工業(yè)級(jí)镥原料萃取分離制備5n镥的方法
【專利摘要】本發(fā)明工業(yè)級(jí)镥原料萃取分離制備5N镥的方法，以2N～3N級(jí)氯化镥溶液為料液，酸性膦試劑C272為萃取劑，TBP為萃取有機(jī)相添加劑，包括稀土皂化工段、ErTmYb/Lu滿載分餾萃取分離工段、反萃工段和萃酸工段共4步驟；可以獲得相對(duì)純度為99.9990%～99.9997%的5N級(jí)高純镥產(chǎn)品。本發(fā)明具有镥產(chǎn)品純度高、適合大規(guī)模生產(chǎn)、化工試劑消耗少、工藝流程短、操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
工業(yè)級(jí)镥原料萃取分離制備5N镥的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明工業(yè)級(jí)镥原料萃取分離制備5N镥的方法，主要涉及以2N?3N級(jí)氯化镥溶液為料液，二(2，4，4-三甲基戊基)膦酸(簡(jiǎn)稱C272或Cyanex272)為萃取劑，磷酸三丁酯(簡(jiǎn)稱 TBP)為萃取有機(jī)相添加劑，制備純度多99.999 %镥產(chǎn)品的萃取分離工藝方法，具體屬于溶劑萃取中的稀土分離技術(shù)領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]由于镥具有特殊性能，所以镥被廣泛應(yīng)用于發(fā)光材料、磁泡材料、磁性材料、陰極材料、閃爍體材料、陶瓷材料等高科技領(lǐng)域。镥產(chǎn)品的純度是影響相關(guān)镥材料的性能和功能的關(guān)鍵因素之一，因此提高镥產(chǎn)品純度意義重大。相對(duì)純度(即稀土相對(duì)純度，時(shí)常簡(jiǎn)稱為純度)為99.999 % (簡(jiǎn)稱5N)的镥產(chǎn)品是制備高性能镥材料的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。
[0003]1982年，鄔震中等采用P507回流萃取技術(shù)制備了相對(duì)純度達(dá)到99.95 % (3N5)的镥分離產(chǎn)品(，鄔震中等，P-507回流萃取法富集镥的研究——模擬和擴(kuò)大試驗(yàn)，有機(jī)化學(xué)， 1982年，第4期第268?275頁(yè))。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% (2N?3N)镥產(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(guó)專利，1995，95117986.1)。1998年，廖春生等發(fā)明了以P507為萃取劑、胺類為添加劑的萃取分離制備4N(99.99%)級(jí)镥產(chǎn)品的工藝(廖春生等，萃取分離生產(chǎn)高純氧化镥的工藝，中國(guó)專利，1998,98100226.9)。2007年，楊鳳麗等提出采用C272與P507復(fù)合萃取劑制備了4N級(jí)純镥的分離流程(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(yè))。2011年，申請(qǐng)?zhí)枮?01110408624.3的中國(guó)專利提出采用恒溫技術(shù)來(lái)控制溶劑萃取镥的萃取溫度。不難發(fā)現(xiàn)，迄今未見(jiàn)采用溶劑萃取法直接制備5N級(jí)高純镥產(chǎn)品的報(bào)道。
[0004]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(jiǎn)便、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。毫無(wú)疑問(wèn)，溶劑萃取法理應(yīng)是制備5N镥產(chǎn)品的首選方法。目前，稀土溶劑萃取分離生產(chǎn)工藝中镥產(chǎn)品的相對(duì)純度為99%?99.9% (即镥的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比)，主要雜質(zhì)是鉺、銩和鐿。本發(fā)明結(jié)合溶劑萃取分離生產(chǎn)镥的實(shí)際，以2N?3N級(jí)氯化镥為原料，采用新的稀土皂化技術(shù)、滿載萃取技術(shù)來(lái)提高镥產(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镥產(chǎn)品的分離工藝。
[0005]在分離工藝中，評(píng)價(jià)離子交換樹(shù)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(jiǎn)稱交換容量。陰離子離子交換樹(shù)脂的有效交換容量是指每kg干樹(shù)脂有效交換一價(jià)陰離子的摩爾數(shù)。順便說(shuō)明一下，一定質(zhì)量的干樹(shù)脂的總交換量通過(guò)以下公式來(lái)計(jì)算:
[0006]n=mXQ (1)
[0007]式(1)中，m為干樹(shù)脂的質(zhì)量，其單位為kg; Q為樹(shù)脂的有效交換容量，其單位為mol/ kg;n為總交換量，其單位為mol。由式(1)可知，總交換量是指給定樹(shù)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(shù)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】

[0008]本發(fā)明的目的是針對(duì)至今未有溶劑萃取制備5N镥產(chǎn)品的分離工藝，建立一種以2N ?3N級(jí)氯化镥溶液為料液制備5N镥的分餾萃取分離工藝流程。
[0009]本發(fā)明工業(yè)級(jí)镥原料萃取分離制備5N镥的方法，以2N?3N級(jí)氯化镥溶液為料液， 酸性膦試劑C272為萃取劑，TBP為萃取有機(jī)相添加劑，包括皂化工段、ErTmYb/Lu分離工段、 反萃工段和萃酸工段共4步驟，步驟具體如下:
[0010]1)皂化工段[0〇11]第一步為C272稀土皂化工段，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂?N?3N級(jí)氯化镥溶液中的稀土與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(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與氯化镥料液中稀土摩爾數(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，2N?3N級(jí)氯化镥料液，相對(duì)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(shù)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(shù)脂相；放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化 C272有機(jī)相，其皂化率為30%。第一步皂化工段所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第二步ErTmYb/Lu分離工段。
[0012]所述的氯化镥料液的稀土濃度為0.6mo 1 /L?1.0mo 1 /L，pH值范圍為3?5。[〇〇13]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。
[0014]2) ErTmYb/Lu 分離工段[〇〇15]第二步為ErTmYb/Lu滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)ErTmYb/Lu分離。來(lái)自第一步的稀土皂化C272有機(jī)相從ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，2N?3N級(jí)氯化镥料液從 ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第四步萃酸工段的萃余水相5N級(jí)氯化镥溶液作為洗滌劑從最后一級(jí)進(jìn)入ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系;從ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得富ErTmYb產(chǎn)品；從ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系的最后一級(jí)獲得負(fù)載Lu有機(jī)相，該負(fù)載Lu有機(jī)相全部進(jìn)入第三步反萃工段。
[0016]所述的氯化镥料液的稀土濃度為0.6mo 1 /L?1.0mo 1 /L，pH值范圍為3?5。[〇〇17]3)反萃工段[〇〇18]第二步為反萃工段，實(shí)現(xiàn)負(fù)載Lu有機(jī)相的反萃取。采用濃度為3.8mol/L?4.0mol/ 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4.4:1?4.6:1;從反萃工段的反萃余水相獲得的含酸氯化镥溶液全部轉(zhuǎn)入第四步萃酸工段。
[0019]4)萃酸工段
[0020]第四步為萃酸工段，N235萃取除去第三步反萃工段所得的含酸氯化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〇.4mol/L?？刂戚退嵊袡C(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化镥溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化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镥溶液為分離產(chǎn)品5N級(jí)高純镥產(chǎn)品，分取5N級(jí)氯化镥溶液用作第一步ErTmYb/Lu分離工段的洗滌劑。[〇〇21] 所述的5N級(jí)高純镥產(chǎn)品中镥的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為0.999990?0.999997， 相對(duì)純度為99.9990 %?99.9997 %。
[0022]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明具有镥產(chǎn)品純度高、適合大規(guī)模生產(chǎn)、化工試劑消耗少、工藝流程短、操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)?！靖綀D說(shuō)明】[〇〇23]圖1:本發(fā)明的萃取分離工藝流程圖；
[0024]圖中:皂化段為皂化工段的簡(jiǎn)稱;反萃段為反萃工段的簡(jiǎn)稱;萃酸段為萃酸工段的簡(jiǎn)稱?！揪唧w實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的工業(yè)級(jí)镥原料萃取分離制備5N镥的方法作進(jìn)一步描述。
[0026]實(shí)施例1[〇〇27]1)皂化工段[〇〇28] 第一步為C272稀土皂化工段，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂?N5(99.5%) 級(jí)氯化镥溶液中的稀土與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(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與氯化镥料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入含有1.0m〇l/L C272、0.50mol/L TBP的磺化煤油溶液，pH值為4、稀土濃度為 0.8mol/L、相對(duì)純度為99.5 %的氯化镥料液，相對(duì)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(shù)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(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為 30%。第一步皂化工段所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第二步ErTmYb/Lu分離工段。
[0029] 2) ErTmYb/Lu 分離工段[〇〇3〇]第二步為ErTmYb/Lu滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)ErTmYb/Lu分離。來(lái)自第一步的稀土皂化C272有機(jī)相從ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系第1級(jí)進(jìn)入，pH值為4、稀土濃度為 0.8mol/L、相對(duì)純度為99.5%的氯化镥料液從ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系第17級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第四步萃酸工段的萃余水相5N級(jí)氯化镥溶液作為洗滌劑從第71級(jí)進(jìn)入ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系;從ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系第1級(jí)萃余水相獲得富ErTmYb產(chǎn)品；從ErTmYb/ Lu滿載分餾萃取體系的第71級(jí)獲得負(fù)載Lu有機(jī)相，該負(fù)載Lu有機(jī)相全部進(jìn)入第三步反萃工段。[〇〇31] ErTmYb/Lu滿載分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 4.044546,歸一化洗滌量W = 3.069541。萃取量:氯化镥料液:洗滌量=4.044546:1:3.069541 (稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.993858，洗滌段萃取比為1.317639。[〇〇32] 3)反萃工段[〇〇33]第二步為反萃工段，實(shí)現(xiàn)負(fù)載Lu有機(jī)相的反萃取。采用濃度為3.9mol/L鹽酸為反萃酸，12級(jí)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4.5:1;從反萃工段的反萃余水相獲得的含酸氯化镥溶液全部轉(zhuǎn)入第四步萃酸工段。
[0034]4)萃酸工段
[0035]第四步為萃酸工段，N235萃取除去第三步反萃工段所得的含酸氯化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〇.4mol/L?？刂戚退嵊袡C(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化镥溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化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镥溶液為分離產(chǎn)品5N級(jí)高純镥產(chǎn)品，分取5N級(jí)氯化镥溶液用作第一步ErTmYb/Lu分離工段的洗滌劑。[〇〇36]第四步中所述的分離產(chǎn)品5N級(jí)高純镥產(chǎn)品中镥的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為0.999994，相對(duì)純度為99.9994 %。[〇〇37]實(shí)施例2[〇〇38]1)皂化工段[〇〇39]第一步為C272稀土皂化工段，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化。控制3N級(jí)氯化镥溶液中的稀土與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(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與氯化镥料液中稀土摩爾數(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，pH值為3、稀土濃度為1.0mol/L、相對(duì)純度為99.9%的氯化镥料液，相對(duì)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(shù)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(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30 %。第一步皂化工段所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第二步ErTmYb/Lu分離工段。
[0040]2) ErTmYb/Lu 分離工段[〇〇411第二步為ErTmYb/Lu滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)ErTmYb/Lu分離。來(lái)自第一步的稀土皂化C272有機(jī)相從ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系第1級(jí)進(jìn)入，pH值為3、稀土濃度為1.0mol/L、相對(duì)純度為99.9%的氯化镥料液從ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系第19級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第四步萃酸工段的萃余水相5N級(jí)氯化镥溶液作為洗滌劑從第64級(jí)進(jìn)入ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系;從ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系第1級(jí)萃余水相獲得富ErTmYb產(chǎn)品；從ErTmYb/ Lu滿載分餾萃取體系的第64級(jí)獲得負(fù)載Lu有機(jī)相，該負(fù)載Lu有機(jī)相全部進(jìn)入第三步反萃工段。[〇〇42]ErTmYb/Lu滿載分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 4.059551，歸一化洗滌量W =3.069541。萃取量:氯化镥料液:洗滌量=4.059551:1:3.069541 (稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.997545，洗滌段萃取比為1.322527。[〇〇43]3)反萃工段
[0044]第二步為反萃工段，實(shí)現(xiàn)負(fù)載Lu有機(jī)相的反萃取。采用濃度為4.0mol/L鹽酸為反萃酸，11級(jí)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4.4:1;從反萃工段的反萃余水相獲得的含酸氯化镥溶液全部轉(zhuǎn)入第四步萃酸工段。
[0045]4)萃酸工段
[0046]第四步為萃酸工段，N235萃取除去第三步反萃工段所得的含酸氯化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〇.4mol/L?？刂戚退嵊袡C(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化镥溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化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镥溶液為分離產(chǎn)品5N級(jí)高純镥產(chǎn)品，分取5N級(jí)氯化镥溶液用作第一步ErTmYb/Lu分離工段的洗滌劑。[〇〇47]第四步中所述的分離產(chǎn)品5N級(jí)高純镥產(chǎn)品中镥的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為 0.999997，相對(duì)純度為99.9997 %。
[0048]實(shí)施例3
[0049]1)皂化工段[〇〇5〇]第一步為C272稀土皂化工段，實(shí)現(xiàn)C272萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂?N級(jí)氯化镥溶液中的稀土與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(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與氯化镥料液中稀土摩爾數(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，pH值為5、稀土濃度為0? 6mol/L、相對(duì)純度為99 %的氯化镥料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為6mol/kg及平均粒徑為0.6_的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)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(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30%。第一步皂化工段所得的稀土皂化C272有機(jī)相全部用于第二步ErTmYb/Lu分離工段。[0051 ]2) ErTmYb/Lu 分離工段[〇〇52]第二步為ErTmYb/Lu滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)ErTmYb/Lu分離。來(lái)自第一步的稀土皂化C272有機(jī)相從ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系第1級(jí)進(jìn)入，pH值為5、稀土濃度為 0.6mol/L、相對(duì)純度為99 %的氯化镥料液從ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系第15級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第四步萃酸工段的萃余水相5N級(jí)氯化镥溶液作為洗滌劑從第74級(jí)進(jìn)入ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系；從ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系第1級(jí)萃余水相獲得富ErTmYb產(chǎn)品；從ErTmYb/Lu 滿載分餾萃取體系的第74級(jí)獲得負(fù)載Lu有機(jī)相，該負(fù)載Lu有機(jī)相全部進(jìn)入第三步反萃工段。[〇〇53]ErTmYb/Lu滿載分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 4.036211，歸一化洗滌量W =3.069541。萃取量:氯化镥料液:洗滌量=4.036211:1:3.069541 (稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.991810,洗滌段萃取比為1.314923。[〇〇54]3)反萃工段
[0055]第二步為反萃工段，實(shí)現(xiàn)負(fù)載Lu有機(jī)相的反萃取。采用濃度為3.8mol/L鹽酸為反萃酸，13級(jí)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4.6:1;從反萃工段的反萃余水相獲得的含酸氯化镥溶液全部轉(zhuǎn)入第四步萃酸工段。
[0056]4)萃酸工段
[0057]第四步為萃酸工段，N235萃取除去第三步反萃工段所得的含酸氯化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〇.4mol/L。控制萃酸有機(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化镥溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化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镥溶液為分離產(chǎn)品5N級(jí)高純镥產(chǎn)品，分取5N級(jí)氯化镥溶液用作第一步ErTmYb/Lu分離工段的洗滌劑。[〇〇58]第四步中所述的分離產(chǎn)品5N級(jí)高純镥產(chǎn)品中镥的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為 0.999990，相對(duì)純度為99.9990 %。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.工業(yè)級(jí)镥原料萃取分離制備5N镥的方法，其特征在于:所述的方法以2N?3N級(jí)氯化 镥溶液為料液，酸性膦試劑C272為萃取劑，TBP為萃取有機(jī)相添加劑，包括皂化工段、 ErTmYb/Lu分離工段、反萃工段和萃酸工段共4步驟，步驟具體如下:1)皂化工段控制2N?3N級(jí)氯化镥溶液中的稀土與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(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與氯化镥料液中稀土摩爾數(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，2N?3N級(jí)氯化镥料液，相對(duì)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(shù)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(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂 相，獲得稀土皂化C272有機(jī)相，其皂化率為30% ;第一步皂化工段所得的稀土皂化C272有機(jī) 相全部用于第二步ErTmYb/Lu分離工段；所述的氯化镥料液的稀土濃度為〇 ? 6mo 1 /L?1 ? Omo 1 /L，pH值范圍為3?5;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? 1.2111〇1/1，18?的濃度為0.4111〇1/1?0.60111〇1/1;2)ErTmYb/Lu分離工段來(lái)自第一步的稀土皂化C272有機(jī)相從ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，2N? 3N級(jí)氯化镥料液從ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第四步萃酸工段的萃余 水相5N級(jí)氯化镥溶液作為洗滌劑從最后一級(jí)進(jìn)入ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系；從ErTmYb/ Lu滿載分餾萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得ErTmYb產(chǎn)品；從ErTmYb/Lu滿載分餾萃取體系的 最后一級(jí)獲得負(fù)載Lu有機(jī)相，該負(fù)載Lu有機(jī)相全部進(jìn)入第三步反萃工段；所述的氯化镥料液的稀土濃度為〇 ? 6mo 1 /L?1 ? Omo 1 /L，pH值范圍為3?5;3)反萃工段采用濃度為3.8mol/L?4.0mol/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4.4:1?4.6:1;從反萃 工段的反萃余水相獲得的含酸氯化镥溶液全部轉(zhuǎn)入第四步萃酸工段；4)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 三丁酯的濃度為〇.4mol/L;控制萃酸有機(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化镥溶液中的殘余鹽 酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化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镥溶液為分離產(chǎn)品5N級(jí)高純镥產(chǎn) 品，分取5N級(jí)氯化镥溶液用作第一步ErTmYb/Lu分離工段的洗滌劑；所述的5N級(jí)高純镥產(chǎn)品中镥的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為0.999990?0.999997，相對(duì) 純度為99 ? 9990 % ?99 ? 9997 %。
【文檔編號(hào)】C22B59/00GK105950892SQ201610341726
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】鐘學(xué)明
【申請(qǐng)人】南昌航空大學(xué)