【3級(jí)離心萃取和3級(jí)離心反萃】稀土萃取率達(dá)99.3%

　　一、離子型稀土礦提取概況

　　眾所周知，離子吸附型稀土品位很低，一般為0.03～0.1%，無(wú)法采用常規(guī)選礦方法富集稀土，目前工業(yè)生產(chǎn)上主要采用硫酸銨浸取回收。

　　離子型稀土礦采用硫酸銨浸出，采用碳酸氫銨除鋁、鐵等雜質(zhì)、固液分離后，浸出液繼續(xù)用碳酸氫銨或草酸沉淀稀土，得到的稀土碳酸鹽或草酸鹽再經(jīng)過焙燒，得到稀土含量為90%左右的混合稀土氧化物精礦。

　　由于稀土浸取液中稀土濃度低，除雜、沉淀過程中碳酸氫銨、草酸單耗高，且不可避免地產(chǎn)生大量氨氮廢水、草酸及高鹽度廢水排放等問題，嚴(yán)重污染環(huán)境。而且，由于沉淀回收稀土工藝流程較為復(fù)雜，間斷手工操作使得稀土損失率高，且化工材料消耗高，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高。此外，沉淀回收稀土得到的稀土氧化物精礦含有10%的鐵、鋁、鈣、硅及微量放射性核素等雜質(zhì)，鹽酸溶解后，上述雜質(zhì)富集到渣中，導(dǎo)致酸溶渣放射性比活度超標(biāo)，需按放射性廢渣處置規(guī)定建庫(kù)堆存，存在安全隱患。

　　因此，諸如南方離子型稀土礦中低濃度稀土浸出液以及礦山浸礦尾液和尾礦滲濾液中低濃度稀土溶液，都存在富集工藝復(fù)雜，稀土回收率低、回收成本高的問題。因此，急需開發(fā)低濃度稀土溶液的綠色高效低成本富集回收技術(shù)，提高稀土資源利用率，并解決稀土資源回收過程中是環(huán)境污染等問題。

　　二、黃小衛(wèi)教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)開展了稀土綠色分離技術(shù)

　　針對(duì)稀土行業(yè)面臨的資源與環(huán)境問題，北京有色金屬研究總院、有研稀土新材料股份有限公司黃小衛(wèi)教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)明了離子型稀土礦高效綠色提取分離新技術(shù)，通過采用非皂化有機(jī)萃取劑對(duì)低濃度稀土溶液進(jìn)行第一次離心萃取，得到第一負(fù)載稀土有機(jī)相和第一萃余液;采用無(wú)機(jī)酸對(duì)第一負(fù)載有機(jī)相進(jìn)行第一次離心反萃，得到第一稀土富集液。該稀土溶液萃取富集方法操作簡(jiǎn)單，稀土回收率高且回收成本低，稀土回收率為98.8%。離心萃取主機(jī)設(shè)備均采用鄭州天一萃取CWL-M系列離心萃取機(jī)，萃取和反萃級(jí)數(shù)分別為2～8級(jí)，級(jí)數(shù)增加，稀土萃取率和反萃率會(huì)提高，但投資增大，優(yōu)選3～5級(jí)。

　　其優(yōu)勢(shì)主要有以下5點(diǎn)：

　　1、簡(jiǎn)化工藝流程，提高稀土回收率，減少污染物排放、降低成本。

　　通過直接對(duì)低濃度稀土溶液在大流比條件下進(jìn)行非皂化離心萃取和離心反萃，可實(shí)現(xiàn)稀土的高效富集(可獲得reo含量高于200g/l的混合稀土溶液)，富集比高達(dá)200以上。與碳酸氫銨沉淀富集技術(shù)(低濃度稀土溶液經(jīng)除雜凈化、碳酸氫銨沉淀富集，生成晶型良好的碳酸稀土沉淀，通過高溫灼燒獲得離子型稀土精礦，再酸溶得到高濃度稀土溶液)相比，本申請(qǐng)的工藝流程大大簡(jiǎn)化，稀土損失可降低10%左右，不消耗碳酸氫氨、草酸，避免對(duì)環(huán)境的污染，生產(chǎn)成本大幅降低。而且可以實(shí)現(xiàn)中重稀土與輕稀土的初步分離，為后續(xù)的稀土萃取分離提供更便利的條件。

　　2、除雜效果好。

　　現(xiàn)有技術(shù)中，在對(duì)稀土進(jìn)行富集回收之前，要先采用碳酸氫銨對(duì)低濃度稀土溶液進(jìn)行中和除雜，以去除鐵和/或鋁等雜質(zhì)。而本申請(qǐng)通過對(duì)兩相混合接觸時(shí)間有效控制，即傳質(zhì)速度快的稀土基本上達(dá)到傳質(zhì)過程的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)平衡狀態(tài)，從而被高效萃入有機(jī)相，傳質(zhì)速度慢的鐵、鋁等雜質(zhì)離子則遠(yuǎn)離傳質(zhì)過程的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)平衡狀態(tài)，基本上不被萃取(鐵、鋁萃取率小于5%)，仍留在水相，從而實(shí)現(xiàn)了稀土和鐵和/或鋁等雜質(zhì)的有效分離，不僅節(jié)省了中和除雜的步驟，而且不消耗碳酸氫銨，從而降低了生產(chǎn)成本和對(duì)環(huán)境的污染。

　　3、有機(jī)相的損失少。

　　通過合理優(yōu)化離心萃取、反萃過程兩相混合與離心分相時(shí)間及混合強(qiáng)度，在保證稀土萃取率的同時(shí)，提高兩相分離效果，減少了有機(jī)相的損失。另外，采用堿金屬、堿土金屬碳酸鹽或堿式碳酸鹽對(duì)萃余液進(jìn)行除油處理，使夾帶或溶解在萃余液中的有機(jī)萃取劑得到有效回收利用，有機(jī)相回收利用率達(dá)到98%以上，除油后的萃余液中有機(jī)磷含量小于1mg/l，達(dá)到國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　4、3萃取富集效率高。

　　p507、p227均為酸性磷類萃取劑，萃取一個(gè)稀土離子，要置換3個(gè)氫離子，隨著水相酸度升高，稀土萃取率下降，即稀土的萃取率與水相酸度成反比。對(duì)于稀土濃度高于1g/l的稀土溶液，先用p507萃取中重稀土，再通過調(diào)節(jié)萃余液水相酸度，進(jìn)一步再用p507萃取輕稀土，從而達(dá)到提高稀土萃取率(>99)的效果，而且稀土濃度富集500倍左右。

　　5、與傳統(tǒng)的萃取方法相比，減少了設(shè)備和原材料的投資。

　　低濃度稀土溶液中微量稀土提取的過程，水相的體積大，需要大流比和高處理量的萃取設(shè)備。采用混合澄清萃取槽或塔式萃取設(shè)備時(shí)，設(shè)備體積大、占地面積大，所需的有機(jī)投入量較多，而采用離心萃取設(shè)備體積小、有機(jī)投入量小，只有槽式萃取設(shè)備的1/30～1/10。

　　以上所述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。完整全部詳細(xì)技術(shù)資料下載