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冶金百科 | 稀土萃取分离工艺 - 非皂化清洁萃取分离技术研究及低碳低盐无氨氮分离提纯稀土新工艺研究

2023-12-18 10:19:56 来源：中冶有色技术网

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简介：为了解决萃取分离过程氨皂化有机相带来的氨氮废水污染问题，北京有色金属研究总院、有研稀土新材料股份有限公司针对不同稀土资源和萃取体系，开发了酸平衡技术、浓度梯度技术、协同萃取技术等多项非皂化萃取分离技术。

非皂化清洁萃取分离技术研究

为了解决萃取分离过程氨皂化有机相带来的氨氮废水污染问题，北京有色金属研究总院、有研稀土新材料股份有限公司针对不同稀土资源和萃取体系，开发了酸平衡技术、浓度梯度技术、协同萃取技术等多项非皂化萃取分离技术。对于硫酸体系，利用P507、P204等萃取剂的平衡酸度的差异及协同效应，可以解决P204低酸度下萃取过饱和乳化、反萃酸度高的问题，同时也可提高P507在酸性条件下的萃取容量;该技术可以直接在硫酸法处理包头矿得到的硫酸稀土溶液中进行萃取转型或直接萃取分离。对于盐酸体系，利用萃取剂直接将稀土离子萃入有机相中，用含镁和/或钙的碱土金属化合物保持萃取体系酸度平衡，得到含稀土的负载有机相用于稀土元素的萃取分离，整个过程Ca、Mg等杂质比稀土离子难萃取，基本不进入后续萃取线。非皂化清洁萃取分离技术从源头消除了氨氮废水，酸碱等化工材料消耗也大幅度降低，目前已在多家大型稀土企业应用，为液碱皂化成本的15%~30%。

低碳低盐无氨氮分离提纯稀土新工艺研究

为了更高效、低成本地解决稀土冶炼分离过程的环境污染问题，有研稀土提出了基于碳酸氢镁溶液的低碳低盐无氨氮分离提纯稀土新工艺(图2-6)，即以自然界广泛存在的钙镁矿物为原料，稀土提取过程回收的CO为介质，通过碳化反应制备碳酸氢镁介稳溶液用于稀土分离过程，实现稀土萃取分离过程无氨氮排放，并解决早期开发的非皂化工艺中存在的三相物、杂质含量高、反应慢等问题，成本进一步降低，技术更具有先进性和科学性，可为稀土行业达到新的排放标准提供更先进实用的技术。目前，已经在江苏省国盛稀土有限公司、中铝广西国盛稀土开发有限公司分别建成了2000t、3000t稀土氧化物高效清洁萃取分离生产线，镁盐和CO，回收利用率大于90%，稀土萃取回收率大于99.5%，材料成本较液碱皂化降低50%以上，从源头解决了氨氮、高盐废水污染问题。2016年被列为稀土行业“十二五”十大突破技术之一，获中国专利优秀奖、中国有色金属科技奖一等奖【124-129】。

在中国，对于高纯稀土化合物(5N~6N)的主要生产工艺是溶剂萃取、高子交换、萃取色层和氧化还原法，等等。目前，高纯氧化镧、氧化铳、氧化钇通过溶剂萃取获得，高纯氧化镨和氧化钕由离子交换获得，氧化钛和氧化铒由离子交换纤维法制得，氧化钐、氧化钆、氧化钛、氧化镝、氧化锯、氧化镱和氧化鲁由萃取色层法制取，氧化铈通过电化学氧化一溶剂萃取制得，氧化铕通过电化学还原——溶剂萃取或锌粉还原碱法工艺。氧化镧、氧化铈、氧化钆、氧化钛、氧化锯、氧化镱、氧化镍和氧化航可达到6N，其他产品的纯度也高于5N。