一种稀土冶炼分离过程中被放射性元素毒化的有机相再生方法与流程

文档序号:40532196发布日期:2024-12-31 13:47阅读:18来源:国知局

本发明属于稀土萃取,具体涉及一种被放射性元素毒化的有机相循环再生。


背景技术:

1、目前,工业上大规模采用的稀土资源包括包头混合型稀土精矿、mt.weld 独居石精矿、海滨砂矿型独居石、南方离子型稀土精矿、氟碳铈矿精矿,经分解(包括但不限于硫酸化焙烧-水浸、碱法分解、酸溶、氧化焙烧-盐酸浸出)、净化处理后,最终得到混合氯化稀土溶液,再对混合稀土氯化物体系进行分离,得到单一稀土和富集物。

2、稀土元素性质相似而难以分离,一般采用溶剂萃取法,该方法是基于一种与水溶液不相溶的有机萃取剂对水溶液中的不同稀土元素萃取能力的差异进行分离,易萃的稀土元素或稀土元素组优先萃入由萃取剂和稀释剂组成的有机相,难萃的稀土元素或稀土元素组被富集在水相中,经过多段多级萃取交换实现稀土元素的分离。一般稀土萃取分离操作包括皂化、萃取、洗涤和反萃四个阶段最终实现分离,难萃稀土元素或元素组进入萃余液,易萃稀土元素或元素组经高浓度盐酸(5-6mol/lhcl)反萃负载有机相后进入反萃液。

3、工业上,稀土分离最常用有机萃取剂以酸性磷类萃取剂为主,包括p507、p204、c272等萃取剂在盐酸体系中萃取分离稀土元素。由萃取剂和稀释剂组成的有机相需要循环使用。工业实践中,发现有机相在循环使用若干次后,萃取效果会出现明显的下降,特别是以独居石为原料经碱法分解产出的混合氯化稀土(片)中含有的微量放射性元素钍、铀等,在稀土萃取分离反萃段经约6mol/l的浓度盐酸反萃后,大部分仍残留在反萃后有机相中,经过循环积累,在有机相中在逐步富集,即造成所谓的毒化。毒化后的有机相在皂化过程产出块状结晶物,堵塞槽体,无法有效萃取分离稀土,造成其萃取能力下降40%以上,同时毒化后的有机相积累的放射性元素会间歇地被释放出来,不定期地进入单一稀土产品中,导致其放射性杂质含量超标,成为困扰本领域的技术难题。

4、由于铀、钍放射性元素在有机相累积,由此带来的有机相萃取能力下降以及部分产品存在一定量杂质无法达到使用要求的问题,使行业内认为对反萃后的所谓机相中铀、钍放射性元素的处理更为重要。

5、实际生产中,为解决稀土萃取分离过程钍、铀放射性元素干扰,采用的主要方法有:采用高浓度盐酸,或高浓度盐酸加草酸对有机相进行处理。但是该方法

6、去除钍铀作用有限,去除率不足10%,造成有机相含量随着循环使用不断提升,因此,有必要采用高效的净化方式去除有机相中的过高的铀、钍元素。


技术实现思路

1、本发明提供了从含有铀、钍杂质的萃取剂中反萃金属离子的方法,该技术采用磷酸溶液净化剂对含有铀、钍杂质的萃取剂进行高效反萃,使萃取剂获得萃取能力再生,确保有机相的持续萃取效果。

2、本发明提供一种稀土冶炼分离过程中被放射性元素毒化的有机相再生方法,被放射性元素毒化的有机相与净化剂进行搅拌混合后,经静置实现有机相和净化剂澄清分离,获得恢复萃取能力的有机相,进一步的,被放射性元素毒化的有机相与净化剂进行搅拌混合、静置分离,其工艺步骤包括由若干级混合槽构成的连续进液和出液的连续式操作,以及单级搅拌混合、静置、分离的间歇式操作。

3、在本发明的某些实现方式中,所述的被放射性元素毒化的有机相与净化剂体积比为10:1~1:10,优选为3:1~1:3。

4、在本发明的某些实现方式中,所述搅拌混合时间为0.2-3h,静置时间为0.2-1h,搅拌混合、静置的温度为15~70℃。

5、在本发明的某些实现方式中,所述的净化剂为5-10mol/l的纯磷酸溶液。所述的被放射性元素毒化的有机相是指在稀土冶炼分离过程中的反萃段经高酸反萃后获得的有机相,其铀、钍总量在200ppm~10000ppm之间。

6、在本发明的某些实现方式中,所述的被放射性元素毒化的有机相为酸性磷类萃取剂与稀释剂混合物,其中的酸性磷类萃取剂包括但不限于p507、p204、c272中至少一种。

7、在本发明的某些实现方式中,所述的恢复萃取能力的有机相中铀、钍总量在2ppm~10ppm之间。

8、在本发明的某些实现方式中,净化剂与被放射性元素毒化的有机相进行搅拌混合、静置分离后含有铀、钍,采用中性磷类萃取剂对含铀、钍的净化剂进行铀、钍资源的综合回收利用,净化剂再回用于处理毒化有机相。

9、与现有技术比较,本发明具备以下优点:

10、本发明采用高浓度纯磷酸溶液为净化剂,在高酸度情况下,高浓度磷酸根离子和低酸有机相磷酸类萃取剂比较,无机磷酸根对钍铀的络合能力更强,能够形成更稳定的可溶解性的配位化合物,在高酸条件下实现与有机磷类萃取剂对钍铀的争夺,得到含铀钍的磷酸溶液,从而实现对有机相的高效净化,净化过程无沉淀产生。净化效果显著,可对负载大于5g/l钍铀的所谓的被毒化的有机相实现净化,单次净化率可达到99%以上。

11、钍铀经过净化剂处理后,得到含钍铀的磷酸,可采用常规中性萃取剂直接回收处理,实现对其中铀钍的回收和提纯,而去除钍铀的磷酸可返回作为净化剂继续处理被毒化的空白有机相,实现磷酸的循环利用。

12、有机再生技术操作简单,效率高,可通过一次搅拌净化彻底解决放射性元素对有机的毒化问题。



技术特征:

1.一种稀土冶炼分离过程中被放射性元素毒化的有机相再生方法,其特征在于,被放射性元素毒化的有机相与净化剂进行搅拌混合后,经静置实现有机相和净化剂澄清分离,获得恢复萃取能力的有机相,所述的被放射性元素毒化的有机相与净化剂进行搅拌混合、静置分离,其工艺步骤包括由若干级混合槽构成的连续进液和出液的连续式操作,以及单级搅拌混合、静置、分离的间歇式操作。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的被放射性元素毒化的有机相与净化剂体积比为10:1~1:10。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述的被放射性元素毒化的有机相与净化剂体积比为3:1~1:3。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的单级搅拌混合时间为0.2-3h,静置时间为0.2-1h,搅拌混合、静置的温度为15~70℃。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的净化剂为5-10mol/l的纯磷酸溶液。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的被放射性元素毒化的有机相是指在稀土萃取分离过程中的反萃段经高酸反萃后获得的有机相,其铀、钍总量在200ppm~10000ppm之间。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的被放射性元素毒化的有机相为酸性磷类萃取剂与稀释剂混合物,其中的酸性磷类萃取剂包括但不限于p507、p204、c272中至少一种。

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的恢复萃取能力的有机相中铀、钍总量在2ppm~10ppm之间。

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,净化剂与被放射性元素毒化的有机相进行搅拌混合、静置分离后含有铀、钍,采用中性磷类萃取剂对含铀、钍的净化剂进行铀、钍资源的综合回收利用,净化剂再回用于处理毒化有机相。


技术总结
一种稀土冶炼分离过程中被放射性元素毒化的有机相再生方法。针对稀土冶炼分离过程中高浓度盐酸反萃后的有机萃取剂被放射性元素毒化的问题,提出了一种高效再生方法,该方法采用高酸度磷酸的净化剂对含有铀、钍的有机相进行再生,去除有机相中的铀、钍等放射性元素,恢复其萃取能力,实现高效再生。该方法解决了稀土冶炼分离过程中有机相萃取剂在多次使用后因铀、钍放射性元素积累带来的萃取能力下降以及最终产品内放射性元素含量过高的问题,可一次性降低铀、钍含量99%以上,稀土萃取能力恢复30%以上。

技术研发人员:李月亮
受保护的技术使用者:保定市满城华保稀土有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/30
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