一種溶劑萃取法制備4n級銪的工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明一種溶劑萃取法制備4N級銪的工藝方法，以P507為萃取劑、銪的相對純度介于40%～90%氯化富銪溶液為料液，包括5個步驟，其中3個分離步驟和2個輔助步驟；3個分離步驟分別為NdSmEu/EuGdTb分離工段、NdSm/Eu分離工段和Eu/GdTb分離工段，2個輔助步驟分別為濃縮工段和萃酸工段。NdSm/Eu分離與Eu/GdTb分離串聯(lián)。本發(fā)明可以獲得相對純度為99.990%～99.995%的4N級銪產(chǎn)品，其產(chǎn)率高達91.72%～98.77%。本發(fā)明具有銪產(chǎn)品純度高、銪產(chǎn)品收率高、生產(chǎn)規(guī)模大、化工試劑消耗少、操作簡便、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。
【專利說明】
一種溶劑萃取法制備4N級銪的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種溶劑萃取法制備4N級銪的工藝方法，特別是涉及以酸性膦試劑 P507為稀土萃取劑、銪的相對純度介于40 %~60 %氯化富銪溶液為料液，制備純度多 99.99%銪產(chǎn)品的萃取分離工藝方法。本發(fā)明屬于溶劑萃取中的稀土分離技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 相對純度（即稀土相對純度，時常簡稱為純度)為99.99% (簡稱4N)的銪產(chǎn)品是制 備高性能銪材料的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。
[0003] 傳統(tǒng)的溶劑萃取法所制備的有產(chǎn)品均低于4N級。1985年5月，申請?zhí)枮?5104034的 中國專利采用將溶劑萃取法制備了純度達到3N5級(99.95%)的銪產(chǎn)品。目前，制備純度高 于4N級銪產(chǎn)品的方法主要有陽離子樹脂交換法、萃淋樹脂法和還原銪法(包括電還原法、鋅 粉還原法等）。
[0004] 相對于陽離子樹脂交換法、萃淋樹脂法和還原銪法，溶劑萃取法具有產(chǎn)品收率高、 生產(chǎn)規(guī)模大、化工試劑消耗少、自動化程度高、操作簡便、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。因此，溶劑萃 取法理應(yīng)是制備4N銪產(chǎn)品的首選方法?，F(xiàn)有稀土萃取分離生產(chǎn)工藝中通常產(chǎn)出相對純度為 40%~90%的富銪分離產(chǎn)品，該富銪產(chǎn)品中的其他稀土元素主要是釤和釓。本發(fā)明以銪的 相對純度介于40 %~90 %的氯化銪溶液為料液，采用滿載萃取技術(shù)、濃縮技術(shù)、以及分離流 程的優(yōu)化等來提高銪產(chǎn)品的純度，從而建立以分餾萃取為核心技術(shù)的制備4N銪產(chǎn)品的工藝 方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對至今未有制備4N級銪產(chǎn)品的溶劑萃取分離工藝，建立一種以 P507為萃取劑的溶劑萃取法制備4N級銪的工藝方法。
[0006] 本發(fā)明一種溶劑萃取法制備4N級銪的工藝方法，以P507為萃取劑、銪的相對純度 介于40%~90% (即銪的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比)氯化富銪溶液為料液，包括5個步驟，其 中3個分離步驟和2個輔助步驟;3個分離步驟分別為NdSmEu/EuGdTb分離工段、NdSm/Eu分離 工段和Eu/GdTb分離工段；2個輔助步驟分別為濃縮工段和萃酸工段。NdSm/Eu分離與Eu/ GdTb分離串聯(lián)。萃酸工段通常簡稱為萃酸段;濃縮工段通常簡稱為濃縮段。步驟具體如下：
[0007] 1) NdSmEu/EuGdTb 分離工段
[0008] 第一步為NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取分離工段，實現(xiàn)NdSmEu/EuGdTb分離。皂化 率為0.36的稀土皂化P507有機相I從NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系第一級進入，銪的相 對純度40 %~90 %氯化富銪料液從NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系進料級進入，來自第 三步萃酸工段的萃余水相氯化銪釓鋱溶液作為洗滌劑從最后一級進入NdSmEu/EuGdTb滿載 分餾萃取體系;從NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系第一級萃余水相獲得NdSmEu料液，用作 第四步NdSm/Eu分離工段的原料;從NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系的最后一級獲得負載 EuGdTb有機相，以稀土摩爾數(shù)計，其中86.7562 %~92.3671 %直接進入第二步的濃縮工段， 其余13.2438 %~7.6329 %用作第五步Eu/GdTb分離工段的原料。
[0009]所述的氯化富銪料液的稀土濃度為0.5mo 1 /L~1.5mo 1 /L，其中銪的摩爾濃度與稀 土摩爾濃度之比為0.4~0.9，pH值范圍為2~4。
[0010] 所述的皂化率為0.36的P507稀土皂化有機相I是指NdSmEu/EuGdTb分離工段專用 有機相，采用通用方法皂化。
[0011] 2)濃縮工段
[0012] 第二步為濃縮工段，實現(xiàn)第一步的負載EuGdTb有機相的濃縮。負載EuGdTb有機相 的濃縮采用濃度為3.9mol/L~4.2mol/L鹽酸，逆流反萃負載EuGdTb有機相中的稀土 EuGdTb;控制鹽酸的摩爾數(shù)與負載EuGdTb有機相中的稀土摩爾數(shù)之比為5.0:1~5.4:1;從 濃縮工段的反萃余水相獲得的含酸氯化銪釓鋱溶液，全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段。
[0013] 3)萃酸工段
[0014]第三步為萃酸工段，N235萃取除去第二步濃縮工段所得的含酸氯化銪釓鋱溶液中 的殘余鹽酸。萃酸有機相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6mol/ L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L?？刂戚退嵊袡C相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化銪釓鋱溶液 中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，8級逆流萃取除去含酸氯化銪釓鋱溶液中的殘余鹽酸。萃 酸工段出口有機相為負載鹽酸N235有機相;萃酸工段出口萃余水相氯化銪釓鋱溶液全部用 作第一步NdSmEu/EuGdTb分離工段的洗滌劑。
[0015] 4)NdSm/Eu 分離工段
[0016] 第四步為NdSm/Eu分餾萃取分離工段，實現(xiàn)NdSm/Eu分離。皂化率為0.36的稀土皂 化P507有機相II從NdSm/Eu分餾萃取體系第一級進入，來自第一步的NdSmEu料液從NdSm/Eu 分餾萃取體系進料級進入，來自第五步Eu/GdTb分離工段的第一級萃余水相作為洗滌劑從 最后一級進入NdSm/Eu分餾萃取體系；從NdSm/Eu分餾萃取體系第一級萃余水相獲得分離產(chǎn) 品富釹釤溶液;從NdSm/Eu分餾萃取體系的最后一級獲得負載Eu有機相，該負載Eu有機相用 作第五步Eu/GdTb分離的稀土皂化有機相，全部進入第五步Eu/GdTb分離工段的第一級。
[0017] 所述的皂化率為0.36的P507稀土皂化有機相II是指NdSm/Eu分餾萃取分離工段專 用P507有機相，采用通用方法皂化。
[0018] 5)Eu/GdTb 分離工段
[0019]第五步為有機進料Eu/GdTb分餾萃取分離工段，實現(xiàn)Eu/GdTb分離。來自第四步的 負載Eu有機相從Eu/GdTb分餾萃取體系第一級進入，來自第一步的負載EuGdTb有機相從Eu/ GdTb分餾萃取體系進料級進入，洗滌酸從最后一級進入Eu/GdTb分餾萃取體系；從Eu/GdTb 分餾萃取體系第一級萃余水相獲得分離產(chǎn)品4N級高純銪;從Eu/GdTb分餾萃取體系的最后 一級獲得負載富釓鋱有機相。
[0020] 所述的洗滌酸為1 · 8mol/L~2 · Omol/L鹽酸；
[0021]所述的分離產(chǎn)品4N級高純銪中銪的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為0.99990~ 0.99995，相對純度為99.990 % ~99.995 %，收率為91.72 % ~98.77 %。
[0022] 所述的P507有機相為P507的磺化煤油溶液，其中P507濃度為0.5mol/L~1.5mol/ L〇
[0023]本發(fā)明的優(yōu)點：本發(fā)明不但完全保留了分餾萃取的優(yōu)點，而且對分離工藝進行了 優(yōu)化。因此，本發(fā)明具有銪產(chǎn)品純度高、銪產(chǎn)品收率高、生產(chǎn)規(guī)模大、化工試劑消耗少、操作 簡便、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0024] 圖1:本發(fā)明的萃取分離工藝方法流程圖。圖1中，萃酸段為萃酸工段的簡稱;濃縮 段為濃縮工段的簡稱。所述的流程圖中包含分餾萃取體系的結(jié)構(gòu)，但不構(gòu)成對本發(fā)明的任 何限制。
【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明所述的一種溶劑萃取法制備4N級銪的工藝方法作 進一步描述。
[0026] 實施例1
[0027] l)NdSmEu/EuGdTb 分離工段
[0028] 第一步為NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取分離工段，實現(xiàn)NdSmEu/EuGdTb分離。皂化 率為0.36的P507稀土皂化有機相I從NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系第1級進入，pH值為 3、稀土濃度為1.0mol/L、銪的相對濃度(銪的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比）65%的氯化富 銪料液從NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系第62級進入，來自第三步萃酸工段的萃余水相 氯化銪釓鋱溶液作為洗滌劑從第84級進入NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系。從NdSmEu/ EuGdTb滿載分餾萃取體系第1級萃余水相獲得NdSmEu料液，用作第四步NdSm/Eu分離工段的 原料;從NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系的第84級獲得負載EuGdTb有機相，以稀土摩爾數(shù) 計，其中91.2362 %直接進入第二步的濃縮工段，其余8.7638 %用作第五步Eu/GdTb分離工 段的原料。
[0029] NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取分離工段：歸一化萃取量S = 4.004334，歸一化洗滌 量W = 3.653403。萃取量：氯化富銪料液:洗滌量= 4.004334:1:3.653403(稀土離子摩爾 比）。萃取段萃取比為0.860517，洗滌段萃取比為1.096056。
[0030] 本工段專用的皂化率為0.36的P507稀土皂化有機相I，采用通用方法皂化。
[0031]本工段所用氯化富銪料液中釤的相對純度為16.00%、銪的相對純度為65.00%、 釓的相對純度為17.00%。
[0032] 2)濃縮工段
[0033]第二步為濃縮工段，實現(xiàn)第一步的負載EuGdTb有機相的濃縮。負載EuGdTb有機相 的濃縮采用濃度為4. Omol/L的鹽酸，14級逆流反萃負載EuGdTb有機相中的稀土 EuGdTb;控 制鹽酸的摩爾數(shù)與負載EuGdTb有機相中的稀土摩爾數(shù)之比為5.2:1。從濃縮工段的反萃余 水相獲得的含酸氯化銪釓鋱溶液，全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段。
[0034] 3)萃酸工段
[0035]第三步為萃酸工段，N235萃取除去第二步濃縮工段所得的含酸氯化銪釓鋱溶液中 的殘余鹽酸。萃酸有機相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6mol/ L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L?？刂戚退嵊袡C相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化銪釓鋱溶液 中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，8級逆流萃取除去含酸氯化銪釓鋱溶液中的殘余鹽酸。萃 酸工段出口有機相為負載鹽酸N235有機相;萃酸工段出口萃余水相氯化銪釓鋱溶液全部用 作第一步NdSmEu/EuGdTb分離工段的洗滌劑。
[0036] 4)NdSm/Eu 分離工段
[0037] 第四步為NdSm/Eu分餾萃取分離工段，實現(xiàn)NdSm/Eu分離。皂化率為0.36的稀土皂 化P507有機相II從NdSm/Eu分餾萃取體系第1級進入，來自第一步的NdSmEu料液從NdSm/Eu 分餾萃取體系第9級進入，來自第五步Eu/GdTb分離工段的第1級萃余水相作為洗滌劑從第 37級進入NdSm/Eu分餾萃取體系。從NdSm/Eu分餾萃取體系第1級萃余水相獲得分離產(chǎn)品富 釹釤，該富釹釤中釹的相對純度為5.29 %、釤的相對純度為84.71 % ;從NdSm/Eu分餾萃取體 系的第37級獲得負載Eu有機相，負載Eu有機相用作第五步Eu/GdTb分離的稀土皂化有機相， 全部進入第五步Eu/GdTb分離工段的第1級。
[0038] NdSm/Eu分餾萃取分離工段：歸一化萃取量S = 2.914664，歸一化洗滌量W = 2.205666。萃取量:NdSmEu料液:洗滌量=2.914664:1:2.205666稀土離子摩爾比）。萃取段 萃取比為0.909223,洗滌段萃取比為1.321444。
[0039] 本工段專用的皂化率為0.36的P507稀土皂化有機相II，采用通用方法皂化。
[0040] 5)Eu/GdTb 分離工段
[00411第五步為有機進料Eu/GdTb分餾萃取分離工段，實現(xiàn)Eu/GdTb分離。來自第四步的 負載Eu有機相從Eu/GdTb分餾萃取體系第1級進入，來自第一步的負載EuGdTb有機相從Eu/ GdTb分餾萃取體系第58級進入，鹽酸濃度為1.9mol/L的洗滌酸從第81級進入Eu/GdTb分餾 萃取體系。從Eu/GdTb分餾萃取體系第1級萃余水相獲得分離產(chǎn)品4N級高純銪;從Eu/GdTb分 餾萃取體系的第81級獲得釓的相對純度為86.63%、鋱的相對純度為5.10%的負載富釓鋱 有機相。該負載富釓鋱有機相，轉(zhuǎn)入反萃段進行反萃處理。
[0042]有機進料Eu/GdTb分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 5.293804,歸一化洗滌量W =5.775726。萃取量：負載EuGdTb有機相料液:洗滌量=5.293804:1:5.775726(稀土離子摩 爾比）。萃取段萃取比為0.916561，洗滌段萃取比為1.089699。
[0043]第五步中所述的分離產(chǎn)品4N級高純銪中銪的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為 0.99993,收率為94.60 %。
[0044]經(jīng)過以上步驟，最終獲得三種分離產(chǎn)品分別為：相對純度為99.993%、收率為 94.60%的銪產(chǎn)品，由第五步有機進料Eu/GdTb分餾萃取分離工段獲得；釹釤相對純度為 90.00%的富釹釤產(chǎn)品，由第四步NdSm/Eu分餾萃取分離工段獲得;釓鋱相對純度為91.73% 的富釓鋱有機相，由第五步有機進料Eu/GdTb分餾萃取分離工段獲得。
[0045] 實施例2
[0046] 1 )NdSmEu/EuGdTb 分離工段
[0047] 第一步為NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取分離工段，實現(xiàn)NdSmEu/EuGdTb分離。皂化 率為0.36的P507稀土皂化有機相I從NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系第1級進入，pH值為 2、稀土濃度為1.5mol/L、銪的相對濃度(銪的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比）90%的氯化富 銪料液從NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系第64級進入，來自第三步萃酸工段的萃余水相 氯化銪釓鋱溶液作為洗滌劑從第83級進入NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系。從NdSmEu/ EuGdTb滿載分餾萃取體系第1級萃余水相獲得NdSmEu料液，用作第四步NdSm/Eu分離工段的 原料;從NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系的第83級獲得負載EuGdTb有機相，以稀土摩爾數(shù) 計，其中92.3671 %直接進入第二步的濃縮工段，其余7.6329 %用作第五步Eu/GdTb分離工 段的原料。
[0048] NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取分離工段：歸一化萃取量S = 4.717787,歸一化洗滌 量W = 4.357684。萃取量：氯化富銪料液:洗滌量=4.717787 :1:4.357684(稀土離子摩爾 比）。萃取段萃取比為0.880565，洗滌段萃取比為1.082636。
[0049] 本工段專用的皂化率為0.36的P507稀土皂化有機相I，采用通用方法皂化。
[0050]本工段所用氯化富銪料液中釤的相對純度為4.60%、銪的相對純度為90.00%、釓 的相對純度為5.00 %。
[0051 ] 2)濃縮工段
[0052]第二步為濃縮工段，實現(xiàn)第一步的負載EuGdTb有機相的濃縮。負載EuGdTb有機相 的濃縮采用濃度為3.9mol/L的鹽酸，15級逆流反萃負載EuGdTb有機相中的稀土 EuGdTb;控 制鹽酸的摩爾數(shù)與負載EuGdTb有機相中的稀土摩爾數(shù)之比為5.4:1。從濃縮工段的反萃余 水相獲得的含酸氯化銪釓鋱溶液，全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段。
[0053] 3)萃酸工段
[0054]第三步為萃酸工段，N235萃取除去第二步濃縮工段所得的含酸氯化銪釓鋱溶液中 的殘余鹽酸。萃酸有機相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6mol/ L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L?？刂戚退嵊袡C相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化銪釓鋱溶液 中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，8級逆流萃取除去含酸氯化銪釓鋱溶液中的殘余鹽酸。萃 酸工段出口有機相為負載鹽酸N235有機相;萃酸工段出口萃余水相氯化銪釓鋱溶液全部用 作第一步NdSmEu/EuGdTb分離工段的洗滌劑。
[0055] 4)NdSm/Eu 分離工段
[0056] 第四步為NdSm/Eu分餾萃取分離工段，實現(xiàn)NdSm/Eu分離。皂化率為0.36的稀土皂 化P507有機相II從NdSm/Eu分餾萃取體系第1級進入，來自第一步的NdSmEu料液從NdSm/Eu 分餾萃取體系第13級進入，來自第五步Eu/GdTb分離工段的第1級萃余水相作為洗滌劑從第 41級進入NdSm/Eu分餾萃取體系。從NdSm/Eu分餾萃取體系第1級萃余水相獲得分離產(chǎn)品富 釹釤，該富釹釤中釹的相對純度為3.75%、釤的相對純度為86.26% ;從NdSm/Eu分餾萃取體 系的第41級獲得負載Eu有機相，負載Eu有機相用作第五步Eu/GdTb分離的稀土皂化有機相， 全部進入第五步Eu/GdTb分離工段的第1級。
[0057] NdSm/Eu分餾萃取分離工段：歸一化萃取量S = 3. 128622,歸一化洗滌量W = 2.211952。萃取量:NdSmEu料液:洗滌量=3.128622:1:2.211952(稀土離子摩爾比）。萃取段 萃取比為0.974056，洗滌段萃取比為1.414417。
[0058] 本工段專用的皂化率為0.36的P507稀土皂化有機相II，采用通用方法皂化。
[0059] 5)Eu/GdTb 分離工段
[0060]第五步為有機進料Eu/GdTb分餾萃取分離工段，實現(xiàn)Eu/GdTb分離。來自第四步的 負載Eu有機相從Eu/GdTb分餾萃取體系第1級進入，來自第一步的負載EuGdTb有機相從Eu/ GdTb分餾萃取體系第65級進入，鹽酸濃度為1.8mol/L的洗滌酸從第83級進入Eu/GdTb分餾 萃取體系。從Eu/GdTb分餾萃取體系第1級萃余水相獲得分離產(chǎn)品4N級高純銪;從Eu/GdTb分 餾萃取體系的第83級獲得釓的相對純度為86.55%、鋱的相對純度為3.46%的負載富釓鋱 有機相。該負載富釓鋱有機相，轉(zhuǎn)入反萃段進行反萃處理。
[0061 ] 有機進料Eu/GdTb分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 5.543510,歸一化洗滌量W =6.383091。萃取量：負載EuGdTb有機相料液:洗滌量=5.543510:1:6.383091 (稀土離子摩 爾比）。萃取段萃取比為0.868468，洗滌段萃取比為1.025132。
[0062]第五步中所述的分離產(chǎn)品4N級高純銪中銪的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為 0.99995,收率為98.77 %。
[0063]經(jīng)過以上步驟，最終獲得三種分離產(chǎn)品分別為：相對純度為99.995%、收率為 98.77%的銪產(chǎn)品，由第五步有機進料Eu/GdTb分餾萃取分離工段獲得；釹釤相對純度為 90.01 %的富釹釤產(chǎn)品，由第四步NdSm/Eu分餾萃取分離工段獲得;釓鋱相對純度為90.01 % 的富釓鋱有機相，由第五步有機進料Eu/GdTb分餾萃取分離工段獲得。
[0064] 實施例3
[0065] l)NdSmEu/EuGdTb 分離工段
[0066] 第一步為NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取分離工段，實現(xiàn)NdSmEu/EuGdTb分離。皂化 率為0.36的P507稀土皂化有機相I從NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系第1級進入，pH值為 4、稀土濃度為0.5mol/L、銪的相對濃度(銪的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比）40%的氯化富 銪料液從NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系第50級進入，來自第三步萃酸工段的萃余水相 氯化銪釓鋱溶液作為洗滌劑從第72級進入NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系。從NdSmEu/ EuGdTb滿載分餾萃取體系第1級萃余水相獲得NdSmEu料液，用作第四步NdSm/Eu分離工段的 原料;從NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系的第72級獲得負載EuGdTb有機相，以稀土摩爾數(shù) 計，其中86.7562 %直接進入第二步的濃縮工段，其余13.2438%用作第五步Eu/GdTb分離工 段的原料。
[0067] NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取分離工段：歸一化萃取量S = 3.405156,歸一化洗滌 量W = 2.954183。萃取量：氯化富銪料液:洗滌量=3.405156:1:2.954183(稀土離子摩爾 比）。萃取段萃取比為0.861153，洗滌段萃取比為1.152656。
[0068] 本工段專用的皂化率為0.36的P507稀土皂化有機相I，采用通用方法皂化。
[0069]本工段所用氯化富銪料液中釤的相對純度為26.00%、銪的相對純度為40.00%、 釓的相對純度為30.00 %。
[0070] 2)濃縮工段
[0071]第二步為濃縮工段，實現(xiàn)第一步的負載EuGdTb有機相的濃縮。負載EuGdTb有機相 的濃縮采用濃度為4.2mol/L的鹽酸，13級逆流反萃負載EuGdTb有機相中的稀土EuGdTb;控 制鹽酸的摩爾數(shù)與負載EuGdTb有機相中的稀土摩爾數(shù)之比為5.0 :1。從濃縮工段的反萃余 水相獲得的含酸氯化銪釓鋱溶液，全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段。
[0072] 3)萃酸工段
[0073]第三步為萃酸工段，N235萃取除去第二步濃縮工段所得的含酸氯化銪釓鋱溶液中 的殘余鹽酸。萃酸有機相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6mol/ L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L?？刂戚退嵊袡C相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化銪釓鋱溶液 中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，8級逆流萃取除去含酸氯化銪釓鋱溶液中的殘余鹽酸。萃 酸工段出口有機相為負載鹽酸N235有機相;萃酸工段出口萃余水相氯化銪釓鋱溶液全部用 作第一步NdSmEu/EuGdTb分離工段的洗滌劑。
[0074] 4)NdSm/Eu 分離工段
[0075] 第四步為NdSm/Eu分餾萃取分離工段，實現(xiàn)NdSm/Eu分離。皂化率為0.36的稀土皂 化P507有機相II從NdSm/Eu分餾萃取體系第1級進入，來自第一步的NdSmEu料液從NdSm/Eu 分餾萃取體系第12級進入，來自第五步Eu/GdTb分離工段的第1級萃余水相作為洗滌劑從第 35進入NdSm/Eu分餾萃取體系。從NdSm/Eu分餾萃取體系第1級萃余水相獲得分離產(chǎn)品富釹 釤，該富釹釤中釹的相對純度為7.07 %、釤的相對純度為91.93% ;從NdSm/Eu分餾萃取體系 的第35級獲得負載Eu有機相，負載Eu有機相用作第五步Eu/GdTb分離的稀土皂化有機相，全 部進入第五步Eu/GdTb分離工段的第1級。
[0076] NdSm/Eu分餾萃取分離工段：歸一化萃取量S = 4.453226，歸一化洗滌量W = 3.968358。萃取量:NdSmEu料液:洗滌量=4.453226:1:3.968358(稀土離子摩爾比）。萃取段 萃取比為0.896317,洗滌段萃取比為1.122184。
[0077] 本工段專用的皂化率為0.36的P507稀土皂化有機相II，采用通用方法皂化。
[0078] 5)Eu/GdTb 分離工段
[0079]第五步為有機進料Eu/GdTb分餾萃取分離工段，實現(xiàn)Eu/GdTb分離。來自第四步的 負載Eu有機相從Eu/GdTb分餾萃取體系第1級進入，來自第一步的負載EuGdTb有機相從Eu/ GdTb分餾萃取體系第55級進入，鹽酸濃度為2. Omol/L的洗滌酸從第88級進入Eu/GdTb分餾 萃取體系。從Eu/GdTb分餾萃取體系第1級萃余水相獲得分離產(chǎn)品4N級高純銪;從Eu/GdTb分 餾萃取體系的第88級獲得釓的相對純度為85.42%、鋱的相對純度為5.93%的負載富釓鋱 有機相。該負載富釓鋱有機相，轉(zhuǎn)入反萃段進行反萃處理。
[0080]有機進料Eu/GdTb分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 5.197241，歸一化洗滌量W =5.486970。萃取量：負載EuGdTb有機相料液:洗滌量=5.197241:1:5.486970 (稀土離子摩 爾比）。萃取段萃取比為0.947197，洗滌段萃取比為1.129447。
[0081 ]第五步中所述的分離產(chǎn)品4N級高純銪中銪的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為 0.99990,收率為 91.72 %。
[0082]經(jīng)過以上步驟，最終獲得三種分離產(chǎn)品分別為：相對純度為99.990%、收率為 91.72%的銪產(chǎn)品，由第五步有機進料Eu/GdTb分餾萃取分離工段獲得；釹釤相對純度為 99.00%的富釹釤產(chǎn)品，由第四步NdSm/Eu分餾萃取分離工段獲得;釓鋱相對純度為91.35% 的富釓鋱有機相，由第五步有機進料Eu/GdTb分餾萃取分離工段獲得。
【主權(quán)項】
1. 一種溶劑萃取法制備4N級銪的工藝方法，其特征在于：所述的工藝方法以P507為萃 取劑、銪的相對純度40%~90%氯化銪溶液為料液，包括5個步驟，其中3個分離步驟和2個輔 助步驟;3個分離步驟分別為NdSmEu/EuGdTb分離工段、NdSm/Eu分離和Eu/GdTb分離，2個輔 助步驟分別為濃縮工段和萃酸工段;NdSm/Eu分離工段與Eu/GdTb分離工段串聯(lián);步驟具體 如下： 1 )NdSmEu/EuGdTb 分離工段 皂化率為〇 . 36的稀土皂化P507有機相?從NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系第一級進 入，銪的相對純度40%~90%氯化銪料液從NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系進料級進入，來 自第三步萃酸工段的萃余水相氯化銪釓鋱溶液作為洗滌劑從最后一級進入NdSmEu/EuGdTb 滿載分餾萃取體系；從NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系第一級萃余水相獲得NdSmEu料液， 用作第四步NdSm/Eu分離工段的原料;從NdSmEu/EuGdTb滿載分餾萃取體系的最后一級獲得 負載EuGdTb有機相，以稀土摩爾數(shù)計，其中86.7562%~92.3671%直接進入第二步的濃縮工 段，其余13.2438%~7.6329%用作第五步Eu/GdTb分離工段的原料； 所述的氯化銪料液的稀土濃度為0.5 mol/L~1.5 mol/L，其中銪的摩爾濃度與稀土摩 爾濃度之比為0.4~0.9，pH值范圍為2~4; 所述的皂化率為〇. 36的P507稀土皂化有機相i是指NdSmEu/EuGdTb分離工段專用有機 相，采用通用方法皂化； 2) 濃縮工段 負載EuGdTb有機相的濃縮采用濃度為3.9 mol/L~4.2 mol/L鹽酸，逆流反萃負載 EuGdTb有機相中的稀土 EuGdTb;控制鹽酸的摩爾數(shù)與負載EuGdTb有機相中的稀土摩爾數(shù)之 比為5.0:1~5.4:1;從濃縮工段的反萃余水相獲得的含酸氯化銪釓鋱溶液，全部轉(zhuǎn)入第三 步萃酸工段； 3) 萃酸工段 萃酸有機相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6 mol/L，磷酸 三丁酯的濃度為0.4 mol/L;控制萃酸有機相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化銪釓鋱溶液中的 殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，8級逆流萃取除去含酸氯化銪釓鋱溶液中的殘余鹽酸;萃酸工 段出口有機相為負載鹽酸N235有機相;萃酸工段出口萃余水相氯化銪釓鋱溶液全部用作第 一步NdSmEu/EuGdTb分離工段的洗滌劑； 4. NdSm/Eu分離工段 皂化率為〇. 36的稀土皂化P507有機相II從NdSm/Eu分餾萃取體系第一級進入，來自第一 步的NdSmEu料液從NdSm/Eu分餾萃取體系進料級進入，來自第五步Eu/GdTb分離工段的第一 級萃余水相作為洗滌劑從最后一級進入NdSm/Eu分餾萃取體系；從NdSm/Eu分餾萃取體系第 一級萃余水相獲得分離產(chǎn)品釹釤溶液;從NdSm/Eu分餾萃取體系的最后一級獲得負載Eu有 機相，該負載Eu有機相用作第五步Eu/GdTb分離的稀土皂化有機相，全部進入第五步Eu/ GdTb分離工段的第一級； 所述的皂化率為0.36的P507稀土皂化有機相II是指NdSm/Eu分餾萃取分離工段專用 P507有機相，采用通用方法皂化； 5. Eu/GdTb分離工段 來自第四步的負載Eu有機相從Eu/GdTb分餾萃取體系第一級進入，來自第一步的負載 EuGdTb有機相從Eu/GdTb分餾萃取體系進料級進入，洗滌酸從最后一級進入Eu/GdTb分餾萃 取體系；從Eu/GdTb分餾萃取體系第一級萃余水相獲得分離產(chǎn)品4N級高純銪;從Eu/GdTb分 餾萃取體系的最后一級獲得負載釓鋱有機相； 所述的洗滌酸為1.8 mol/L~2.0 mol/L鹽酸； 所述的分離產(chǎn)品4N級高純銪中銪的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為0.99990~0.99995,相 對純度為99.990% ~99.995%，收率為91.72% ~98.77%; 所述的P507有機相為P507的磺化煤油溶液，其中P507濃度為0.5 mol/L~1.5 mol/L。
【文檔編號】C22B3/38GK105925803SQ201610319004
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】鐘學(xué)明
【申請人】南昌航空大學(xué)