本发明涉及轻、重混合稀土的分组分离。 在《稀土元素制取、分析、应用》(治金出版社,60年版)中公开了一种用硫酸复盐法分组分离混合稀土的方法,其根据不同的稀土碱金属硫酸复盐的溶解度的差异,可将混合稀土分离为铈组、钇组和铽组等三个不同的稀土组分。但该法硫酸盐用量大、母液不易回收使用、工艺流程较长、分组成本较高,且硫酸根离子不易洗尽,对分组产品的纯度也有一定的影响。
本发明的目的在于提供一种操作容易、分组成本低的分组分离方法,用于将轻、重混合稀土分组分离为轻、重两个组分的稀土产品。
本发明是用碱金属(这里仅指钠和钾,设其代码为A)或铵的碳酸盐、或碳酸氢盐作为分组的分离试剂,利用稀土元素生成稀土络合物(或配合物)能力的差异,分组分离混合稀土。
分离试剂的配制方法分别如下:
当用碱金属的碳酸盐(即碳酸钠或碳酸钾)作分离试剂时,将其配成5-25%的溶液即可;而用碱金属的碳酸氢盐(即碳酸氢钠或碳酸氢钾)时,则可将其配成浓度大于8%、PH值为9-12的溶液即可。当用碳酸铵作分离试剂时,将其配成大于5%地溶液即可;而用碳酸氢铵时,将其配成浓度大于8%、PH值为9-11的溶液即可。
以上分离试剂配制的最佳方法是:碱金属的碳酸盐的浓度为8-18%;碱金属的碳酸氢盐的浓度为12-20%,PH值为10-11;碳酸铵的浓度为10-20%;碳酸氢铵的浓度为12-20%,PH值为10-11。而且碱金属和铵的碳酸氢盐的PH值最好用氨水调整。
分组分离的方法是:将轻、重混合稀土溶解为大于20克/升(以稀土氧化物计)的稀土料液,然后在搅拌下慢慢加入到配制好的分离试剂溶液中,其加入(重量比)为:
当用碱金属的碳酸盐作分离试剂时,其加入量为:
RE2O3∶A2CO3·nH2O=1∶5~18
其中A代表碳金属元素钠和钾,其最佳值为1∶10~15。
当用碳酸铵作分离试剂时,其加入量为:
RE2O3∶(NH4)2CO3=1∶8~20
其最佳值为1∶10~15。碱金属和铵的碳酸氢盐作分离试剂时,其加入量与碳酸铵作分离试剂时相同。
当待分离的轻、重混合稀土是以溶液存在,且其稀土浓度小于20克/升(以稀土氧化物计),特别是待分离的轻、重混合稀是离子型稀土矿的淋出液时,可先将其通过除杂、用碳酸氢铵沉淀,转化为碳酸稀土并滤干后,再直接加入到配制好的分离试剂溶液中,其加入量与前述的分组分离方法的加入量相同。
澄清后过滤,沉淀物即为铈组轻稀土,滤液中即为钇组重稀土。对于用碱金属的碳酸盐作分离试剂的滤液,放置1-2天,即会自动析出重稀土组沉淀,对于用以已其它几种分离试剂的滤液,可将其慢慢中和至中性,则会析出重稀土组沉淀。
析出钇组重稀土后的母液加入相应的分离试剂,即可循环使用。特别是当用碳酸氢铵作分离试剂时,其母液还可以加入相应量的碳酸氢铵,并调整PH值,用作离子型稀土矿的浸矿剂。
本发明具有分离设备简单,操作容易,流程短,分离试剂来源充足,价格较便宜,母液可循环使用,分离成本低等特点。特别是其可以与离子型稀土矿的提取工艺有机的联接起来,把离子型稀土矿的淋出液作为分离原料,既经济又合理。
本发明实施例。
实施例一。将待分离的稀土氧化物用盐酸溶解配成含RE2O340克/升的料液,取配制好的料液0.25升,在常温搅拌下慢慢加入到浓度为10%的1升碳酸钠溶液中,放置2小时后过滤,沉淀物为铈组轻稀土碳酸盐,滤液中为可溶性的钇组重稀土碳酸铬盐,滤液放置2天,沉淀析出钇组重稀土。分别对沉淀物洗涤,灼烧处理,即得到轻、重两组稀土氧化物,下表为所得分离结果。
配分YLaCePrNdSmEu原料18.6331.992.616.8824.724.611.05铈组(轻稀土)7.0940.252.747.9929.785.401.31钇组(重稀土)55.882.130.391.9110.482.991.10
续上表配分GdTbDyHoErTmYbLu原料2.960.452.530.741.200.151.240.25铈组(轻稀土)2.640.371.250.710.30<0.1<0.2<0.1钇组(重稀土)4.700.947.742.004.570.773.900.53
经一次分组处理后,铈组(La-Eu)轻稀土产品中铈组元素占配分82%以上。钇组(Y.Gd-Lu)重稀土产品中钇组元素配分占81%以上。与原料相比,重稀土产品中的钇、镝、铒、镱和铥等元素都富集三倍以上。
实施例二:将若干离子型稀土矿的淋出液经除杂,用碳酸氢铵沉淀出碳酸稀土并滤干,按RE2O3∶(NH4)2CO3=1∶15的重量比加入到100升浓度为15%的碳酸氢铵溶液中,澄清后过滤,沉淀物为铈组轻稀土,将滤液用盐酸慢慢中和至PH=7.5,即析出钇组重稀土。分别对沉淀物洗涤、灼烧处理,即得下表分离结果:
配分La2O3Nd2O3Sm2O3Eu2O3Er2O3Y2O3原料15.2913.573.110.142.7343.11A-1轻组22.7917.233.940.131.8631.28A-1重组3.808.181.790.104.2761.78
结果表明:重组为含钇60%以上的重稀土,轻组为低钇富镧、钕的轻稀土产品。