本發明涉及一種稀土金屬萃取方法，更具體地說，尤其涉及一種萃取分離高純銩、鐿、镥的方法。
背景技術：
：單一的tm2o3、yb2o3、lu2o3產品可用于制x一射線裝置、反應堆控制材料、熒光粉激活劑、石榴石添加劑等工業中。隨著高科技產業的發展，其應用領域不斷擴大，對產品的需求量也不斷增大。高純tm2o3、yb2o3、lu2o3產品生產方法主要有：萃取色層法和萃取法。萃取色層法的主要不足在于：所需設備復雜，試劑昂貴，并且需要恒溫裝置，對廠房環境的要求也較高，因此設備投資大、維護困難，且生產過程不連續，一次投料量小，生產周期長，單位產量產品的酸、堿等試劑消耗高，產品回收率低；同時該方法對人員素質和生產管理水平要求較高。萃取法采用的萃取劑有二(2-乙基己基磷酸(cyanwx272)和2-乙基己基磷酸單2-乙基已基脂(p507)。其中cyanex272體系萃取劑價格昂貴，萃取容量低，平均分離系數小(～1.3)，試劑、設備投資大，料液質量要求高，分離體系易乳化生產過程較難控制；而p507體系生產時，雖然分離系數較大，但要求平衡時間很長(約30分鐘)，是一般萃取分離平衡時間的5倍，使得試劑、設備的利用率大大降低，而且萃取平衡酸度高，有機相中所萃取銩鐿镥難于反萃，產品收率低，甚至不能連續生產。針對傳統的銩鐿镥富集物萃取分離工藝存在的問題，需提高銩鐿镥分離效果，降低酸堿消耗，減少有機相與稀土的存槽量，降低生產成本。技術實現要素：本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提供一種充槽投資小、分離成本低、生產廢水少、產品回收率高且分離時間較短的萃取分離高純銩、鐿、镥的方法。本發明的技術方案是這樣實現的：一種萃取分離銩、鐿、镥的方法，該方法包括下述步驟：(1)在tm(yb)lu分離槽中，采用負載了tmyb的有機相和(yblu)cl3溶液分離tmyblu氯化物溶液得到tmyb水相和yblu有機相；(2)在tm/yb分離槽中，采用有機相和ybcl3溶液分離步驟(1)的tmyb水相，得到純tm水相和yb有機相；在tm/yb分離槽中分流體積百分比為30～60％的負載了tmyb的有機相通過tm(yb)lu分離槽和tm/yb分離槽的級間串聯管路進入步驟(1)用于分離tmyblu氯化物溶液；(3)在yb/lu分離槽中，yblu分離采用有機相進料方式，采用步驟(2)的yb有機相和lucl3溶液分離步驟(1)的yblu有機相得純yb水相和lu有機相；在yb/lu分離槽中分流體積比為30～60％的ybcl3溶液通過tm/lu分離槽和yb/lu分離槽的級間串聯管路返回步驟(2)用于分離步驟(1)的tmyb水相，其余作為產品；在yb/lu分離槽中分流體積比為20～40％的yblu水相通過tm(yb)lu分離槽和yb/lu分離槽的級間串聯管路進入步驟(1)分離tmyblu氯化物溶液；(4)在反萃lu槽中，采用鹽酸反萃步驟(3)的lu有機相得到純lu水相，將體積百分比為3～10％的lucl3溶液通過yb/lu分離槽和反萃lu槽的級間串聯管路返回步驟3)用于分離步驟(1)的yblu有機相，其余作為產品。上述的一種萃取分離銩、鐿、镥的方法，步驟(1)中，所述有機相由下述體積百分比的原料組成：p50740～55％、異辛醇5～15％、其余為煤油；所述(yblu)cl3溶液中，h+的濃度為0.1～2mol/l，yb3+和lu3+的總濃度為0.3～2mol/l。上述的一種萃取分離銩、鐿、镥的方法，步驟(2)中，所述有機相由下述體積百分比的原料組成：p50740～55％、異辛醇5～15％、其余為煤油；所述ybcl3溶液中，h+的濃度為0.1～2mol/l，yb3+的濃度為0.3～2mol/l。上述的一種萃取分離銩、鐿、镥的方法，步驟(3)中，所述lucl3溶液中，h+的濃度為0.1～2mol/l，lu3+的濃度為0.3～2mol/l。上述的一種萃取分離銩、鐿、镥的方法，步驟(4)中，所述鹽酸濃度為5～7mol/l。本發明采用上述工藝后，由于tm/lu分離系數比tm/yb或yb/lu大，按tm/lu分離為原則將tmyblu分離為tmyb和yblu，根據串級優化萃取工藝設計理論計算，這樣分離的萃取量和洗滌量會小很多，大大縮短了工藝流程，減小了萃取槽體積，降低了萃取槽的充槽一次性投資和化工材料單耗，生產成本會大幅下降。步驟(1)的tm(yb)lu分離與步驟(2)tm/yb分離、步驟(3)yb/lu分離，三個分離步驟實現組合聯動。步驟(2)tm/yb分離中分流30～60％負載了tmyb的有機相進入步驟(1)分離tmyblu氯化物，替代了tm(yb)lu分離槽的萃取量，tm(yb)lu分離槽的有機相不需要堿液皂化了，從而沒有堿液的消耗；步驟(2)tm/yb分離得到的yb有機相進入步驟(3)用于分離步驟(1)的yblu有機相，使yb/lu分離槽的萃取量利用了tm/yb分離槽的萃取量，yb/lu分離槽的萃取劑不需要皂化了，從而沒有堿液的消耗；利用步驟(3)yb/lu分離的純yb水相作為步驟(2)tm/yb分離的洗滌液，替代傳統tm/yb分離的鹽酸洗滌液，減少了鹽酸的消耗，純yb水相作為洗滌液洗滌有機相負載的tm，提高了洗滌和分離tm的效果；利用步驟(3)yb/lu分離中的部分yblu水相作為步驟(1)tm(yb)lu分離槽分離tmyblu的洗滌液，替代傳統萃取分離的鹽酸洗滌液，減少了鹽酸的消耗，yblu水相作為洗滌液洗滌有機相負載的tmyb，提高了洗滌和分離tmyb的效果；步驟(4)中反萃液分流一部分lucl3作為洗滌液替代傳統鹽酸洗滌液，此lucl3洗滌液洗滌有機相負載的yb，提高了洗滌和分離yb的效果，而且減少了酸消耗。本發明中充分利用萃取量和用稀土溶液作為洗滌液，從而達到減少酸堿消耗，降低生產成本的目的，也減小了萃取分離生產廢水的排放量，并降低了廢水中的酸度和鹽分。具體實施方式下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明，但并不構成對本發明的任何限制。本發明的一種萃取分離銩、鐿、镥的方法，該方法包括下述步驟：(1)在tm(yb)lu分離槽中，采用由體積百分比為40～55％的p507、5～15％的異辛醇、其余為煤油組成且負載了tmyb的的有機相和h+的濃度為0.1～2mol/l，yb3+和lu3+的總濃度為0.3～2mol/l的(yblu)cl3溶液分離tmyblu氯化物溶液得到tmyb水相和yblu有機相。tm/lu分離系數比tm/yb或yb/lu大，按tm/lu分離為原則將tmyblu分離為tmyb和yblu，根據串級優化萃取工藝設計理論計算，這樣分離的洗滌量或萃取量會小很多，大大縮短了工藝流程，減小了萃取槽體積，降低了充槽一次性投資和化工材料單耗，生產成本會大幅下降。(2)在tm/yb分離槽中，采用由體積百分比為40～55％的p507、5～15％的異辛醇、其余為煤油組成的有機相和h+的濃度為0.1～2mol/l，yb3+的濃度為0.3～2mol/l的ybcl3溶液分離步驟(1)的tmyb水相，得到純tm水相和yb有機相，純tm水相即tmcl3溶液；在tm/yb分離槽中分流體積百分比為30～60％的負載了tmyb的有機相通過tm(yb)lu分離槽和tm/yb分離槽的級間串聯管路進入步驟(1)用于分離tmyblu氯化物溶液；(3)在yb/lu分離槽中，yblu分離采用有機相進料方式，采用h+的濃度為0.1～2mol/l，lu3+的濃度為0.3～2mol/l的lucl3溶液和步驟(2)的yb有機相分離步驟(1)的yblu有機相得純yb水相和lu有機相，純yb水相即ybcl3溶液；在yb/lu分離槽中分流體積比為30～60％的ybcl3溶液通過tm/lu分離槽和yb/lu分離槽的級間串聯管路返回步驟(2)用于分離步驟(1)的tmyb水相，其余作為產品；在yb/lu分離槽中分流體積比為20～40％的yblu水相通過tm(yb)lu分離槽和yb/lu分離槽的級間串聯管路進入步驟(1)分離tmyblu氯化物溶液；yblu水相即(yblu)cl3溶液；4)在反萃lu槽中，采用濃度為5～7mol/l的鹽酸反萃步驟(3)的lu有機相得到純lu水相，純lu水相即lucl3溶液，將體積百分比為3～10％的lucl3溶液通過yb/lu分離槽和反萃lu槽的級間串聯管路返回步驟(3)用于分離步驟(1)的yblu有機相，其余作為產品。步驟(1)的tm(yb)lu分離與步驟(2)tm/yb分離、步驟(3)yb/lu分離，三個分離步驟實現組合聯動。步驟(2)tm/yb分離中分流30～60％負載了tmyb的有機相進入步驟(1)分離tmyblu氯化物，替代了tm(yb)lu分離的萃取量，tm(yb)lu分離槽的有機相不需要堿液皂化了，從而沒有堿液的消耗；步驟(2)tm/yb分離得到的yb有機相進入步驟(3)用于分離步驟(1)的yblu有機相，使yb/lu分離槽的萃取量利用了tm/yb分離槽的萃取量，yb/lu分離槽的萃取劑不需要皂化了，從而沒有堿液的消耗；利用步驟(3)yb/lu分離的純yb水相作為步驟(2)tm/yb分離槽分離tmyb的洗滌液，替代傳統tm/yb分離的鹽酸洗滌液，減少了鹽酸的消耗，純yb水相作為洗滌液洗滌有機相負載的tm，提高了洗滌和分離tm的效果；利用步驟(3)yb/lu分離中的部分yblu水相作為步驟(1)tm(yb)lu分離槽分離tmyblu的洗滌液，替代傳統萃取分離的鹽酸洗滌液，減少了鹽酸的消耗，yblu水相作為洗滌液洗滌有機相負載的tmyb，提高了洗滌和分離tmyb的效果；步驟(4)中反萃液分流一部分lucl3作為洗滌液替代傳統鹽酸洗滌液，此lucl3洗滌液洗滌有機相負載的yb，提高了洗滌和分離yb的效果，而且減少了酸消耗。實施例1稀土物料組份如下表(按氧化物計算)。元素tm2o3yb2o3lu2o3百分含量(％)13.5176.589.91將上述稀土物料分離成tm、yb、lu三個單一稀土元素產品，產品質量指標達到如下表分離效果。產品名稱稀土純度(％)tm＞99.99yb＞99.99lu＞99.99在tm(yb)lu分離槽中，采用體積比為55％p507、15％異辛醇、其余為煤油組成的負載了tmyb的有機相和[h+]濃度為0.2mol/l、[yb3++lu3+]濃度為0.8mol/l的(yblu)cl3溶液作為洗滌液通過70級萃取分離稀土濃度為1.2mol/l，酸度為ph3.5的tmyblu氯化物溶液得到tmyb水相和yblu有機相；在tm/yb分離槽中，采用體積比為55％p507、15％異辛醇、其余為煤油組成的有機相(皂化率為36％)和[h+]濃度為0.3mol/l、[yb3+]濃度為1.0mol/l的ybcl3溶液作為洗滌液通過90級萃取分離tmyb水相，得到純tm水相(tm/(tmyblu)>99.99％)和yb有機相；在tm/yb分離槽的第40級分流50％有機相進入tm(yb)lu分離槽中用作分離tmyblu的有機相；在yb/lu分離槽中，采用[h+]濃度為0.4mol/l、[lu3+]濃度為1.1mol/l的lucl3溶液作為洗滌液和yb有機相通過120級萃取分離yblu有機相得到純yb水相(yb/(tmyblu)>99.99％)和lu有機相；將純yb水相的50％返回用作分離tmyb水相的洗滌液，其余作為產品；在yb/lu分離槽的第60級中分流25％水相用作分離tmyblu氯化物溶液的洗滌液；在反萃lu槽中，采用濃度為6.5mol/l的鹽酸反萃lu有機相得到純lu水相(lu/(tmyblu)>99.99％)，lu水相3.5％返回用作分離yblu有機相的洗滌液，其余作為產品；經測算，該萃取分離銩鐿镥的方法與傳統分離銩鐿镥的方法相比，存槽有機相減少約31％，稀土存槽量減少約33％，鹽酸消耗減少約40％，液堿消耗減少約40％。實施例2稀土物料組份如實施例1稀土物料組份。將上述稀土物料分離成tm、yb、lu三個單一稀土元素產品，產品質量指標達到實施例1分離效果。在tm(yb)lu分離槽中，采用體積比為40％p507—5％異辛醇—煤油的有機相的負載了tmyb的有機相和[h+]濃度為0.8mol/l、[yb3++lu3+]濃度為0.2mol/l的(yblu)cl3溶液作為洗滌液通過80級萃取分離稀土濃度為1.2mol/l，酸度為ph3.5的tmyblu氯化物溶液得到tmyb水相和yblu有機相；在tm/yb分離槽中，采用體積比為40％p507、5％異辛醇、其余為煤油組成的有機相(皂化率為36％)和[h+]濃度為0.3mol/l、[yb3+]濃度為1.0mol/l的ybcl3溶液作為洗滌液通過98級萃取分離tmyb水相，得到純tm水相(tm/(tmyblu)>99.99％)和yb有機相；在tm/yb分離槽的第45級分流30％萃取劑進入tm(yb)lu分離槽中用作分離tmyblu的有機相；在yb/lu分離槽中，采用[h+]濃度為0.4mol/l、[lu3+]濃度為1.1mol/l的lucl3溶液作為洗滌液和yb有機相通過130級萃取分離yblu有機相到純yb水相(yb/(tmyblu)>99.99％)和lu有機相；將純yb水相的30％返回分離tmyb水相，其余作為產品；在yb/lu分離槽的第63級中分流55％水相用作分離tmyblu氯化物溶液的洗滌液；在反萃lu槽中，采用濃度為6.5mol/l的鹽酸反萃lu有機相得到純lu水相(lu/(tmyblu)>99.99％)，lu水相8.5％返回用作分離yblu有機相的洗滌液，其余作為產品；經測算，該萃取分離銩鐿镥的方法與傳統分離銩鐿镥的方法相比，存槽有機相減少約29％，稀土存槽量減少約30％，鹽酸消耗減少約40％，液堿消耗減少約40％。以上所舉實施例為本發明的較佳實施方式，僅用來方便說明本發明，并非對本發明作任何形式上的限制，任何所屬
技術領域：
中具有通常知識者，若在不脫離本發明所提技術特征的范圍內，利用本發明所揭示技術內容所作出局部更動或修飾的等效實施例，并且未脫離本發明的技術特征內容，均仍屬于本發明技術特征的范圍內。當前第1頁12