一種溶劑萃取法制備5n鐿的工藝流程的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一種溶劑萃取法制備5N鐿的工藝流程，以2N～3N級氯化鐿為料液，酸性膦試劑C272為萃取劑，TBP為萃取有機(jī)相添加劑，包括12個(gè)步驟，其中3個(gè)分離步驟和5個(gè)輔助步驟；3個(gè)分離步驟分別為YErTmYb/YbLu分離工段、YErTm/Yb分離工段和Yb/Lu分離工段；5個(gè)輔助步驟分別為濃縮工段、萃酸工段、皂化工段、反萃工段和皂化工段。YErTm/Yb分離與Yb/Lu分離串聯(lián)。本發(fā)明可以獲得相對純度為99.9990%～99.9995%的5N級高純鐿產(chǎn)品，其產(chǎn)率達(dá)到93.99%～98.17%。本發(fā)明具有鐿產(chǎn)品純度高、鐿產(chǎn)品產(chǎn)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(diǎn)。
【專利說明】
一種溶劑萃取法制備5N鐿的工藝流程
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種溶劑萃取法制備5N鐿的工藝流程，特別是涉及以2N?3N級氯化鐿溶液為料液，二(2，4，4_三甲基戊基)膦酸(簡稱C272或Cyanex272)為萃取劑，制備純度彡99.999%鐿產(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]鐿是廣泛用于熒光材料、磁泡材料、激光材料、光學(xué)玻璃材料等高科技領(lǐng)域。鐿產(chǎn)品的純度是影響相關(guān)鐿材料的性能和功能的關(guān)鍵因素之一，因此提高鐿產(chǎn)品純度有著重要的實(shí)際意義。相對純度(即稀土相對純度，時(shí)常簡稱為純度)為99.999% (簡稱5N)的鐿產(chǎn)品是制備高性能鐿材料的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。
[0003]1995年，嚴(yán)純?nèi)A發(fā)明了以JS為萃取劑制備純度為99%?99.9%鐿產(chǎn)品的萃取分離新方法(嚴(yán)純?nèi)A等，銩、鐿、镥的溶劑萃取分離新體系，中國專利，1995,95117986.1)。2007年，楊鳳麗等提出采用C272與P507復(fù)合萃取劑制備了 4N(99.99%)級純鐿的分離流程(楊鳳麗等，銩鐿镥富集物萃取分離優(yōu)化工藝與傳統(tǒng)工藝分析比較，江西理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2007年，第28卷第3期第6?9頁)。2011年，申請?zhí)枮?01110408624.3的中國專利提出采用恒溫技術(shù)來控制溶劑萃取鐿的萃取溫度。
[0004]1974年，復(fù)旦大學(xué)采用高溫離子色層法制備了純度達(dá)到99.8%的氧化鐿(氧化鐿提鐿小組，高溫離子交換法提純氧化鐿，復(fù)旦學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，1974年，第Zl期第58?65頁)。1985年，申請?zhí)枮镃N85101874A的中國專利采用萃淋樹脂色層法制備4N5(99.95%)級的純鐿產(chǎn)品。1996年，鄧佐國等采用萃淋樹脂色層法從還原渣中提取了純度為3N5(99.5%)級的鐿產(chǎn)品(鄧佐國等，由還原渣提取高純氧化鐿和氧化镥新工藝研究，江西有色金屬，1996年，第10卷第2期第30?34頁)。2000年，李義久等以3N級氧化鐿為原料采用柱色層法制備了純度為4N5級高純氧化鐿(李義久等，高純氧化鐿的分離制備研究，無機(jī)鹽工業(yè)，2000年，第32卷第2期第4?5頁)。
[0005]不難看出，迄今未見采用溶劑萃取法直接制備5N級高純鐿產(chǎn)品的報(bào)道。
[0006]溶劑萃取法具有產(chǎn)品產(chǎn)率高、生產(chǎn)規(guī)模大、化工試劑消耗少、自動(dòng)化程度高、操作簡便、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。毫無疑問，溶劑萃取法理應(yīng)是制備5N鐿產(chǎn)品的首選方法。目前，稀土溶劑萃取分離生產(chǎn)工藝中鐿產(chǎn)品的相對純度為99%?99.9% (即鐿的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比)，主要雜質(zhì)是釔、鉺、銩和镥。本發(fā)明結(jié)合溶劑萃取分離生產(chǎn)鐿的實(shí)際，以2N?3N級氯化鐿為料液，采用新的稀土皂化技術(shù)、滿載萃取技術(shù)、濃縮技術(shù)、以及分離流程的優(yōu)化等來提高鐿產(chǎn)品的純度，從而建立以C272為萃取劑、分餾萃取為核心技術(shù)的制備5N鐿產(chǎn)品的分離工藝。
[0007]在分離工藝中，評價(jià)離子交換樹脂的重要技術(shù)指標(biāo)是有效交換容量。有效交換容量有時(shí)簡稱交換容量。陰離子離子交換樹脂的有效交換容量是指每kg干樹脂有效交換一價(jià)陰離子的摩爾數(shù)。順便說明一下，一定質(zhì)量的干樹脂的總交換量通過以下公式來計(jì)算:
[0008]n=mXQ (I)
[0009]式(I)中，111為干樹脂的質(zhì)量，其單位為kg;Q為樹脂的有效交換容量，其單位為mo I/kg;n為總交換量，其單位為mol。由式(I)可知，總交換量是指給定樹脂質(zhì)量m時(shí)的最大有效交換量。實(shí)際上，總交換量就是給定樹脂質(zhì)量m時(shí)的最大交換摩爾數(shù)，因此總交換量也稱為總交換摩爾數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是針對至今未有溶劑萃取制備5N鐿產(chǎn)品的分離工藝，建立一種以2N?3N級氯化鐿溶液為原料制備5N鐿的分餾萃取分離工藝流程。
[0011 ]本發(fā)明一種溶劑萃取法制備5N鐿的工藝流程，以2N?3N級氯化鐿為料液，酸性膦試劑C272為萃取劑，TBP為萃取有機(jī)相添加劑，包括12個(gè)步驟，其中3個(gè)分離步驟和5個(gè)輔助步驟;3個(gè)分離步驟分別為YErTmYb/YbLu分離工段、YErTm/Yb分離工段和Yb/Lu分離工段;5個(gè)輔助步驟分別為濃縮工段、萃酸工段、皂化工段1、反萃工段和皂化工段11。YErTm/Yb分離與Yb/Lu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;反萃工段通常簡稱為反萃段;皂化工段通常簡稱為皂化段。12個(gè)步驟具體如下:
[0012]I) YErTmYb/YbLu 分離工段
[0013]第一步為YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)YErTmYb/YbLu分離。來自第四步的稀土皂化C272有機(jī)相從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系第一級進(jìn)入，2N?3N級氯化鐿料液從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系進(jìn)料級進(jìn)入，來自第三步萃酸工段的萃余水相氯化鐿镥溶液作為洗滌劑從最后一級進(jìn)入YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系;從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系第一級萃余水相獲得YErTmYb料液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中82.5779%?82.6561 %用于第四步稀土皂化工段I，其余17.4221 %?17.3439%用作第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段的料液;從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系的最后一級獲得負(fù)載YbLu有機(jī)相，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中91.2542 %?91.3406 %直接進(jìn)入第二步的濃縮工段，其余8.7458 %?8.6594%用作第六步Y(jié)b/Lu分離工段的原料。
[OOM]所述的氯化鐿料液的稀土濃度為0.6mol/L?1.0mol/L，其中鐿的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比為0.99?0.999，pH值范圍為3?5。
[0015]2)濃縮工段
[0016]第二步為濃縮工段，實(shí)現(xiàn)第一步的負(fù)載YbLu有機(jī)相的濃縮。負(fù)載YbLu有機(jī)相的濃縮采用濃度為3.0mol/L?3.2mol/L鹽酸，逆流反萃負(fù)載YbLu有機(jī)相中的稀土YbLu;控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載YbLu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為3.9:1?4.2:1;從濃縮工段的反萃余水相獲得的含酸氯化鐿镥溶液全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段。
[0017]3)萃酸工段
[0018]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鐿镥溶液中的殘余鹽酸。萃酸有機(jī)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。控制萃酸有機(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化鐿镥溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級逆流萃取除去含酸氯化鐿镥溶液中的殘余鹽酸。萃酸工段出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段出口萃余水相氯化鐿镥溶液全部用作第一步Y(jié)ErTmYb/YbLu分離工段的洗滌劑。
[0019]4)皂化工段I
[0020]第四步為C272稀土皂化工段I，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼碜缘谝徊降腨ErTmYb料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相對氯離子的總交換摩爾數(shù)與YErTmYb料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入C272萃取有機(jī)相，來自第一步的YErTmYb料液，相對氯離子的有效交換容量為4mol/kg?6mol/kg及平均粒徑為0.4mm?0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙稀陰離子交換樹脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30%。第四步皂化工段I所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第一步Y(jié)ErTmYb/YbLu分離工段。
[0021]所述的C272萃取有機(jī)相為C272與TBP的磺化煤油溶液，其中C272濃度為0.6mol/L?1.2mol/L，TBP的濃度為0.4mol/L?0.60mol/L。
[0022]5) YEr Tm/Yb 分離工段
[0023]第五步為YErTm/Yb分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)YErTm/Yb分離。來自第八步的稀土皂化C272有機(jī)相從YErTm/Yb分餾萃取體系第一級進(jìn)入，來自第一步的YErTmYb料液從YErTm/Yb分餾萃取體系進(jìn)料級進(jìn)入，來自第六步Y(jié)b/Lu分離工段的第一級萃余水相作為洗滌劑從最后一級進(jìn)入YErTm/Yb分餾萃取體系;從YErTm/Yb分餾萃取體系第一級萃余水相獲得分離產(chǎn)品富釔鉺銩料液;從YErTm/Yb分餾萃取體系的最后一級獲得負(fù)載Yb有機(jī)相，該負(fù)載Yb有機(jī)相用作第六步Y(jié)b/Lu分離工段的稀土皂化有機(jī)相，全部進(jìn)入第六步Y(jié)b/Lu分離工段的第一級。
[0024]6)Yb/Lu 分離工段
[0025]第六步為有機(jī)進(jìn)料Yb/Lu分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Yb/Lu分離。來自第五步的負(fù)載Yb有機(jī)相從Yb/Lu分餾萃取體系第一級進(jìn)入，來自第一步的負(fù)載YbLu有機(jī)相從Yb/Lu分餾萃取體系進(jìn)料級進(jìn)入，洗滌酸從最后一級進(jìn)入Yb/Lu分餾萃取體系；從Yb/Lu分餾萃取體系第一級萃余水相獲得分離產(chǎn)品5N級高純鐿;從Yb/Lu分餾萃取體系的最后一級獲得負(fù)載富Lu有機(jī)相，該負(fù)載富Lu有機(jī)相全部進(jìn)入第七步反萃工段。
[0026]所述的洗滌酸為1.5mol/L?1.7mol/L鹽酸；
[0027]所述的分離產(chǎn)品5N級高純鐿中鐿的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為0.999990?
0.999995，相對純度為99.9990%?99.9995%，產(chǎn)率為93.99%?98.17%。
[0028]7)反萃工段
[0029]第七步為反萃工段，實(shí)現(xiàn)負(fù)載富Lu有機(jī)相的反萃取。采用濃度為3.6mol/L?
3.9mol/L鹽酸為反萃酸，逆流反萃負(fù)載富Lu有機(jī)相中的稀土元素;控制反萃鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載富Lu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.3:1?4.5:1;從反萃工段的反萃余水相獲得分離產(chǎn)品富镥。
[0030]8)皂化工段II
[0031]第八步為C272稀土皂化工段II，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼碜缘谖宀降母会愩s銩料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相對氯離子的總交換摩爾數(shù)與富釔鉺銩料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入C272萃取有機(jī)相，來自第五步的富釔鉺銩料液，相對氯離子的有效交換容量為4mol/kg?6mol/kg及平均粒徑為0.4mm?0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙稀陰離子交換樹脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30 %。第八步皂化工段II所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段。
[0032]所述的C272萃取有機(jī)相為C272與TBP的磺化煤油溶液，其中C272濃度為0.6mol/L?1.2mol/L，TBP的濃度為0.4mol/L?0.60mol/L。
[0033]所述的YEr Tm/Yb分離與Yb/Lu分離串聯(lián)。
[0034]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明不僅完全保留了分餾萃取的優(yōu)點(diǎn)，而且對分離工段進(jìn)行了優(yōu)化。因此，本發(fā)明具有鐿產(chǎn)品純度高、鐿產(chǎn)品產(chǎn)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(diǎn)。
【附圖說明】
[0035]圖1:本發(fā)明的萃取分離工藝流程圖；
[0036]圖1中，皂化段為皂化工段的簡稱;萃酸段為萃酸工段的簡稱;濃縮段為濃縮工段的簡稱;反萃段為反萃工段的簡稱。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明所述的一種溶劑萃取法制備5N鐿的工藝流程作進(jìn)一步描述。
[0038]實(shí)施例1
[0039]I) YErTmYb/YbLu 分離工段
[0040]第一步為YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)YErTmYb/YbLu分離。來自第四步的皂化率為0.30的C272稀土皂化有機(jī)相從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系第I級進(jìn)入，pH值為4、稀土濃度為0.80mol/L、鐿的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比為0.995的氯化鐿料液從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系第38級進(jìn)入，來自第三步萃酸工段的萃余水相氯化鐿镥溶液作為洗滌劑從第47級進(jìn)入YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系。從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系第I級萃余水相獲得YErTmYb料液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中82.6561%用于第四步皂化工段I，其余17.3439 %用作第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段的料液;從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系的第47級獲得負(fù)載YbLu有機(jī)相，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中91.2542%直接進(jìn)入第二步的濃縮工段，其余8.7458 %用作第六步Y(jié)b/Lu分離工段的原料。
[0041 ] YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 3.363724，歸一化洗滌量W= 3.069541。萃取量:氯化鐿料液:洗滌量=3.363724:1:3.069541 (稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.826561，洗滌段萃取比為1.095840。
[0042]2)濃縮工段
[0043]第二步為濃縮工段，實(shí)現(xiàn)第一步的負(fù)載YbLu有機(jī)相的濃縮。負(fù)載YbLu有機(jī)相的濃縮采用濃度為3.lmol/L的鹽酸，11級逆流反萃負(fù)載YbLu有機(jī)相中的稀土YbLu;控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載YbLu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.0:1。從濃縮工段的反萃余水相獲得的含酸氯化鐿镥溶液全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段。
[0044]3)萃酸工段
[0045]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鐿镥溶液中的殘余鹽酸。萃酸有機(jī)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(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化鐿镥溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級逆流萃取除去含酸氯化鐿镥溶液中的殘余鹽酸。萃酸工段出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段出口萃余水相氯化鐿镥溶液全部用作第一步Y(jié)ErTmYb/YbLu分離工段的洗滌劑。
[0046]4)皂化工段I
[0047]第四步為C272稀土皂化工段I，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼碜缘谝徊降腨ErTmYb料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相對氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與YErTmYb料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1，在皂化反應(yīng)器中加入含有1.0mol/L C272、0.50mol/L TBP的磺化煤油溶液，來自第一步的YErTmYb料液，相對氯離子的有效交換容量為5mol/kg及平均粒徑為0.5mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30 %。第四步皂化工段I所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第一步Y(jié)ErTmYb/YbLu分離工段。
[0048]5) YEr Tm/Yb 分離工段
[0049]第五步為YErTm/Yb分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)YErTm/Yb分離。來自第八步的稀土皂化C272有機(jī)相從YErTm/Yb分餾萃取體系第I級進(jìn)入，來自第一步的YErTmYb料液從YErTm/Yb分餾萃取體系第13級進(jìn)入，來自第六步Y(jié)b/Lu分離工段的第I級萃余水相作為洗滌劑從第48級進(jìn)入YErTm/Yb分餾萃取體系。從YErTm/Yb分餾萃取體系第I級萃余水相獲得分離產(chǎn)品皂富釔鉺銩，該富釔鉺銩中釔的相對純度為1.33%，該富釔鉺銩中鉺的相對純度為2.00 %，該富釔鉺銩中銩的相對純度為6.66%;從YErTm/Yb分餾萃取體系的第48級獲得負(fù)載Yb有機(jī)相，該負(fù)載Yb有機(jī)相用作第六步Y(jié)b/Lu分離工段的稀土皂化有機(jī)相，全部進(jìn)入第六步Y(jié)b/Lu分離工段的第I級。
[0050]YErTm/Yb分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S= 1.554239，歸一化洗滌量W =
0.575477 ο萃取量:YErTmYb料液:洗滌量=1.554239:1:0.575477稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.986520，洗滌段萃取比為2.700783。
[0051 ] 6)Yb/Lu 分離工段
[0052]第六步為有機(jī)進(jìn)料Yb/Lu分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Yb/Lu分離。來自第五步的負(fù)載Yb有機(jī)相從Yb/Lu分餾萃取體系第I級進(jìn)入，來自第一步的負(fù)載YbLu有機(jī)相從Yb/Lu分餾萃取體系第48級進(jìn)入，鹽酸濃度為1.6mol/L的洗滌酸從第56級進(jìn)入Yb/Lu分饋萃取體系。從Yb/Lu分餾萃取體系第I級萃余水相獲得分離產(chǎn)品5N級高純鐿;從Yb/Lu分餾萃取體系的第56級獲得負(fù)載富Lu有機(jī)相，該負(fù)載富Lu有機(jī)相全部進(jìn)入第七步反萃工段。
[0053]有機(jī)進(jìn)料Yb/Lu分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S= 3.774852，歸一化洗滌量W =4.655911 ο萃取量:負(fù)載YbLu有機(jī)相料液:洗滌量=3.774852:1:4.655911 (稀土離子摩爾比)ο萃取段萃取比為0.810765，洗滌段萃取比為1.025546。
[0054]第六步中所述的分離產(chǎn)品5N級高純鐿中鐿的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為
0.999993，產(chǎn)率為94.67%。
[0055]7)反萃工段
[0056]第七步為反萃工段，實(shí)現(xiàn)負(fù)載富Lu有機(jī)相的反萃取。采用濃度為3.8mol/L的鹽酸為反萃酸，11級逆流反萃負(fù)載富Lu有機(jī)相中的稀土元素;控制反萃鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載富Lu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.4:1;從反萃工段的反萃余水相獲得分離產(chǎn)品富镥，該富镥產(chǎn)品中镥的相對純度為8.14%。
[0057]8)皂化工段II
[0058]第八步為C272稀土皂化工段II，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼碜缘谖宀降腨ErTmYb料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相對氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與富釔鉺銩料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入含有1.0mol/L C272、0.50mol/L TBP的磺化煤油溶液，來自第五步的富釔鉺銩料液，相對氯離子的有效交換容量為5mol/kg及平均粒徑為0.5mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相。放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30 %。第八步皂化工段II所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段。
[0059]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99.9993%、產(chǎn)率為94.67%的鐿產(chǎn)品，由第六步有機(jī)進(jìn)料Yb/Lu分離工段獲得;釔鉺銩相對純度為9.99%的富釔鉺銩產(chǎn)品，由第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段獲得;镥相對純度為8.14%的富镥產(chǎn)品，由第七步反萃取工段獲得。
[0060]實(shí)施例2
[0061 ] I) YErTmYb/YbLu 分離工段
[0062]第一步為YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)YErTmYb/YbLu分離。來自第四步的皂化率為0.30的C272稀土皂化有機(jī)相從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系第I級進(jìn)入，pH值為5、稀土濃度為0.6mol/L、鐿的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比為0.999的氯化鐿料液從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系第29級進(jìn)入，來自第三步萃酸工段的萃余水相氯化鐿镥溶液作為洗滌劑從第37級進(jìn)入YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系。從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系第I級萃余水相獲得YErTmYb料液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中82.5987%用于第四步皂化工段I，其余17.4013%用作第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段的料液;從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系的第37級獲得負(fù)載YbLu有機(jī)相，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中91.3177 %直接進(jìn)入第二步的濃縮工段，其余8.623 %用作第六步Y(jié)b/Lu分離工段的原料。
[0063]YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 3.361386，歸一化洗滌量W= 3.069541。萃取量:氯化鐿料液:洗滌量= 3.361386:1:3.069541(稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.825987，洗滌段萃取比為1.095078。
[0064]2)濃縮工段
[0065]第二步為濃縮工段，實(shí)現(xiàn)第一步的負(fù)載YbLu有機(jī)相的濃縮。負(fù)載YbLu有機(jī)相的濃縮采用濃度為3.0mol/L的鹽酸，12級逆流反萃負(fù)載YbLu有機(jī)相中的稀土YbLu ；控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載YbLu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為3.9:1。從濃縮工段的反萃余水相獲得的含酸氯化鐿镥溶液全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段。
[0066]3)萃酸工段
[0067]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鐿镥溶液中的殘余鹽酸。萃酸有機(jī)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(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化鐿镥溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級逆流萃取除去含酸氯化鐿镥溶液中的殘余鹽酸。萃酸工段出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段出口萃余水相氯化鐿镥溶液全部用作第一步Y(jié)ErTmYb/YbLu分離工段的洗滌劑。
[0068]4)皂化工段I
[0069]第四步為C272稀土皂化工段I，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼碜缘谝徊降腨ErTmYb料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相對氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與YErTmYb料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入含有0.6mol/L C272、0.40mol/L TBP的磺化煤油溶液，來自第一步的YErTmYb料液，相對氯離子的有效交換容量為4mol/kg及平均粒徑為0.4mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30%。第四步皂化工段I所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第一步Y(jié)ErTmYb/YbLu分離工段。
[0070]5) YEr Tm/Yb 分離工段
[0071]第五步為YErTm/Yb分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)YErTm/Yb分離。來自第八步的稀土皂化C272有機(jī)相從YErTm/Yb分餾萃取體系第I級進(jìn)入，來自第一步的YErTmYb料液從YErTm/Yb分餾萃取體系第15級進(jìn)入，來自第六步Y(jié)b/Lu分離工段的第I級萃余水相作為洗滌劑從第47級進(jìn)入YErTm/Yb分餾萃取體系。從YErTm/Yb分餾萃取體系第I級萃余水相獲得分離產(chǎn)品皂富釔鉺銩，該富釔鉺銩中釔的相對純度為1.20 %，該富釔鉺銩中鉺的相對純度為1.20 %，該富釔鉺銩中銩的相對純度為3.59%;從YErTm/Yb分餾萃取體系的第47級獲得負(fù)載Yb有機(jī)相，該負(fù)載Yb有機(jī)相用作第六步Y(jié)b/Lu分離工段的稀土皂化有機(jī)相，全部進(jìn)入第六步Y(jié)b/Lu分離工段的第I級。
[0072]YErTm/Yb分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S= 1.549354，歸一化洗滌量W =
0.556401。萃取量:YErTmYb料液:洗滌量=1.549354:1:0.556401 (稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.995473，洗滌段萃取比為2.784601。
[0073]6)Yb/Lu 分離工段
[0074]第六步為有機(jī)進(jìn)料Yb/Lu分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Yb/Lu分離。來自第五步的負(fù)載Yb有機(jī)相從Yb/Lu分餾萃取體系第I級進(jìn)入，來自第一步的負(fù)載YbLu有機(jī)相從Yb/Lu分餾萃取體系第42級進(jìn)入，鹽酸濃度為1.5mol/L的洗滌酸從第55級進(jìn)入Yb/Lu分饋萃取體系。從Yb/Lu分餾萃取體系第I級萃余水相獲得分離產(chǎn)品5N級高純鐿;從Yb/Lu分餾萃取體系的第55級獲得負(fù)載富Lu有機(jī)相，該負(fù)載富Lu有機(jī)相全部進(jìn)入第七步反萃工段。
[0075]有機(jī)進(jìn)料Yb/Lu分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S= 3.774852，歸一化洗滌量W =
4.740655 ο萃取量:負(fù)載YbLu有機(jī)相料液:洗滌量=3.774852:1:4.740655(稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.796272，洗滌段萃取比為1.007214。
[0076]第六步中所述的分離產(chǎn)品5N級高純鐿中鐿的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為
0.999995，產(chǎn)率為 98.17%。
[0077]7)反萃工段
[0078]第七步為反萃工段，實(shí)現(xiàn)負(fù)載富Lu有機(jī)相的反萃取。采用濃度為3.6mol/L的鹽酸為反萃酸，12級逆流反萃負(fù)載富Lu有機(jī)相中的稀土元素;控制反萃鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載富Lu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.3:1。從反萃工段的反萃余水相獲得分離產(chǎn)品富镥，該富镥產(chǎn)品中镥的相對純度為4.55 %。
[0079]8)皂化工段II
[0080]第八步為C272稀土皂化工段II，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼碜缘谖宀降母会愩s銩料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相對氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與富釔鉺銩料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入含有0.6mol/L C272、0.40mol/L TBP的磺化煤油溶液，來自第五步的富釔鉺銩料液，相對氯離子的有效交換容量為4mol/kg及平均粒徑為0.4mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相。放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30 %。第八步皂化工段II所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段。
[0081 ] 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99.9995%、產(chǎn)率為98.17%的鐿產(chǎn)品，由第六步有機(jī)進(jìn)料Yb/Lu分離工段獲得;釔鉺銩相對純度為5.99%的富釔鉺銩產(chǎn)品，由第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段獲得;镥相對純度為4.55%的富镥產(chǎn)品，由第七步反萃取工段獲得。
[0082]實(shí)施例3
[0083]I) YErTmYb/YbLu 分離工段
[0084]第一步為YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)YErTmYb/YbLu分離。來自第四步的皂化率為0.30的C272稀土皂化有機(jī)相從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系第I級進(jìn)入，pH值為3、稀土濃度為1.0mol/L、鐿的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比為0.99的氯化鐿料液從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系第39級進(jìn)入，來自第三步萃酸工段的萃余水相氯化鐿镥溶液作為洗滌劑從第49級進(jìn)入YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系。從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系第I級萃余水相獲得YErTmYb料液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中82.5779%用于第四步皂化工段I，其余17.4221 %用作第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段的料液;從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系的第49級獲得負(fù)載YbLu有機(jī)相，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中91.3406 %直接進(jìn)入第二步的濃縮工段，其余8.6594%用作第六步Y(jié)b/Lu分離工段的原料。
[0085]YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 3.360542，歸一化洗滌量W= 3.069541。萃取量:氯化鐿料液:洗滌量=3.360542:1:3.069541 (稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.825779，洗滌段萃取比為1.094803。
[0086]2)濃縮工段
[0087]第二步為濃縮工段，實(shí)現(xiàn)第一步的負(fù)載YbLu有機(jī)相的濃縮。負(fù)載YbLu有機(jī)相的濃縮采用濃度為3.2mol/L的鹽酸，10級逆流反萃負(fù)載YbLu有機(jī)相中的稀土 YbLu;控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載YbLu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.2:1。從濃縮工段的反萃余水相獲得的含酸氯化鐿镥溶液全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段。
[0088]3)萃酸工段
[0089]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鐿镥溶液中的殘余鹽酸。萃酸有機(jī)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(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化鐿镥溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級逆流萃取除去含酸氯化鐿镥溶液中的殘余鹽酸。萃酸工段出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段出口萃余水相氯化鐿镥溶液全部用作第一步Y(jié)ErTmYb/YbLu分離工段的洗滌劑。
[0090]4)皂化工段I
[0091]第四步為C272稀土皂化工段I，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼碜缘谝徊降腨ErTmYb料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相對氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與YErTmYb料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入含有1.2mol/L C272、0.60mol/L TBP的磺化煤油溶液，來自第一步的YErTmYb料液，相對氯離子的有效交換容量為6mol/kg及平均粒徑為0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30%。第四步皂化工段I所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第一步Y(jié)ErTmYb/YbLu分離工段。
[0092]5) YEr Tm/Yb 分離工段
[0093]第五步為YErTm/Yb分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)YErTm/Yb分離。來自第八步的稀土皂化C272有機(jī)相從YErTm/Yb分餾萃取體系第I級進(jìn)入，來自第一步的YErTmYb料液從YErTm/Yb分餾萃取體系第12級進(jìn)入，來自第六步Y(jié)b/Lu分離工段的第I級萃余水相作為洗滌劑從第51進(jìn)入YErTm/Yb分餾萃取體系。從YErTm/Yb分餾萃取體系第I級萃余水相獲得分離產(chǎn)品皂富釔鉺銩，該富釔鉺銩中釔的相對純度為4.00%,該富釔鉺銩中鉺的相對純度為4.00%,該富釔鉺銩中銩的相對純度為11.99%;從YErTm/Yb分餾萃取體系的第51級獲得負(fù)載Yb有機(jī)相，該負(fù)載Yb有機(jī)相用作第六步Y(jié)b/Lu分離工段的稀土皂化有機(jī)相，全部進(jìn)入第六步Y(jié)b/Lu分離工段的第I級。
[0094]YErTm/Yb分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S= 1.521147，歸一化洗滌量W =
0.556401 ο萃取量:YErTmYb料液:洗滌量= 1.521147:1:0.556401 (稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.977349，洗滌段萃取比為2.733905。
[0095]6)Yb/Lu 分離工段
[0096]第六步為有機(jī)進(jìn)料Yb/Lu分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Yb/Lu分離。來自第五步的負(fù)載Yb有機(jī)相從Yb/Lu分餾萃取體系第I級進(jìn)入，來自第一步的負(fù)載YbLu有機(jī)相從Yb/Lu分餾萃取體系第50級進(jìn)入，鹽酸濃度為1.7mol/L的洗滌酸從第59級進(jìn)入Yb/Lu分餾萃取體系。從Yb/Lu分餾萃取體系第I級萃余水相獲得分離產(chǎn)品5N級高純鐿;從Yb/Lu分餾萃取體系的第59級獲得負(fù)載富Lu有機(jī)相，該負(fù)載富Lu有機(jī)相全部進(jìn)入第七步反萃工段。
[0097]有機(jī)進(jìn)料Yb/Lu分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S= 3.774852，歸一化洗滌量W =4.660327ο萃取量:負(fù)載YbLu有機(jī)相料液:洗滌量=3.774852:1:4.660327(稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.809997，洗滌段萃取比為1.024574。
[0098]第六步中所述的分離產(chǎn)品5N級高純鐿中鐿的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為
0.999990，產(chǎn)率為93.99%。
[0099]7)反萃工段
[0100]第七步為反萃工段，實(shí)現(xiàn)負(fù)載富Lu有機(jī)相的反萃取。采用濃度為3.9mol/L的鹽酸為反萃酸，10級逆流反萃負(fù)載富Lu有機(jī)相中的稀土元素;控制反萃鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載富Lu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.5:1。從反萃工段的反萃余水相獲得分離產(chǎn)品富镥，該富镥產(chǎn)品中镥的相對純度為11.25%。
[0101]8)皂化工段II
[0102]第八步為C272稀土皂化工段II，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼碜缘谖宀降母会愩s銩料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相對氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與富釔鉺銩料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入含有1.211101/1 C272、0.60mol/L TBP的磺化煤油溶液，來自第五步的富釔鉺銩料液，相對氯離子的有效交換容量為6mol/kg及平均粒徑為0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相。放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30 %。第八步皂化工段II所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段。
[0103]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99.9990%、產(chǎn)率為93.99%的鐿產(chǎn)品，由第六步有機(jī)進(jìn)料Yb/Lu分離工段獲得;釔鉺銩相對純度為19.99%的富釔鉺銩產(chǎn)品，由第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段獲得;镥相對純度為11.25%的富镥產(chǎn)品，由第七步反萃取工段獲得。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種溶劑萃取法制備5N鐿的工藝流程，其特征在于:所述的工藝以2N?3N級氯化鐿為料液，酸性膦試劑C272為萃取劑，TBP為萃取有機(jī)相添加劑，包括12個(gè)步驟，其中3個(gè)分離步驟和5個(gè)輔助步驟;3個(gè)分離步驟分別為YErTmYb/YbLu分離工段、YErTm/Yb分離工段和Yb/Lu分離工段;5個(gè)輔助步驟分別為濃縮工段、萃酸工段、皂化工段1、反萃工段和皂化工段II;12個(gè)步驟具體如下: I )YErTmYb/YbLu 分離工段 來自第四步的稀土皂化C272有機(jī)相從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系第一級進(jìn)入，2N?3N級氯化鐿料液從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系進(jìn)料級進(jìn)入，來自第三步萃酸工段的萃余水相氯化鐿镥溶液作為洗滌劑從最后一級進(jìn)入YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系；從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系第一級萃余水相獲得YErTmYb料液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中82.5779%?82.6561%用于第四步皂化工段I，其余17.4221%?17.3439%用作第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段的料液;從YErTmYb/YbLu滿載分餾萃取體系的最后一級獲得負(fù)載YbLu有機(jī)相，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中91.2542%?91.3406%直接進(jìn)入第二步的濃縮工段，其余8.7458 %?8.6594%用作第六步Y(jié)b/Lu分離工段的原料； 所述的氯化鐿料液的稀土濃度為0.6mol/L?1.0mol/L，其中鐿的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比為0.99?0.999，pH值范圍為3?5 ； 2)濃縮工段 負(fù)載YbLu有機(jī)相的濃縮采用濃度為3.0mol/L?3.2mol/L鹽酸，逆流反萃負(fù)載YbLu有機(jī)相中的稀土YbLu ；控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載YbLu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為3.9:1?4.2:1;從濃縮工段的反萃余水相獲得的含酸氯化鐿镥溶液全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段； 3)萃酸工段 萃酸有機(jī)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;控制萃酸有機(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化鐿镥溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級逆流萃取除去含酸氯化鐿镥溶液中的殘余鹽酸;萃酸工段出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相；萃酸工段出口萃余水相氯化鐿镥溶液全部用作第一步Y(jié)ErTmYb/YbLu分離工段的洗滌劑； 4)皂化工段I 控制來自第一步的YErTmYb料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相對氯離子的總交換摩爾數(shù)與YErTmYb料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入C272萃取有機(jī)相，來自第一步的YErTmYb料液，相對氯離子的有效交換容量為4mol/kg?6mol/kg及平均粒徑為0.4mm?0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂;室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層;上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30% ;第四步皂化工段I所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第一步Y(jié)ErTmYb/YbLu分離工段； 所述的C272萃取有機(jī)相為C272與TBP的磺化煤油溶液，其中C272濃度為0.6mol/L?1.211101/138?的濃度為0.411101/1?0.6011101/1; 5)YErTm/Yb分離工段 來自第八步的稀土皂化C272有機(jī)相從YErTm/Yb分餾萃取體系第一級進(jìn)入，來自第一步的YErTmYb料液從YEr Tm/Yb分餾萃取體系進(jìn)料級進(jìn)入，來自第六步Y(jié)b/Lu分離工段的第一級萃余水相作為洗滌劑從最后一級進(jìn)入YErTm/Yb分餾萃取體系;從YErTm/Yb分餾萃取體系第一級萃余水相獲得分離產(chǎn)品釔鉺銩料液;從YErTm/Yb分餾萃取體系的最后一級獲得負(fù)載Yb有機(jī)相，該負(fù)載Yb有機(jī)相用作第六步Y(jié)b/Lu分離工段的稀土皂化有機(jī)相，全部進(jìn)入第六步Y(jié)b/Lu分離工段的第一級； 6)Yb/Lu分離工段 來自第五步的負(fù)載Yb有機(jī)相從Yb/Lu分餾萃取體系第一級進(jìn)入，來自第一步的負(fù)載YbLu有機(jī)相從Yb/Lu分餾萃取體系進(jìn)料級進(jìn)入，洗滌酸從最后一級進(jìn)入Yb/Lu分餾萃取體系；從Yb/Lu分餾萃取體系第一級萃余水相獲得分離產(chǎn)品5N級高純鐿;從Yb/Lu分餾萃取體系的最后一級獲得負(fù)載Lu有機(jī)相，該負(fù)載Lu有機(jī)相全部進(jìn)入第七步反萃工段； 所述的洗滌酸為1.5mol/L?1.7mol/L鹽酸； 所述的分離產(chǎn)品5N級高純鐿中鐿的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為0.999990?0.999995，相對純度為99.9990%?99.9995%，產(chǎn)率為93.99%?98.17% ； 7)反萃工段 采用濃度為3.6mol/L?3.9mol/L鹽酸為反萃酸，逆流反萃負(fù)載Lu有機(jī)相中的稀土元素;控制反萃鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載Lu有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.3:1?4.5:1;從反萃工段的反萃余水相獲得分離產(chǎn)品镥； 8)皂化工段II 控制來自第五步的釔鉺銩料液中稀土與C272萃取劑的摩爾比為0.10:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相對氯離子的總交換摩爾數(shù)與釔鉺銩料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入C272萃取有機(jī)相，來自第五步的釔鉺銩料液，相對氯離子的有效交換容量為4mol/kg?6mol/kg及平均粒徑為0.4mm?0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙稀陰離子交換樹脂;室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層;上層為稀土皂化C272有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30 % ;第八步皂化工段11所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第五步Y(jié)ErTm/Yb分離工段； 所述的C272萃取有機(jī)相為C272與TBP的磺化煤油溶液，其中C272濃度為0.6mol/L?1.2mol/L，TBP的濃度為0.4mol/L?0.60mol/L。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溶劑萃取法制備5N鐿的工藝流程，其特征在于:所述的YEr Tm/Yb分離與Yb/Lu分離串聯(lián)。
【文檔編號】C22B59/00GK105950891SQ201610334212
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】鐘學(xué)明
【申請人】南昌航空大學(xué)