环烷酸萃取分离氧化钇的技术经济指标评价.pdf

第?卷第1期
材料研究与应用
Vo1.7,No.1
2013年3月
MATERIALS RESEARCH AND APPLICATION
Mar,2013
文章编号;1637-9981(2013)01-0049-0
环烷酸萃取分离氧化钇的技术经济指标评价
韩旗英,杨金华,凌诚,钟德强,韩新福
广东富远稀土新材料股份有限公司,广东平远514600
摘要;在对环烷酸萃取分离氯化钇传统工艺技术分析的基础上,设计开发了“组合联动”环烷酸萃取分
离氧化钇的新工艺技术,实现了用一步工序、一种苯取体系得到激光级纯钇溶液.采用该工艺可大大缩
短工艺流程,避免萃取剂的相互污染,还可减小萃取槽的体积,使萃取分离充槽物料更省,生产成本更
低,生产废水更少
关键词:环烷酸;萃取分离;氧化钇;技术经济指标
中图分类号:TF1113:;TF9
文献标识码:A
钇是第一个被发现的稀土元素,在地壳中的丰
(2)环烷酸:上海长风化工厂生产,工业级
度较高.以钇为主要成分的矿物有磷钇矿、褐钇铌
(3)P507:江西奉新化工厂生产,工业级
矿、离子吸附型稀土矿等.随着应用领域的日益扩
(4)N235:大连油脂化学厂生产,工业级
大,研究氧化钇的分离提纯技术和低成本制取氧化
(5)异辛醇:山东齐鲁石化公司生产,工业级
钇具有积极的意义,本文对环烷酸萃取分离氧化钇
6)煤油:民用磺化,市购
的传统工艺与改进的“组合联动萃取分离工艺”进行
(7)盐酸:工业级,市购,使用前需精制
了技术经济指标的比较.
(8)液碱:工业级,市购
1.1.2主要设备
实验部分
主要的实验设备有:逆流混合澄清萃取槽(全封
1主要原辅材料和设备
闭)、液体稳压箱、转盘加料机、流量测量斗、高低位
贮槽等,均为自制
主要原料及辅料
1.2分析方法
(1)钇富集物:实验所用钇富集物为本公司生产
稀土原料组分及稀土杂质含量的测定均采用
的钇富集物的氯化物溶液,料液组分列于表1
ICP光谱分析,分析仪器为法国JY公司出品的
表1重希土料液组分
JY2000型电感耦合等离子体发射光谱仪;稀土总量
Table 1 The composition of heavy rare earth liquid
用重量法测定;料液的稀土浓度用EDTA络合滴定
组分
w(RE)/%
x(RE)/%平均分子量
0.01
法测定;盐酸与氨水的浓度用酸碱滴定法测定
1.3实验方案
将钇富集物料液经萃取分离为激光级氧化钇的
2.891
氯化稀土料液和含钇量小于0.5%的重稀土富集物
,u%
0.397
料液,钇的收率大于99%.对激光级氧化钇料液的
85,76
91,15
质量要求列于表2.
收稿日期:20]2-11-15
作者街介:韩鸢英(1967-),男,广东平远人,高级工程贿.
万方数据
材料研究与应用
2013
表2邀光缎氧化钇料液的质量要求
Table 2 The quality requirements of laser grade yttrium oxide feed liquid
非稀土杂质含量/(mgL1)
氧化钇纯度/%
Cao
Fe, O
Pbo
Y2()、含量/TREO
任一稀土杂质含量/TREO
99,999
<~O.0001
2试验结果与讨论
萃段加入反酸和洗水,这种多体系并存的运行模式
存在萃取剂相互污染的风险
萃取分离提纯氧化钇技术
皂化有机相原舞料液洗酸反酸洗水
由于钇与镧系元素的最外层电子的排列方式相
HA是亿
空白有机相
似,因此,它们的许多化学性质很相似,但由于钇的皇化有机相Y洗酸反取洗水Ho-u废水
电子组态中不含f电子,所以钇与钢系元素在结构
性质上又有差异,这使得钇在稀土萃取序列中的位
HA(或P50防洗勢→空白有机相
置会发生不规则的变化.在正常情况下,按离子半径
魔水有机相除钙后Y液洗水
的大小,钇的分配比在Ho与Er之间.由于Y与
N235除杂
空白有机相
Ho、Er的分离系数太小(约1.3),在P507一盐酸体
纯Y
废水
系中很难分离得到高纯氧化钇.但在某些萃取体系
中,钇的分配比可以移向轻稀土或整个稀土序列之
图1传统的萃取分离提纯工艺
外,故有可能采用一步法或两步法提纯氧化钇.在
Fig. 1 The diagram of traditional extraction separation
pr
N263-HN()(SCN)体系中,钇的分配比在Er与
Tm之间,但SCN有毒且需两步萃取分离用环烷2.3改进的环烷酸(HA)萃取分离和除杂エ艺
酸(HA)萃取分离稀土时,钇的分配比可移至整个
为简化萃取操作及工艺管理控制,减少工序环
稀土序列之外,由此开发出了HA-ROH-煤油
节,在大量的理论研究和实践的基础上2,我们设
RECL-HCl体系,目前,该体系已成为萃取分离钇计开发了
计开发了如图2所示的“组合联动萃取分离”新工
的典型工艺「,可一步萃取分离提纯氧化钇.该工.
艺,我们称之为“步法分离提纯激光级氧化钇工
艺具有苯取剂来源丰富,价格低廉,家取平衡酸度艺”,将多个独立的分离模块通过一定的连接方法巧
低,易反苹,生产成本低、工艺简单、产品纯度和收率妙地軍合串联在一起,形成联动
高等优点,是我国独创的具有国际先进水平的工艺
改进的萃取分离工艺是将原料中的Y先模糊
技术,为国内大多数厂家所采用,并已应用于规模化
分离,(YHo槽的出口水相为钇纯度99.999%的
的工业生产线
氯化钇溶液(粗Y溶液),出口有机相为负载少钇稀
2.2传统的环烷酸(HA)萃取分离和除杂工艺
土的有机相,该有机相以有机进料方式再进行Y
传统的HA萃取分离、除杂工艺如图1所Ho细分离.由于在粗钇溶液中含有大量的Ca+等
示.由图1可以看出,此萃取分离工艺由HA提非稀土杂质离子,需经环烷酸捞钇洗钙将Ca2+与Y
钇、HA或P507捞钇洗钙、N235除杂三部分构成.分离,得到去除非稀土杂质的氯化钇溶液(纯钇溶
由于环烷酸萃取分离钇后的出口水相一一氯化钇溶液).由于纯Y溶液从中间出口引出,Na、Ca等破金
液中含有从原料和化学试剂带进的大量钙等杂质,属和碱土金属元素通过捞钇洗钙槽的出口水相排
必须采用环烷酸(或P507)捞钇洗钙工艺进行除钙.弃,而Fe、Pb等大部分过渡金属元素则通过Y/Ho
又由于采用环烷酸进行捞钇洗钙后的反液中含有铁槽的出口有机相排弃,这就使非稀土杂质同时分离
等杂质,还必须对其采用N235进行除铁.传统工艺排除,实现了采用一步工序、一种萃取体系就得到了
的这三部分是独立运行的,有机相采用按批次间歇激光级氧化钇要求的氯化钇溶液,减少了工序环节,
式皂化,皂化好的有机相从高位槽流进萃取槽的第避免了萃取剂相互污染.经过多年的生产运转,证明
1级,在萃取段加人料液,在洗涤段加入洗酸,在反此工艺是比较理想和先进的