- 75),萃取剂的浓度为0.5-0.6mol/L,该有机相经氨水或氢氧化钠皂化后使用,皂 化度为20-50%;以任意摩尔比的重稀土混合物为原料;在盐酸介质中进行分馏萃 取,生产与原料相应的单一重稀土产品。用于镱-镥的分离可获得高纯氧化镥和 氧化镱或铥、镱混合物;以铥-镱分离工艺得到高纯的氧化铥和氧化镱、镥混合 物。\n(2)采用所述萃取体系,镱-镥分离段工艺的主要参数是:皂化有机相与稀 土并流2-4级后,成稀土皂形式进槽,料液浓度0.5-1.0mol/L,酸度约pH=1-3,洗 酸浓度2.0-4.5mol/L,萃取段级数为50-60,洗涤段级数为35-40,流比为:有机 相∶料液∶洗酸=8-10∶1∶1.5-2.0。在所述条件下,从水相萃余液可得到浓度0.5- 0.8mol/L、酸度约pH=1的镱或铥、镱混合稀土,可作铥-镱分离段的料液;从有 机相萃取液出口可得到镥的纯产品。\n(3)铥-镱分离段工艺的萃取段和洗涤段级数分别为20-40和25-35,各相流 比为:有机相.∶料液∶洗酸=5-7∶1∶1.5-2.0,在上述条件下可从水相萃余液得到浓 度0.3-0.5mol/L、酸度约pH=1的纯铥产品;从有机相出口可得到纯镱产品或镱镥 混合物。\n根据上述内容,具体地说本发明方法包括:\n(1).原料:含有铥、镱、镥元素的单质或化合物的混合物,元素重量百分含 量为0.5-98.5%,利用它们的氯化物或其水溶液;\n(2).萃取有机相:以式(I)的胺烷基膦酸酯为萃取剂,C4-10的醇或它们的混 合物为添加剂,煤油为稀释剂,其中各组分的体积比依次为:萃取剂∶醇∶煤油等于 (20-25)∶(5-10)∶(70-75),萃取有机相中萃取剂的浓度为0.5-0.6mol/L,该有机 相经氨水或氢氧化钠皂化后使用,萃取剂的皂化度为20-50%, 式中的n=1-8;R1、R2、R3、R4代表C1-10的烷基、芳香基或氢,它们可以相同 或不相同,\n(3).镱-镥的分离:用上述(2)的萃取有机相,萃取上述(1)的原料,工艺实施 条件是:皂化有机相与稀土接触2-4级后,负载稀土后,进入串级萃取器,料液稀土 浓度0.5-1.0mol/L,pH=1-3,洗酸酸度2.0-4.5mol/L,萃取级数为50-60,洗涤 稀土级数为35-40,体积流量比为:有机相∶料液∶洗酸=8-10∶1∶1.5-2.0;由水相 萃余液得到稀土浓度0.5-0.8mol/L、pH=1的纯镱或者铥、镱混合稀土,该混合稀 土作为铥-镱分离段的料液;从有机相萃取液得到镥的纯产品,\n(4).铥-镱的分离:用上述(2)的萃取有机相,串级逆流萃取(3)中得到的铥、 镱混合稀土料液,工艺条件是:萃取和洗涤级数分别为20-40和25-35,洗酸酸度同 (3),各相流比为:有机相∶料液∶洗酸=5-7∶1∶1.5-2.0,由水相萃余液得到稀土浓 度为0.3-0.5mol/L、pH=1的纯铥产品;从有机相萃取液得到纯镱产品或镱-镥稀 土混合物,镱-镥稀土混合物用作(3)的料液。\n本发明方法的优点是:打破了生产高纯铥、镱、镥惯用的萃取色层或离子交 换色层方法的束缚,克服了以色层法生产高纯重稀土工艺中存在的主要缺点,简 化了工艺流程。在同样生产量的条件下,本发明比色层法可数倍降低设备和试剂 投资,减少生产成本,而且生产过程连续化、操作简便,易于同其他稀土生产线 衔接配套,具有显著的经济效益;由于本发明的萃取剂价格与P507萃取剂相当, 所用设备已广泛应用于国内外稀土生产,因而适应性广,简单易行。\n附图简要说明:\n工艺流程示意方框图。\n1.皂化有机相 2.料液 3.洗液 4.皂化有机相\n5.萃余液(稀土皂料液及料液) 6.洗液\n为了更清楚地说明本发明,列举以下实施例,但其对本发明的范围无任何限 制。 实例1:\n①.如附图所示,采用串基逆流萃取工艺进行镱-镥分离,萃取有机相的体 积百分比为:JS404∶仲辛醇∶煤油=20∶10∶70,其中JS404的浓度0.6mol/L,萃取 有机相的皂休度为50%,皂化有机相与稀土并流4级后进入串基萃取器第一级: 稀土料液浓度为0.5mol/L,pH=1,洗酸酸度为2.0mol/L,萃取级数为50,洗涤级 数为35,流比为:有机相∶料液∶洗酸=15∶1∶2.2。在所述条件下从水相萃余液得 到稀土浓度0.5mol/L、pH=1的铥、镱混合物;从有机相萃取液可得到纯镥产品 (99-99%)。\n②.以①的水相萃余液铥、镱混合物为原料,采用与①相同的有机相和洗酸, 萃取级数为30,洗涤级数为25,流比为:有机相∶料液∶洗酸=10∶1∶1.8。在所述 条件下,可从水相萃余液得到稀土浓度0.5mol/L、pH=1的纯铥产品(99-99.9%); 从有机相萃取液可得到纯镱产品(99-99.9%)。 实例2:\n①.如附图所示,采用逆流串基萃取工艺进行镱-镥分离,萃取有机相的体 积百分比为:JS401∶仲辛醇∶煤油=20∶10∶70,其中JS401的浓度0.6mol/L,萃取 有机相的皂化度为50%,皂化有机相与稀土并流4级后,进入萃取器第一级;稀土 料液浓度为0.5mol/L,pH=1,其中含Lu2O3 7-10%,其余元素Tm2O3含7-10%, Yb2O3含80-86%;洗酸酸度为2.0mol/L,萃取级数为50,洗涤级数为35,流比 为:有机相∶料液∶洗酸=15∶1∶2.2。在所述条件下从水相萃余液得到稀土浓度0. 5mol/L、pH=1的铥、镱混合稀土料液;从有机相萃取液可得到镥的纯产品(99- 99.9%)。\n②.以①的水相萃余液铥、镱混合物为原料,采用与①相同的有机相和洗酸, 萃取级数为40,洗涤级数为30,流比为:有机相∶料液∶洗酸=10∶1∶1.8。在所述条 件下,可从水相萃余液得到稀土浓度0.5mol/L、pH=1的纯铥产品(99-99.9%); 从有机相萃取液可得到纯镱产品(99-99.9%)。
法律信息
- 2015-12-23
专利权有效期届满
IPC(主分类): C22B 3/38
专利号: ZL 95117986.1
申请日: 1995.11.08
授权公告日: 2000.07.19
- 2000-07-19
- 1997-02-12
- 1996-09-18
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有引用任何外部专利数据! |
被引用专利(该专利被哪些专利引用)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有被任何外部专利所引用! |