一种从海洋稀土硫酸浸出液中分离制备稀土钇富集物的方法
阅读说明：本技术 一种从海洋稀土硫酸浸出液中分离制备稀土钇富集物的方法 (Method for separating and preparing rare earth yttrium concentrate from marine rare earth sulfuric acid leaching solution ) 是由 张魁芳 刘志强 王瑞祥 钟晓聪 陶进长 袁祥奕 于 2021-06-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种从海洋稀土硫酸浸出液中分离制备稀土钇富集物的方法。该方法,包括如下步骤：(1)将第一有机相与海洋稀土硫酸浸出液进行错流萃取,得到一次负载有机相和一次萃余液,所述的第一有机相由N235、TBP和磺化煤油组成；(2)将第二有机相与步骤(1)得到的一次萃余液进行逆流萃取,得到二次负载有机相和二次萃余液,所述的第二有机相由Cyanex 272和磺化煤油组成；(3)取步骤(2)得到的二次负载有机相加入草酸溶液,搅拌,待完全分相后,取下层水相过滤得到稀土钇富集物。本发明实现了从海洋稀土硫酸浸出液中高效分离富集稀土钇,该方法简单易于实现,回收的稀土钇富集物非稀土杂质含量小于1％。(The invention discloses a method for separating and preparing rare earth yttrium concentrate from marine rare earth sulfuric acid leaching solution. The method comprises the following steps: (1) carrying out cross-flow extraction on the first organic phase and a marine rare earth sulfuric acid leaching solution to obtain a primary loaded organic phase and a primary raffinate, wherein the first organic phase consists of N235, TBP and sulfonated kerosene; (2) carrying out countercurrent extraction on a second organic phase and the primary raffinate obtained in the step (1) to obtain a secondary loaded organic phase and a secondary raffinate, wherein the second organic phase consists of Cyanex 272 and sulfonated kerosene; (3) and (3) adding the secondary loaded organic phase obtained in the step (2) into oxalic acid solution, stirring, and after complete phase separation, taking the lower aqueous phase and filtering to obtain the rare earth yttrium concentrate. The method realizes the high-efficiency separation and enrichment of rare earth yttrium from the marine rare earth sulfuric acid leaching solution, is simple and easy to realize, and the content of non-rare earth impurities in the recovered rare earth yttrium concentrate is less than 1 percent.)
技术领域
本发明涉及湿法冶金技术领域，尤其涉及一种从海洋稀土硫酸浸出液中分离制备稀土钇 富集物的方法。
背景技术
稀土元素具有丰富而又独特的磁、光、电等性质，是当今世界各国发展高新技术和国防 尖端技术、改造传统产业不可缺少或替代的战略物资，也是不可再生的珍贵资源。
我国是世界上最大的陆地稀土资源储备国，在过去几十年几乎承担了世界稀土供应的角 色，现国际各国纷纷开始寻找新的稀土资源，海洋稀土资源被发现和提出。海洋稀土资源的 出现给世界稀土格局带来了新的变化和契机，为此，海洋稀土资源开发利用受到了国际社会， 尤其是美、日等发达国家的高度重视。
研究表明：海洋稀土富含稀土钇，主要以稀土磷酸盐形式存在。由于磷酸稀土溶度积较 小，仅可溶于强酸性体系。目前主要是通过高浓度硫酸浸出得到硫酸浸出液，再从浸出液中 分离富集稀土。由于海洋稀土成分复杂且稀土钇品位较低，得到的硫酸浸出液具有酸度高、 杂质离子种类多且浓度高(尤其是Fe3+)、Y3+浓度较低等典型特点，极大增加了分离富集稀 土钇的技术难度，制约了海洋稀土中钇的回收利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种从海洋稀土硫酸浸出液中分离制备稀土钇富集物的方法，实现 了从海洋稀土硫酸浸出液高效分离富集稀土钇，该方法简单易于实现，回收的稀土钇富集物 非稀土杂质含量小于1％。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种从海洋稀土硫酸浸出液中分离制备稀 土钇富集物的方法，包括如下步骤：
(1)将第一有机相与海洋稀土硫酸浸出液按照萃取相比O/A为1～4:1进行1～5级错流萃 取，萃取时间为5～15min，得到一次负载有机相和一次萃余液，所述的第一有机相由N235、 TBP和磺化煤油组成；
(2)将第二有机相与步骤(1)得到的一次萃余液按照萃取相比O/A为1:1～5进行1～5 级逆流萃取，萃取时间为5～15min，得到二次负载有机相和二次萃余液，所述的第二有机相 由Cyanex 272和磺化煤油组成；
(3)取步骤(2)得到的二次负载有机相按照相比O/A为1～10:1加入草酸溶液，搅拌10～30min，待完全分相后，取下层水相过滤得到稀土钇富集物。
优选地，以体积分数计，所述的第一有机相由10％～40％N235(N,N～二辛基～1～辛胺)、 5％～20％TBP(磷酸三丁酯)和40％～85％磺化煤油组成。
优选地，以体积分数计，所述的第二有机相由10％～40％Cyanex 272(二(2,4,4-三甲基戊 基)次膦酸)和60％～90％磺化煤油组成。
优选地，所述的草酸溶液的摩尔浓度为0.5～1mol/L。
优选地，所述的海洋稀土硫酸浸出液中含稀土Y3+0.1～1.5g/L，Fe3+5～10g/L、Al3+1～5 g/L、Mn2+1～5g/L、Mg2+1～5g/L、Ca2+0.1～0.5g/L，pH值为0～0.5。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了从海洋稀土硫酸浸出液中分离制备稀土钇富集物的方法。该方法利用N235、TBP和磺化煤油组成的混合有机相，以及Cyanex 272和磺化煤油组成的混合有机相对 于稀土钇与铁及其他杂质离子的萃取和反萃性质的差异，通过分步萃取、选择性沉淀的方式 实现了海洋稀土硫酸浸出液中稀土钇与铁及其他杂质的高效分离，并制备得到稀土钇富集物。 本发明方法简单易于实现，回收的稀土钇富集物非稀土杂质含量小于1％。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。除特别说明，本发明使 用的设备和试剂为本技术领域常规市购产品。
一种从海洋稀土硫酸浸出液中分离制备稀土钇富集物的方法，包括如下步骤：
(1)将第一有机相与海洋稀土硫酸浸出液按照萃取相比O/A为1～4:1进行1～5级错流萃 取，萃取时间为5～15min，得到一次负载有机相和一次萃余液，所述的第一有机相由N235、 TBP和磺化煤油组成；
(2)将第二有机相与步骤(1)得到的一次萃余液按照萃取相比O/A为1:1～5进行1～5 级逆流萃取，萃取时间为5～15min，得到二次负载有机相和二次萃余液，所述的第二有机相 由Cyanex 272和磺化煤油组成；
(3)取步骤(2)得到的二次负载有机相按照相比O/A为1～10:1加入草酸溶液，搅拌10～30min，待完全分相后，取下层水相过滤得到稀土钇富集物。
本发明提出的海洋稀土硫酸浸出液中含稀土Y3+0.1～1.5g/L，Fe3+5～10g/L、Al3+1～5g/L、 Mn2+1～5g/L、Mg2+1～5g/L、Ca2+0.1～0.5g/L，pH值为0～0.5。
下述实施例中，第一有机相由如下体积分数的原料组成：10％～40％N235(N,N～二辛基 ～1～辛胺)、5％～20％TBP(磷酸三丁酯)和40％～85％磺化煤油。进一步优选，第一有机相 由如下体积分数的原料组成：20％～40％N235(N,N～二辛基～1～辛胺)、10％～20％TBP(磷 酸三丁酯)和50％～70％磺化煤油。
下述实施例中，第二有机相由如下体积分数的原料组成：10％～40％Cyanex 272(二(2,4,4- 三甲基戊基)次膦酸)和60％～90％磺化煤油。
下述实施例中，草酸溶液的摩尔浓度为0.5～1.0mol/L。
实施例1
一种从海洋稀土硫酸浸出液中分离制备稀土钇富集物的方法，海洋稀土硫酸浸出液含如 下成分：稀土Y3+1.478g/L、Fe3+9.77g/L、Al3+4.89g/L、Mn2+4.24g/L、Mg2+4.98g/L、Ca2 + 0.39g/L、pH＝0.18，包括如下步骤：
(1)将第一有机相与海洋稀土硫酸浸出液按照萃取相比O/A为4:1进行1级错流萃取， 萃取时间为10min，Fe萃取率为89.38％，稀土钇及其他杂质离子基本不萃取，得到一次负载 有机相(含铁有机相)和一次萃余液，以体积分数计，第一有机相由30％N235、10％TBP和60％磺化煤油组成；
(2)将第二有机相与步骤(1)得到的一次萃余液按照萃取相比O/A为1:1进行5级逆流萃取，萃取时间为10min，Fe萃取率为100％，稀土钇萃取率为99.31％，其他杂质离子基本不萃取，得到二次负载有机相(含铁钇有机相)和二次萃余液，以体积分数计，第二有机相由30％Cyanex 272和70％磺化煤油组成；
(3)取步骤(2)得到的二次负载有机相(含铁钇有机相)按照相比O/A为1:1加入0.5mol/L的草酸溶液，搅拌10min，待完全分相后，取下层水相过滤得到稀土钇富集物。
稀土钇富集物中非稀土杂质<1％。
实施例2
一种从海洋稀土硫酸浸出液中分离制备稀土钇富集物的方法，海洋稀土硫酸浸出液含如 下成分：稀土Y3+0.16g/L、Fe3+5.19g/L、Al3+1.17g/L、Mn2+1.05g/L、Mg2+1.59g/L、Ca2+0.11 g/L、pH＝0，包括如下步骤：
(1)将第一有机相与海洋稀土硫酸浸出液按照萃取相比O/A为2:1进行4级错流萃取， 萃取时间为5min，Fe萃取率为97.93％，稀土钇及其他杂质离子基本不萃取，得到一次负载 有机相(含铁有机相)和一次萃余液。以体积分数计，第一有机相由20％N235、10％TBP和70％磺化煤油组成；
(2)将第二有机相与步骤(1)得到的一次萃余液按照萃取相比O/A为1:5进行5级逆流萃取，萃取时间为5min，Fe萃取率为100％，Y萃取率为99.56％，其他杂质离子基本不 萃取，得到二次负载有机相(含铁钇有机相)和二次萃余液。以体积分数计，第二有机相由40％Cyanex 272和60％磺化煤油组成；
(3)取步骤(2)得到的二次负载有机相(含铁钇有机相)按照相比O/A为10:1加入1.0mol/L的草酸溶液，搅拌30min，待完全分相后，取下层水相过滤得到稀土钇富集物。
稀土钇富集物中非稀土杂质<1％。
实施例3
一种从海洋稀土硫酸浸出液中分离制备稀土钇富集物的方法，海洋稀土硫酸浸出液含如 下成分：稀土Y3+0.16g/L、Fe3+5.19g/L、Al3+1.17g/L、Mn2+1.05g/L、Mg2+1.59g/L、Ca2+0.11 g/L、pH＝0，包括如下步骤：
(1)将第一有机相与海洋稀土硫酸浸出液按照萃取相比O/A为1:1进行4级错流萃取， 萃取时间为15min，Fe萃取率为96.17％，稀土钇及其他杂质离子基本不萃取，得到一次负载 有机相(含铁有机相)和一次萃余液，以体积分数计，第一有机相由40％N235、10％TBP和50％磺化煤油组成；
(2)将第二有机相与步骤(1)得到的一次萃余液按照萃取相比O/A为1:1进行1级逆流萃取，萃取时间为15min，Fe萃取率为98.12％，Y萃取率为88.73％，其他杂质离子基本 不萃取，得到二次负载有机相(含铁钇有机相)和二次萃余液。以体积分数计，第二有机相 由10％Cyanex 272和90％磺化煤油组成；
(3)取步骤(2)得到的二次负载有机相(含铁钇有机相)按照相比O/A为1:1加入0.5mol/L的草酸溶液，搅拌10min，待完全分相后，取下层水相过滤得到稀土钇富集物。
稀土钇富集物中非稀土杂质<1％。
实施例4
一种从海洋稀土硫酸浸出液中分离制备稀土钇富集物的方法，海洋稀土硫酸浸出液含如 下成分：稀土Y3+1.478g/L、Fe3+9.77g/L、Al3+4.89g/L、Mn2+4.24g/L、Mg2+4.98g/L、Ca2 + 0.39g/L、pH＝0.5，包括如下步骤：
(1)将第一有机相与海洋稀土硫酸浸出液按照萃取相比O/A为1:1进行3级错流萃取， 萃取时间为10min，Fe萃取率95.41％，稀土钇及其他杂质离子基本不萃取，得到一次负载有 机相(含铁有机相)和一次萃余液。以体积分数计，第一有机相由30％N235、20％TBP和50％磺化煤油组成；
(2)将第二有机相与步骤(1)得到的一次萃余液按照萃取相比O/A为1:1进行5级逆流萃取，萃取时间为10min，Fe萃取率为100％，Y萃取率为98.73％，其他杂质离子基本不 萃取，得到二次负载有机相(含铁钇有机相)和二次萃余液。以体积分数计，第二有机相由40％Cyanex 272和60％磺化煤油组成；
(3)取步骤(2)得到的二次负载有机相(含铁钇有机相)按照相比O/A为1:1加入1.0mol/L的草酸溶液，搅拌30min，待完全分相后，取下层水相过滤得到稀土钇富集物。
稀土钇富集物中非稀土杂质<1％。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明 的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰 也应视为本发明的保护范围。
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