稀土化学9-3.pptVIP

9.5我国稀土萃取分离技术的现状 及发展趋势 溶剂萃取法：是一种重要的化工分离手段, 它具有提取和分离效率高、便于连续操作 和生产能力大等优点,已成为国内外稀土分 离的主要手段。 稀土萃取分离研究与发展： 近40多年来,全国许多单位在稀土生产工艺和理论研究上作了大量的工作。 研究开发了三出口和一步萃取多出口工艺; 针对稀土原料组元多、成分变化大的特点,研究提出了多组分稀土分离的等效组分———等效分离因数法、有效———等效分离因数法、有效分离系数模型和模糊萃取分离技术等优化串级萃取工艺参数的方法和技术,丰富和发展了串级萃取理论。 合成并推广了优良的萃取剂,经过长期工业生产实践的检验,综合的萃取性能,如分离系数和萃取容量等最理想的还是P507和环烷酸。 目前,P507已广泛地应用于稀土元素的分离与纯制,环烷酸则应用于钇与其它稀土元素的分离与纯制。改进了萃取器的结构,可以根据工艺需要调整混合室的接触流比和澄清室相比,并向着大型的方向发展。 目标： 经过这些年的努力,我国已拥有一批具有国际先进水平的稀土萃取分离工艺(生产流程),各稀土分离生产企业已经进入完善工艺、提高管理和控制水平、追求产品的物理特性和质量稳定性、降低消耗、追求绿色的清洁化的生产方式符合环保的目标、追求更好的经济效益阶段。 9.5.1 我国几种典型稀土原料配分的特点 9.5.1.1包头混合型稀土矿及氟碳铈镧矿 包头氟碳铈矿从白云鄂博矿选矿制取。白云鄂博矿是目前世界上最大的稀土矿床,也是我国重要稀土原料基地,包头稀土矿以氟碳铈矿为主,伴生部分独居石矿。从已有数据可知,包头混合行稀土矿轻稀土元素含量占98%,而中、重稀土含量仅2%～4%,但铕含量较高,因此也是提取氧化铕的重要原料。就轻稀土而言,除了上述两种储量丰富的稀土矿外,还有产于我国四川牦牛坪和山东微山湖的氟碳铈镧矿,两矿矿质优良,容易选冶,稀土配分与包头氟碳铈矿基本一致。随着稀土应用领域的拓宽,也将成为重要的稀土原料供应基地。 9.5.1.2离子吸附型稀土矿 离子吸附型稀土矿是分布于我国南方(江西、广东、福建等)特有的稀土矿种,易开采,组分好,放射性元素含量低。 所富含的钇、铕、铽、镝等都是发展高技术产业不可缺少的原材料,现在已成为我国南方各稀土生产企业的主要原料。 习惯上,人们按含钇的不同将离子矿细分为低、中、高钇离子吸附型稀土矿。 高钇离子吸附型稀土矿目前仅在江西发现,迄今为止,我国尚没有第二种资源能同高钇矿一样在相应产业中处于如此垄断的地位。 该矿的轻稀土含量较小,仅为6%～15%,而中稀土含量为8%～12%,重稀土含量为15%～22%,钇的含量则高达55%以上。 一般,低钇离子吸附型稀土矿的轻稀土含量为68%～73%,而中稀土含量为8%～12%,重稀土含量为23%,钇的含量则为10%～20%。 中钇富铕离子吸附型稀土矿有价元素钕、铕、铽、镝、钇含量比较均衡,附加值较高。轻稀土含量一般为54 %～60%,而中稀土含量为6%～10%,重稀土含量为3%～5%,钇的含量则为20%～30%。 9.5.1.3广东南山海独居石矿 广东南山海独居石矿以轻稀土为主,其含量一般在88%～93%,中重稀土中铕含量较低,而铽、镝、钇含量较高。 研究表明,用该原料生产的镧产品,由于产品中Ac227的存在,其总α比活度较高。Ac227在周期表中位于La的下面,与大多数镧系元素一样呈稳定的正三价,Ac的离子半径比La大一些,其化学性质与镧系相似,所以用任何分离La的化学方法也难以除掉Ac227,但在80年代我国就研究开发了用萃取法从镧产品中除Ac227的工艺,能够把Ac227的活度降至本底水平。 9.5.2 我国现行稀土萃取分离技术存在的问题 ? 经过近40年的发展,我国已拥有一批具有国际先进水平的稀土萃取分离工艺 (生产流程),但在实际生产过程中,仍存在一些不足,需进一步研究完善。 萃取剂方面的问题 萃取设备的问题 工艺之间相互衔接的问题 稀土氧化物物性控制的问题 串级萃取工艺控制的问题 可持续发展与环境污染的问题 9.5.2.1 萃取剂方面的问题 一般稀土萃取分离工厂一次投入的萃取剂费用要占工厂总投资的20%～30%,所占的比例相当大,而且溶剂的损失占生产成本的比例也不小,因此,萃取剂方面的问题值得重视。 开发新的萃取剂,虽然需要做大量的基础研究和长时间的性能考察,但是一个良好萃取剂的应用将会使该领域的萃取工业技术为之面貌一新。 因此萃取剂的不断改进是萃取技术永恒的课题。我国稀土行业现行萃取分离工艺所普遍采用的萃取剂主要是环烷酸和P507。 P507：对稀土元素的平均分离系数在2左右,是有效的稀土分离萃