一種環烷酸萃取有機相的稀土皂化工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種環烷酸萃取有機相的稀土皂化工藝，以氫氧根型強堿性苯乙烯陰離子交換樹脂為助劑，來實現環烷酸萃取有機相的稀土皂化。在皂化反應器中，依次加入含有環烷酸及添加劑的煤油或磺化煤油溶液、氯化稀土水溶液和氫氧根型強堿性苯乙烯陰離子交換樹脂；室溫下充分攪拌反應完畢后靜置分層。上層為稀土皂化環烷酸有機相，中層為水相，下層為固態的強堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相；放出水相和強堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相，獲得皂化率為60%～90%的稀土皂化環烷酸有機相。本發明具有提高稀土產品純度、降低生產成本、節省能量等優點。
【專利說明】
-種環燒酸萃取有機相的稀±皂化工藝
技術領域
[0001] 本發明設及萃取劑環燒酸皂化有機相的制作方法，特別是設及一種W氨氧根型強 堿性苯乙締陰離子交換樹脂為助劑的萃取劑環燒酸的稀±皂化方法，具體屬于溶劑萃取技 術領域。
【背景技術】
[0002] 由于溶劑萃取是具有產品純度高、組分收率高、生產規模大、分離成本低等優點， 從而成為工業化分離稀±元素的最重要方法。萃取劑環燒酸主要用于制備高純銅和錠。 1978年，北京大學化學系稀有專業的科學家采用環燒酸-辛醇-煤油溶液制備純度達到 99.95 %的錠產品（北京大學化學系稀有專業，環燒酸鹽酸體系從龍南混合稀±萃取分離高 純氧化錠，稀±與妮，1978年第2期第49~61頁），皂化方法為氨皂化。1978年，馮殿忠等人W 20%環燒酸-15%混合醇(C9~Cll)-環化煤油溶液為萃取有機相制備高純氧化銅(馮殿忠 等，用環燒酸萃取法制備高純氧化銅，蘭州大學學報，1978年第1期第70~78頁），所用皂化 方法是氨皂化。1985年報道，安徽省冶金科學研究所采用環燒酸為萃取劑，還原萃取法制備 巧光級氧化錠，萃取時萃取有機相需要皂化。2001年，田君等人采用環燒酸-石油亞諷-煤油 溶液為萃取有機相制備純度大于99.99%的錠產品（田君等，用環燒酸石油亞諷從混合氯化 稀±溶液中萃取分離錠，濕法冶金，2001年，第20卷第1期第37~40頁），所采用的皂化方法 是氨皂化。隨著氨氮排放標準的要求提高，W氨水為皂化劑的氨皂化已經被淘汰了。目前使 用的皂化劑主要有氨氧化鋼、氨氧化巧、氧化巧和氧化儀等含金屬元素的無機堿，其中應用 較多的是氨氧化鋼和氨氧化巧。運些無機堿皂化環燒酸萃取劑的最大缺點是無機堿中的部 分金屬離子會進入稀±分離產品而形成皂化沾污，對產品純度帶來不利影響。因此，在后續 工藝中通常還需要建立分離運些皂化雜質的相關工藝。
[0003] 在分離工藝中，評價離子交換樹脂的重要技術指標是有效交換容量。有效交換容 量有時簡稱交換容量。陰離子離子交換樹脂的有效交換容量是指每kg干樹脂有效交換一價 陰離子的摩爾數;此時，有效交換容量的單位為mol/kg。也有人采用每升干樹脂有效交換一 價陰離子的摩爾數;此時，有效交換容量的單位則為mol/L。雖然采W質量計的單位mol/kg 與W體積計的單位mol/L可W換算。但是，就有效交換容量的準確度而言，采用質量計單位 mo 1 Ag高于采用體積計單位mo 1 /L。順便說明一下，一定質量的干樹脂的總交換量通過W下 公式來計算：
[0004] n=mXQ (1)
[0005] 式（1)中，m為干樹脂的質量，其單位為kg;Q為樹脂的有效交換容量，其單位為mol/ kg;n為總交換量，其單位為mol。由式（1)可知，總交換量是指給定樹脂質量m時的最大有效 交換量。實際上，總交換量就是給定樹脂質量m時的最大交換摩爾數，因此總交換量也稱為 總交換摩爾數。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是針對萃取劑環燒酸采用氨氧化鋼和氨氧化巧等無機堿皂化時無 機堿中的部分金屬離子（比如鋼離子、巧離子等)會沾污稀±產品的缺點，建立一種無皂化 沾污的萃取劑環燒酸的稀±皂化方法。
[0007] 本發巧的稀止皂化原理，Pi化舉巧府方巧式親示為：
[000引
[0009]
[0010]反應式(2)和(3)中，HA表示萃取劑環燒酸，R4N0H表示氨氧根型強堿性苯乙締陰離 子交換樹脂，R4NC1表示氯根型強堿性苯乙締陰離子交換樹脂，下標"0"表示有機相，下標 V表示水相，下標V表示固態的樹脂相。本發明通過反應式(2)或(3)實現萃取劑環燒酸 的稀±皂化。由反應式(2)和(3)可知，本發明是通過水溶液中的氯離子與氨氧根型強堿性 苯乙締陰離子交換樹脂中的氨氧根發生交換作用來促進稀±與萃取劑環燒酸的皂化反應。
[0011] 本發明一種環燒酸萃取有機相的稀±皂化工藝，W氨氧根型強堿性苯乙締陰離子 交換樹脂為助劑而實現環燒酸萃取有機相的稀上皂化，具體通過W下工藝方案來實現。
[0012] 控制氯化稀±與萃取劑環燒酸的摩爾比為0.20:1~0.40:1、氨氧根型強堿性苯乙 締陰離子交換樹脂相對氯離子的總交換摩爾數與氯化稀上的摩爾數之比為5:1~9:1;在皂 化反應器中依次加入含有0.6M~0.9M環燒酸及體積百分數為10 %~20 %添加劑的未負載 萃取有機相，pH為1~3及稀±濃度為0.8M~1.2M的氯化稀±水溶液，相對氯離子的有效交 換容量為3mol/kg~5mol/kg及平均粒徑為0.4mm~0.6mm的氨氧根型強堿性苯乙締陰離子 交換樹脂。室溫下充分攬拌40min~60min后，靜置分層。上層為稀±皂化環燒酸有機相，中 層為水相，下層為固態的強堿性苯乙締陰離子交換樹脂相。放出水相和強堿性苯乙締陰離 子交換樹脂相，獲得稀上皂化環燒酸有機相，其皂化率為60 %~90 %。
[0013] 所述的氯化稀±為^氯化銅LaCl3或S氯化錠YCb或二氯化亞館化Cl2。
[0014] 所述的未負載萃取有機相是環燒酸和添加劑的煤油或橫化煤油溶液。
[0015] 所述添加劑為石油亞諷或仲辛醇或碳鏈C9~Cll的混合醇。
[0016] 本發明的優點：可W消除氨氧化鋼或氨氧化巧等無機堿皂化劑中金屬元素對稀± 分離產品的巧污，提高稀±產品的純度；同時可W免去在后續工藝中分離皂化雜質的工序， 降低生產成本;室溫下皂化，節省能量。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合具體實施例對本發明所述的一種環燒酸萃取有機相的稀±皂化工藝作 進一步描述。
[001引實施例1
[0019]控制氯化錠與萃取劑環燒酸的摩爾比為0.25、氨氧根型強堿性苯乙締陰離子交換 樹脂相對氯離子的總交換摩爾數（即總交換量)與錠的摩爾數之比為8:1;在皂化反應器中 依次加入含有0.8M環燒酸及體積百分數為15%石油亞諷的未負載橫化煤油溶液，抑為2及 錠濃度為0.8M~1.2M的S氯化錠YCb水溶液，相對氯離子的有效交換容量為4mol/kg及平 均粒徑為0.5mm的氨氧根型強堿性苯乙締陰離子交換樹脂。室溫下充分攬拌50min后，靜置 分層。上層為錠皂化環燒酸有機相，中層為水相，下層為固態的強堿性苯乙締陰離子交換樹 脂相。放出水相和強堿性苯乙締陰離子交換樹脂相，獲得錠皂化環燒酸有機相，其皂化率為 75%。
[0020] 實施例2
[0021] 控制氯化銅與萃取劑環燒酸的摩爾比為0.20:1、氨氧根型強堿性苯乙締陰離子交 換樹脂相對氯離子的總交換摩爾數（即總交換量)與銅的摩爾數之比為7:1;在皂化反應器 中依次加入含有0.6M環燒酸及體積百分數為10%仲辛醇的未負載橫化煤油溶液，抑為3及 銅濃度為0.8M的S氯化銅LaCl3水溶液，相對氯離子的有效交換容量為3mol/kg及平均粒徑 為0.4mm的氨氧根型強堿性苯乙締陰離子交換樹脂。室溫下充分攬拌40min后，靜置分層。上 層為銅皂化環燒酸有機相，中層為水相，下層為固態的強堿性苯乙締陰離子交換樹脂相。放 出水相和強堿性苯乙締陰離子交換樹脂相，獲得銅皂化環燒酸有機相，其皂化率為60%。
[0022] 實施例3
[0023] 控制氯化錠與萃取劑環燒酸的摩爾比為0.30:1、氨氧根型強堿性苯乙締陰離子交 換樹脂相對氯離子的總交換摩爾數（即總交換量)與錠的摩爾數之比為9:1;在皂化反應器 中依次加入含有0.9M環燒酸及體積百分數為20%碳鏈C9~Cll的混合醇的未負載煤油溶 液，pH為1及錠濃度為1.2M的S氯化錠YCb水溶液，相對氯離子的有效交換容量為5mol/kg 及平均粒徑為0.6mm的氨氧根型強堿性苯乙締陰離子交換樹脂。室溫下充分攬拌60min后， 靜置分層。上層為錠皂化環燒酸有機相，中層為水相，下層為固態的強堿性苯乙締陰離子交 換樹脂相。放出水相和強堿性苯乙締陰離子交換樹脂相，獲得錠皂化環燒酸有機相，其皂化 率為90 %。
[0024] 實施例4
[00巧]控制二氯化亞館EuCl2與萃取劑環燒酸的摩爾比為0.40:1、氨氧根型強堿性苯乙 締陰離子交換樹脂相對氯離子的總交換摩爾數（即總交換量)與二氯化亞館的摩爾數之比 為5:1;在皂化反應器中依次加入含有0.6M環燒酸及體積百分數為15%仲辛醇的未負載橫 化煤油溶液，pH為2及館濃度為1. OM的二氯化亞館EuCl2水溶液，相對氯離子的有效交換容 量為4mol/kg及平均粒徑為0.5mm的氨氧根型強堿性苯乙締陰離子交換樹脂。室溫下充分攬 拌60min后，靜置分層。上層為館皂化環燒酸有機相，中層為水相，下層為固態的強堿性苯乙 締陰離子交換樹脂相。放出水相和強堿性苯乙締陰離子交換樹脂相，獲得館皂化環燒酸有 機相，其皂化率為80 %。
[00%] 實施例5
[0027]控制氯化錠與萃取劑環燒酸的摩爾比為0.20:1、氨氧根型強堿性苯乙締陰離子交 換樹脂相對氯離子的總交換摩爾數（即總交換量)與錠的摩爾數之比為6:1;在皂化反應器 中依次加入含有0.6M環燒酸及體積百分數為10%石油亞諷未負載煤油溶液，抑為3及錠濃 度為0.8M的S氯化錠YCb水溶液，相對氯離子的有效交換容量為3mol/kg、平均粒徑為 0.4mm的氨氧根型強堿性苯乙締陰離子交換樹脂。室溫下充分攬拌40min后，靜置分層。上層 為錠皂化環燒酸有機相，中層為水相，下層為固態的強堿性苯乙締陰離子交換樹脂相。放出 水相和強堿性苯乙締陰離子交換樹脂相，獲得錠皂化環燒酸有機相，其皂化率為60%。
【主權項】
1. 一種環烷酸萃取有機相的稀土皂化工藝，其特征在于：所述的稀土皂化工藝以氫氧 根型強堿性苯乙烯陰離子交換樹脂為助劑而實現環烷酸萃取有機相的稀土皂化;具體控制 氯化稀土與萃取劑環烷酸的摩爾比為0.20:1~0.40:1、氫氧根型強堿性苯乙烯陰離子交換 樹脂相對氯離子的總交換摩爾數與氯化稀土的摩爾數之比為5:1~9:1;在皂化反應器中依 次加入含有0.6 M~0.9 M環烷酸及體積百分數為10%~20%添加劑的未負載萃取有機相，pH 為1~3及稀土濃度為0.8 M~1.2 M的氯化稀土水溶液，相對氯離子的有效交換容量為3 mol/kg~5 mol/kg及平均粒徑為0.4 mm~0.6 mm的氫氧根型強堿性苯乙稀陰離子交換 樹脂;室溫下充分攪拌40 min~60 min后，靜置分層;上層為稀土皂化環烷酸有機相，中層 為水相，下層為固態的強堿性苯乙烯陰離子交換樹脂相;放出水相和強堿性苯乙烯陰離子 交換樹脂相，獲得稀土皂化環烷酸有機相，其皂化率為60%~90%; 所述的氯化稀土為三氯化鑭LaCl3或三氯化釔YCl3或二氯化亞銪EuCl2; 所述的未負載萃取有機相是環烷酸和添加劑的煤油或磺化煤油溶液； 所述的添加劑為石油亞砜或仲辛醇或碳鏈C9~Cll的混合醇。
【文檔編號】C22B3/42GK105925802SQ201610305278
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月10日
【發明人】鐘學明
【申請人】南昌航空大學