預分高純三出口萃取法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種預分高純三出口萃取法，更具體的說，它涉及一種對多組分原料 在一個預分高純三出口萃取分離工藝中同時獲得三種高純組分產品的方法，屬于溶劑萃取 分離稀土工藝技術。
【背景技術】
[0002] 溶劑萃取是一個應用領域廣闊的分離提純方法，具有分離效率高、處理能力大、反 應速度快、分相效果好、能耗低等特點，廣泛應用于濕法冶金、石油化工、有色金屬冶煉、核 燃料提取純化、制藥和環境保護等工業領域。已經成為有色金屬分離制取純金屬的重要生 產手段。溶劑萃取是國內外稀土工業生產分離制取單一稀土元素的重要方法。我國是世界 稀土資源大國，有大型輕稀土礦和世界罕見的離子吸附型稀土礦資源。
[0003] 我國的溶劑萃取分離稀土研究工作在國際上率先研制開發出不少先進的稀土分 離工藝技術。上世紀七、八十年代，我們國家在稀土萃取分離中，注意到多組份原料的分餾 萃取在萃取槽體中存在中間組分的積累峰，在國際上率先開發出萃取"三出口"新工藝。這 種萃取工藝能減少消耗、降低成本，具有重要的使用價值。在專利CN1070586A，我國學者率 先提出了預分離萃取的新方法，對稀土元素的多組分原料先進行預分工藝(逆流萃取和/或 逆流洗滌)分離，可以減少直接進料量，預分萃取后也可以兩個以上進料口進入分餾萃取， 這樣能提高工藝的處理能力和減少萃取劑有機相的使用量，從而減少酸堿消耗和廢水排 放。對于三出口工藝，由于稀土混合物的某些組分必須從中間組分積累峰的相或者其相對 的相中通過，使積累峰中必然含有一定量的非中間組分(易萃組分或/和難萃組分），這樣三 出口的中間組分不能達到高純度，一般是富集物或粗產品。這是三出口工藝存在的主要不 足之處。本發明采用"預分增產萃取法"（專利92106000.9)原理，通過對多組分原料的預分 離后，再以多口進入三出口萃取工藝，可以使第三出口獲得高純產品，從而形成了一種新的 萃取分離工藝方法一一預分高純三出口萃取法。并且這種方法還可以使高純三出口萃取工 藝的處理能力提高，酸堿化工原料消耗降低，稀土直收率提高，萃取劑和稀土金屬存槽量減 少，整體分離效果更好。
【發明內容】
[0004] 本發明提供了一種預分高純三出口萃取法，它包括預分工藝和高純三出口萃取分 離工藝（以下簡稱高純三出口工藝）。多組分原料在萃取體系中因各組分萃取難易不同，會 形成從易萃到難萃的萃取次序a>b>c>d>e>…組分。在預分高純三出口萃取法中，設定將多 組分原料分為易萃組分A、中間組分B和難萃組分C。如果實施例的多組分原料大于3個組分， 有a，b，c，d，e…組分，就以分割線來劃分易萃組分、中間組分和難萃組分，假如三出口的分 割線為d/c/b之間，則a，b合并為易萃組分A，c為中間組分B，d，e···合并為難萃組分C。本發明 預分高純三出口萃取法，其特征為:多組分原料首先進入預分萃取段1，將易萃組分A逆流萃 取到有機相中；這有機相流入預分洗滌段，逆流洗滌有機相中的難萃組分C到水相;預分洗 滌段的出口水相流入預分萃取段2，在預分萃取段2將易萃組分A逆流萃取到有機相中。預分 萃取段2的出口有機相從預分洗滌段的成分相近級流入預分洗滌段。這預分萃取段1、預分 洗滌段和預分萃取段2構成了預分高純三出口萃取法的預分工藝。高純三出口工藝以第三 出口位置為分界，出口水相級至第三出口為高純三出口工藝的難萃分離段，出口有機相級 至第三出口為高純三出口工藝的易萃分離段。預分萃取段1的出口水相(發明人稱為富難萃 水相)富含難萃組分C而含易萃組分A很低，它流入高純三出口工藝的難萃分離段(發明人稱 此進口為富難萃水相進口）；預分洗滌段的出口負載有機相(發明人稱為富易萃有機相）富 含易萃組分A而含難萃組分C很低，其流入高純三出口工藝的易萃分離段(發明人稱此進口 為富易萃有機相進口）；預分萃取段2的出口水相(發明人稱為富含中間組分水相）富含中間 組分B而含易萃組分A很低，它從富難萃水相進口與第三出口之間流入高純三出口工藝的難 萃分離段(發明人稱此進口為富含中間組分水相進口）。由于富難萃水相進口和富含中間組 分水相進口都在高純三出口工藝的難萃分離段，且它們的進口水相含易萃組分A都很低，所 以高純三出口工藝中第三出口的中間組分積累峰含易萃組分A很低。由于富易萃有機相進 口在高純三出口工藝的易萃分離段，且它的進口負載有機相含難萃組分C很低，所以高純三 出口工藝中第三出口的中間組分積累峰含難萃組分C也很低。這樣，高純三出口工藝的第三 出口可以獲得高純中間組分B。當然，高純三出口工藝的出口水相可以獲得高純難萃組分C， 高純三出口工藝的出口有機相也可以獲得高純易萃組分A。因此，預分高純三出口萃取法可 以在高純三出口工藝中同時獲得三種高純組分產品。高純三出口工藝的進口萃取有機相是 用其出口水相和經堿皂化有機相S在稀土皂化段制備成稀土皂有機相后再流入高純三出口 工藝。
[0005] 預分萃取段1的進口萃取有機相可以用其出口水相和經堿皂化有機相S在稀土皂 化段制成稀土皂有機相再流入預分萃取段1，或從高純三出口工藝的富難萃水相進口級或 附近級引出有機相作為預分萃取段1的進口萃取有機相，流入預分萃取段1。預分洗滌段的 進口洗滌液可以用洗酸，或從高純三出口工藝的富易萃有機相進口級或附近級引出水相作 為預分洗滌段的進口洗滌液，流入預分洗滌段。預分萃取段2的進口萃取有機相可以用其出 口水相和經堿皂化有機相S在稀土皂化段制成稀土皂有機相再流入預分萃取段2，或從高純 三出口工藝的富含中間組分水相進口級或附近級引出有機相作為預分萃取段2的進口萃取 有機相，流入預分萃取段2。這些要視具體情況選擇。
[0006] 本發明的具體技術方案可以通過用預分高純三出口萃取法分離輕稀土礦的La-Nd 混合稀土或用預分高純三出口萃取法分離GdTbDy富集物兩個實施方案來實現。下面結合這 兩個實施方案進一步說明本發明。
[0007] 實施方案1:用預分高純三出口萃取法分離輕稀土礦的La-Nd混合稀土
[0008] 輕稀土礦的La-Nd混合稀土可以來自輕稀土礦經Nd/Sm分組后的出口水相La-Nd稀 土。由于在P5Q7、P2Q4等萃取體系中，鐠釹的分離系數較小，所以在用預分高純三出口萃取法 分離輕稀土礦的La-Nd混合稀土中，將PrNd合并作為易萃組分A，Ce為中間組分B，La為難萃 組分C。這實施方案包括以下步驟：
[0009] (1)輕稀土礦的La-Nd混合稀土料液進入預分萃取段1，將易萃組分PrNd逆流萃取 到有機相中，使預分萃取段1的出口水相含易萃組分PrNd很小，出口水相富含難萃組分La還 含有中間組分Ce。預分萃取段1出口有機相流入預分洗滌段，逆流洗滌有機相中的難萃組 分La到水相，使預分洗滌段的出口有機相含難萃組分La很小，出口有機相中富含易萃組分 PrNd還含有中間組分Ce。預分洗滌段的出口水相富含中間組分Ce還含有易萃組分PrNd及難 萃組分La。
[0010] (2)以步驟（1)的預分洗滌段的出口水相流入預分萃取段2,將易萃組分PrNd逆流 萃取到有機相，使預分萃取段2的出口水相含易萃組分PrNd很小，預分萃取段2的出口水相 富含中間組分Ce還含有難萃組分La。預分萃取段2的出口有機相從預分洗滌段的稀土配分 相近級流入預分洗滌段。
[0011] (3)La/高純Ce/PrNd高純三出口工藝以第三出口位置為分界，La出口水相級至第 三出口為高純三出口工藝的難萃分離段，PrNd出口有機相級至第三出口為高純三出口工藝 的易萃分離段。以步驟（1)的預分萃取段1的出口水相流入La/高純Ce/PrNd高純三出口工藝 的難萃分離段(發明人稱此進口為富La水相進口）；預分洗滌段的出口負載有機相流入La/ 高純Ce/PrNd高純三出口工藝的易萃分離段(發明人稱此進口為富PrNd有機相進口）。并將 步驟(2)的預分萃取段2的出口水相從富La水相進口與第三出口之間流入高純三出口工藝 的難萃分離段(發明人稱此進口為富Ce水相進口）。由于富La水相進口和富Ce水相進口都在 高純三出口工藝的難萃分離段，且它們的進口水相含易萃組分PrNd都很低；富PrNd有機相 進口在高純三出口工藝的易萃分離段，且它的進口負載有機相中含難萃組分La很低，所以 高純三出口工藝中第三出口的中間組分Ce積累峰含難萃組分La和易萃組分PrNd都很低，因 此第三出口可以獲得高純Ce。當然，高純三出口工藝的出口水相可以獲得高純La，高純三出 口工藝的出口有機相中PrNd可以含Ce很低，即可獲得相對高純的PrNd。
[0012] 預分萃取段1的進口萃取有機相可以用其出口水相和經堿皂化有機相S在稀土皂 化段制成稀土皂有機相再流入預分萃取段1，或從La/高純Ce/PrNd高純三出口工藝的富La 水相進口級或附近級引出有機相作為預分萃取段1的進口萃取有機相，流入預分萃取段1。 預分洗滌段的進口洗滌液可以用洗酸，或從La/高純Ce/PrNd高純三出口工藝的富P