一種工業(yè)級(jí)鈥原料制備5n鈥的方法
【專利摘要】本發(fā)明一種工業(yè)級(jí)鈥原料制備5N鈥的方法，以2N～3N級(jí)氯化鈥為料液，環(huán)烷酸為萃取劑分離釔，酸性膦試劑P229為萃取劑分離鏑、鉺和銩，包括12個(gè)步驟，其中4個(gè)分離步驟和8個(gè)輔助步驟；4個(gè)分離步驟分別為Y/DyHoErTm分離工段、DyHo/HoErTm分離工段、Dy/Ho分離工段、Ho/ErTm分離工段，8個(gè)輔助步驟分別為環(huán)烷酸萃取的反萃工段、萃酸工段、環(huán)烷酸稀土皂化工段、濃縮工段、萃酸工段、P229稀土皂化工段、P229萃取的反萃工段和P229稀土皂化工段。Dy/Ho分離與Ho/ErTm分離串聯(lián)。本發(fā)明可以獲得相對(duì)純度為99.9990%～99.9995%的5N級(jí)鈥產(chǎn)品，其產(chǎn)率高達(dá)94.24%～96.49%。本發(fā)明具有鈥產(chǎn)品純度高、鈥產(chǎn)品產(chǎn)率高、生產(chǎn)規(guī)模大、化工試劑消耗少、操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種工業(yè)級(jí)鈥原料制備5N鈥的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種工業(yè)級(jí)鈥原料制備5N鈥的方法，特別是涉及以2N?3N級(jí)氯化鈥溶液為料液，環(huán)烷酸為萃取劑分離釔，酸性膦試劑P229為萃取劑分離鏑、鉺和銩，制備純度?99.999%鈥產(chǎn)品的萃取分離工藝方法。本發(fā)明屬于溶劑萃取中的稀土分離技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鈥是具有重要用途的稀土元素之一，廣泛用于磁致伸縮材料、熒光存材料、激光材料等高科技領(lǐng)域。相對(duì)純度(即稀土相對(duì)純度，時(shí)常簡(jiǎn)稱為純度)為99.999% (簡(jiǎn)稱5N)的鈥產(chǎn)品是制備高性能鈥材料的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。鈥產(chǎn)品的純度是影響相關(guān)鈥材料的性能和功能的關(guān)鍵因素之一，因此提尚欽廣品純度有著重要的實(shí)際意義。
[0003]1983年，鄒立志采用P507為萃取劑獲得了純度>85%的釓產(chǎn)品(鄒立志，釓、鋱、鏑、鈥P507萃取分離試驗(yàn)，江西冶金，1983年第2期第9?14頁(yè))，接著用萃取色層法將鈥產(chǎn)品純度提高到99 %。1999年，祝文才建立了制備純度為95 %鈥產(chǎn)品的萃取分離方法(祝文才，萃取法提純氧化鈥生產(chǎn)工藝探討，鈾礦冶，1999年，第18卷第4期，第273?275頁(yè))。1985年，申請(qǐng)?zhí)枮?5101611的中國(guó)專利采用P507萃淋樹(shù)脂色層法制備純度>3N5(999.5%)的鈥產(chǎn)品。2011年，申請(qǐng)?zhí)枮?01110408624.3的中國(guó)專利提出采用恒溫技術(shù)來(lái)控制萃取鈥的萃取分離溫度。截至今日，鮮見(jiàn)有關(guān)5N鈥產(chǎn)品制備方法的報(bào)道。
[0004]溶劑萃取法具有產(chǎn)品產(chǎn)率高、生產(chǎn)規(guī)模大、化工試劑消耗少、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。因此，溶劑萃取法理應(yīng)是制備5N鈥產(chǎn)品的首選方法。目前，稀土溶劑萃取分離生產(chǎn)工藝中鈥產(chǎn)品的相對(duì)純度為99%?99.9% (即鈥的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比)，主要雜質(zhì)是鏑、鈥、釔和銩。本發(fā)明結(jié)合鈥萃取分離生產(chǎn)的實(shí)際，以2N?3N級(jí)氯化鈥為料液，采用新的稀土皂化技術(shù)、滿載萃取技術(shù)、濃縮技術(shù)、以及分離流程的優(yōu)化等來(lái)提高鈥產(chǎn)品的純度，從而建立以環(huán)烷酸和P229為萃取劑、分餾萃取為核心技術(shù)的制備5N鈥產(chǎn)品的分離流程。
[0005]在分離工藝中，評(píng)價(jià)離子交換樹(shù)脂的重要技術(shù)指標(biāo)是有效交換容量。有效交換容量有時(shí)簡(jiǎn)稱交換容量。陰離子離子交換樹(shù)脂的有效交換容量是指每kg干樹(shù)脂有效交換一價(jià)陰離子的摩爾數(shù)。順便說(shuō)明一下，一定質(zhì)量的干樹(shù)脂的總交換量通過(guò)以下公式來(lái)計(jì)算:
[0006]n=mXQ(I)
[0007]式(I)中，111為干樹(shù)脂的質(zhì)量，其單位為kg;Q為樹(shù)脂的有效交換容量，其單位為mo I/kg;n為總交換量，其單位為mol。由式(I)可知，總交換量是指給定樹(shù)脂質(zhì)量m時(shí)的最大有效交換量。實(shí)際上，總交換量就是給定樹(shù)脂質(zhì)量m時(shí)的最大交換摩爾數(shù)，因此總交換量也稱為總交換摩爾數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是針對(duì)至今未有制備5N鈥產(chǎn)品的溶劑萃取分離工藝，建立一種溶劑萃取法制備5N鈥的分餾萃取工藝方法。
[0009]本發(fā)明一種工業(yè)級(jí)鈥原料制備5N鈥的方法，以2N?3N級(jí)氯化鈥為料液，環(huán)烷酸為萃取劑分離釔，酸性膦試劑P229為萃取劑分離鏑、鉺和銩，包括12個(gè)步驟，其中4個(gè)分離步驟和8個(gè)輔助步驟;4個(gè)分離步驟分別為Y/DyHoErTm分離、DyHo/HoErTm分離、Dy/Ho分離和Ho/ErTm分離工段，8個(gè)輔助步驟分別為環(huán)烷酸萃取的反萃工段1、萃酸工段1、環(huán)烷酸稀土皂化工段1、濃縮工段、萃酸工段I1、P229稀土皂化工段I1、P229萃取的反萃工段II和P229稀土皂化工段III。12個(gè)步驟具體如下:
[0010]I) Y/DyHoErTm 分離工段
[0011 ]第一步為環(huán)烷酸Y/DyHoErTm滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Y/DyHoErTm分離。來(lái)自第四步的稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相從Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，2N?3N級(jí)氯化鈥料液從Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第三步萃酸工段I的萃余水相氯化鏑鈥鉺銩溶液作為洗滌劑從最后一級(jí)進(jìn)入Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系；從Y/DyHoErTm滿載分饋萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得富乾溶液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，該富乾溶液中99.5088%?99.8531%用于第四步環(huán)烷酸稀土皂化工段I，其余0.4912%?0.1469%為富釔產(chǎn)品；從Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系的最后一級(jí)獲得負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相，負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相全部轉(zhuǎn)入第二步環(huán)烷酸萃取的反萃工段I。
[0012]所述的氯化鈥料液的稀土濃度為0.8mol/L?1.2mol/L，其中鈥的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比為0.99?0.999，pH值范圍為3?5。
[0013]2)環(huán)烷酸萃取的反萃工段I
[0014]第二步為環(huán)烷酸萃取Y/DyHoErTm的反萃工段I，實(shí)現(xiàn)第一步的負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相的反萃。采用濃度為2.9mol/L?3.lmol/L鹽酸為反洗酸，10級(jí)逆流反萃負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相中的稀土 DyHoErTm ；控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為3.4:1?3.6:1;從反萃余水相獲得的含酸氯化鏑鈥鉺銩溶液(即含酸的除釔氯化鈥料液)全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段I。
[0015]3)萃酸工段I
[0016]第三步為萃酸工段I，N235萃取除去第二步反萃工段所得的含酸氯化鏑鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸。萃酸有機(jī)相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6mol/L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L?？刂戚退嵊袡C(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化鏑鈥鉺鎊溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為3: I，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化鏑鈥鉺鎊溶液中的殘余鹽酸。萃酸工段I出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段I出口萃余水相除去釔之后的氯化鏑鈥鉺鎊溶液，用濃度為3mol/L?4mol/L氨水調(diào)節(jié)pH值為3?5。該pH值為3?5的除釔之后的氯化鏑鈥鉺銩溶液(簡(jiǎn)稱除釔氯化鏑鈥鉺銩溶液)，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中75.5382 %?75.7995 %用于第一步Y(jié)/DyHoErTm分離工段的洗滌劑，其余24.2005 %?24.4618 %為第五步DyHo/HoErTm分離工段的料液。
[0017]4)環(huán)烷酸稀土皂化工段I
[0018]第四步為環(huán)烷酸稀土皂化工段I，實(shí)現(xiàn)環(huán)烷酸萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼?lái)自第一步Y(jié)/DyHoErTm分離工段的富釔溶液中稀土與環(huán)烷酸萃取劑的摩爾比為0.25:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與富釔產(chǎn)品中稀土摩爾數(shù)之比為9:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入環(huán)烷酸萃取有機(jī)相，來(lái)自第一步的富釔溶液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為4mol/kg?6mol/kg及平均粒徑為0.4mm?0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相，其皂化率為75 % ο第四步環(huán)烷酸稀土皂化工段I所得的稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相全部用于第一步Y(jié)/DyHoErTm分離工段。
[0019]所述的環(huán)烷酸萃取有機(jī)相為環(huán)烷酸和石油亞砜的磺化煤油溶液，其中環(huán)烷酸濃度為0.6mol/L ?0.9mol/L，石油亞諷的濃度為 0.6mol/L ?0.9mol/L。
[0020]5) DyHo/HoErTm 分離工段
[0021 ] 第五步為DyHo/HoErTm滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)DyHo/HoErTm分離。來(lái)自第八步P229稀土皂化工段II的稀土皂化P229有機(jī)相從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第三步萃酸工段I pH值為3?5的除釔氯化鈥料液從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第七步萃酸工段II的萃余水相氯化鈥鉺銩溶液作為洗滌劑從最后一級(jí)進(jìn)入DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系；從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得DyHo料液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中92.5250%?93.2704%用于第八步P229稀土皂化工段11，其余7.4750 %?6.7296 %用作第九步Dy/Ho分離工段的料液;從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系的最后一級(jí)獲得負(fù)載HoErTm有機(jī)相，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中84.7515%?85.4342 %直接進(jìn)入第六步濃縮工段，其余15.2485 %?14.5658 %用作第十步Ho/ErTm分離工段的原料。
[0022]6)濃縮工段
[0023]第六步為濃縮工段，實(shí)現(xiàn)第五步的負(fù)載HoErTm有機(jī)相的濃縮。負(fù)載HoErTm有機(jī)相的濃縮采用濃度為3.0mol/L?3.5mol/L鹽酸，逆流反萃負(fù)載HoErTm有機(jī)相中的稀土HoErTm;控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載HoErTm有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為3.9:1?4.2:1;從濃縮工段的反萃余水相獲得的含酸氯化鈥鉺銩溶液全部轉(zhuǎn)入第七步萃酸工段II。
[0024]7)萃酸工段II
[0025]第七步為萃酸工段II，N235萃取除去第六步濃縮工段所得的含酸氯化鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸。萃酸有機(jī)相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6mol/L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L?？刂戚退嵊袡C(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸。萃酸工段II出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段II出口萃余水相氯化鈥鉺銩溶液全部用作第五步DyHo/HoErTm滿載分離工段的洗滌劑。
[0026]8)P229稀土皂化工段II
[0027]第八步為P229稀土皂化工段II，實(shí)現(xiàn)P229萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼?lái)自第五步的DyHo料液中稀土與P229萃取劑的摩爾比為0.12:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與DyHo料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入P229萃取有機(jī)相，來(lái)自第五步的DyHo料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為4mol/kg?6mol/kg及平均粒徑為0.4mm?0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化P229有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相；放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化P229有機(jī)相，其皂化率為36%。第八步卩229稀土皂化工段11所得的稀土皂化卩229有機(jī)相全部用于第五步DyHo/HoErTm分離工段。
[0028]所述的P229萃取有機(jī)相為P229的磺化煤油溶液，其中P229濃度為0.5mol/L?1.5mol/L0
[0029]9)Dy/Ho 分離工段
[0030]第九步為Dy/Ho分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Dy/Ho分離。來(lái)自第十二步的稀土皂化P229有機(jī)相從Dy/Ho分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第五步的DyHo料液從Dy/Ho分餾萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第十步Ho/ErTm分離工段的第一級(jí)萃余水相作為洗滌劑從最后一級(jí)進(jìn)入Dy/Ho分餾萃取體系；從Dy/Ho分餾萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品富鏑料液;從Dy/Ho分餾萃取體系的最后一級(jí)獲得負(fù)載Ho有機(jī)相，該負(fù)載Ho有機(jī)相用作第十步Ho/ErTm分離的稀土皂化有機(jī)相，全部進(jìn)入第十步Ho/ErTm分離工段的第一級(jí)。
[0031]10)Ho/ErTm 分離工段
[0032]第十步為有機(jī)進(jìn)料Ho/ErTm分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Ho/ErTm分離。來(lái)自第九步Dy/Ho分離工段的負(fù)載Ho有機(jī)相從Ho/ErTm分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第五步的負(fù)載HoErTm有機(jī)相從Ho/Er Tm分餾萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，洗滌酸從最后一級(jí)進(jìn)入Ho/ErTm分餾萃取體系；從Ho/ErTm分餾萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品5N級(jí)高純鈥;從Ho/ErTm分餾萃取體系的最后一級(jí)獲得負(fù)載富ErTm有機(jī)相，該負(fù)載富Er Tm有機(jī)相全部進(jìn)入第^^一步P229萃取的反萃工段II。
[0033]所述的洗滌酸為1.5mol/L?1.7mol/L鹽酸；
[0034]所述的分離產(chǎn)品5N級(jí)高純鈥中鈥的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為0.999990?
0.999995，相對(duì)純度為99.9990 % ?99.9995 %，產(chǎn)率為94.24% ?96.49 %。
[0035]11)P229萃取的反萃工段II
[0036]第^^一步為反萃工段II，實(shí)現(xiàn)負(fù)載富ErTm有機(jī)相的反萃取。采用濃度為3.3mol/L?3.9mol/L鹽酸為反萃酸，逆流反萃負(fù)載富ErTm有機(jī)相中的稀土元素;控制反萃鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載富ErTm有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.3:1?4.5:1;從反萃工段的反萃余水相獲得分離產(chǎn)品富鉺銩。
[0037]12)P229稀土皂化工段 III
[0038]第十二步為P229稀土皂化工段III，實(shí)現(xiàn)P229萃取有機(jī)相的稀土皂化。控制來(lái)自第九步Dy/Ho分離工段的富鏑料液中稀土與P229萃取劑的摩爾比為0.12:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與富鏑料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入P229萃取有機(jī)相，來(lái)自第九步Dy/Ho分離工段的富鏑料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為4mol/kg?6mol/kg及平均粒徑為0.4mm?0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化P229有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化P229有機(jī)相，其皂化率為36 %。第十二步P229稀土皂化工段III所得的稀土皂化P229有機(jī)相全部用于第九步Dy/Ho分餾萃取分離工段。
[0039]所述的P229萃取有機(jī)相為P229的磺化煤油溶液，其中P229濃度為0.5mol/L?1.5mol/L0
[0040]所述的Dy/Ho分離與Ho/ErTm分離串聯(lián)。
[0041]本發(fā)明完的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明不但完全保留了分餾萃取的優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)分離工藝進(jìn)行了優(yōu)化。因此，本發(fā)明具有鈥產(chǎn)品純度高、鈥產(chǎn)品產(chǎn)率高、生產(chǎn)規(guī)模大、化工試劑消耗少、操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0042]圖1:本發(fā)明的萃取分離工藝流程圖；圖1中，皂化段為皂化工段的簡(jiǎn)稱；萃酸段為萃酸工段的簡(jiǎn)稱;濃縮段為濃縮工段的簡(jiǎn)稱;反萃段為反萃工段的簡(jiǎn)稱。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的一種工業(yè)級(jí)鈥原料制備5N鈥的方法作進(jìn)一步描述。
[0044]實(shí)施例1
[0045]I )Y/DyHoErTm 分離工段
[0046]第一步為環(huán)烷酸Y/DyHoErTm滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Y/DyHoErTm分離。來(lái)自第四步的稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相從Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，稀土濃度為
1.0mol/L、鈥的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比為0.995、pH值為4的氯化鈥料液從Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系第19級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第三步萃酸工段I的萃余水相氯化鏑鈥鉺銩溶液作為洗滌劑從第66級(jí)進(jìn)入Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系;從Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得富釔溶液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，該富釔溶液中99.7545%用于第四步環(huán)烷酸稀土皂化工段I，其余0.2455%為富釔產(chǎn)品，該富釔產(chǎn)品中釔的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.100079;從Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系的第66級(jí)獲得負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相，負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相全部轉(zhuǎn)入第二步環(huán)烷酸萃取的反萃工段I。
[0047]Y/DyHoErTm滿載分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 4.05955，歸一化洗滌量W =
3.06954ο萃取量:氯化鈥料液:洗滌量=4.05955:1:3.06954(稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.997545，洗滌段萃取比為1.322527。
[0048]2)環(huán)烷酸萃取的反萃工段I
[0049]第二步為環(huán)烷酸萃取Y/DyHoErTm的反萃工段I，實(shí)現(xiàn)第一步的負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相的反萃。采用濃度為3.0mol/L鹽酸為反洗酸，10級(jí)逆流反萃負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相中的稀土 DyHoErTm;控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為3.5:1;從反萃余水相獲得的含酸氯化鏑鈥鉺銩溶液(即含酸的除釔氯化鈥料液)全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段I。
[0050]3)萃酸工段I
[0051]第三步為萃酸工段I，N235萃取除去第二步反萃工段所得的含酸氯化鏑鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸。萃酸有機(jī)相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6mol/L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L?？刂戚退嵊袡C(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化鏑鈥鉺鎊溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為3: I，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化鏑鈥鉺鎊溶液中的殘余鹽酸。萃酸工段I出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段I出口萃余水相除去釔之后的氯化鏑鈥鉺鎊溶液，用濃度為3.5mol/L氨水調(diào)節(jié)pH值為4。該pH值為4的除乾之后的氯化鏑鈥鉺銩溶液(簡(jiǎn)稱除釔氯化鏑鈥鉺銩溶液)，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中75.6128%用于第一步Y(jié)/DyHoErTm分離工段的洗滌劑，其余24.3872 %為第五步DyHo/HoErTm分離工段的料液。
[0052]4)環(huán)烷酸稀土皂化工段I
[0053]第四步為環(huán)烷酸稀土皂化工段I，實(shí)現(xiàn)環(huán)烷酸萃取有機(jī)相的稀土皂化。控制來(lái)自第一步Y(jié)/DyHoErTm分離工段的富釔溶液中稀土與環(huán)烷酸萃取劑的摩爾比為0.25:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與富釔產(chǎn)品中稀土摩爾數(shù)之比為9:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入環(huán)燒酸濃度為0.8mol/L、石油亞砜的濃度為0.8mol/L的萃取有機(jī)相，來(lái)自第一步的富釔溶液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為5mol/kg及平均粒徑為0.5mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相，其皂化率為75%。第四步環(huán)烷酸稀土皂化工段I所得的稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相全部用于第一步Y(jié)/DyHoErTm分離工段。
[0054]5) DyHo/HoErTm 分離工段
[0055]第五步為DyHo/HoErTm滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)DyHo/HoErTm分離。來(lái)自第八步P229稀土皂化工段11的稀土皂化率為0.36的P229皂化有機(jī)相從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第三步萃酸工段I PH值為4的除釔氯化鈥料液從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系第9級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第七步萃酸工段II的萃余水相氯化鈥鉺銩溶液作為洗滌劑從第68級(jí)進(jìn)入DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系。從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得DyHo料液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中93.2704%用于第八步P229稀土皂化工段II，其余6.7296%用作第九步Dy/Ho分離工段的料液;從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系的第68級(jí)獲得負(fù)載HoErTm有機(jī)相，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中84.7515 %直接進(jìn)入第六步濃縮工段，其余15.2485%用作第十步Ho/ErTm分離工段的原料。
[0056]DyHo/HoErTm滿載分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 4.451627，歸一化洗滌量W=3.772819。萃取量:除釔氯化鈥料液:洗滌量=4.451627:1:3.772819(稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.932704，洗滌段萃取比為1.179921。
[0057]6)濃縮工段
[0058]第六步為濃縮工段，實(shí)現(xiàn)第五步的負(fù)載HoErTm有機(jī)相的濃縮。負(fù)載HoErTm有機(jī)相的濃縮采用濃度為3.3mol/L的鹽酸，11級(jí)逆流反萃負(fù)載HoErTm有機(jī)相中的稀土HoErTm;控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載HoErTm有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.0:1。從濃縮工段的反萃余水相獲得的含酸氯化鈥鉺銩溶液全部轉(zhuǎn)入第七步萃酸工段II。
[0059]7)萃酸工段II
[0060]第七步為萃酸工段II，N235萃取除去第六步濃縮工段所得的含酸氯化鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸。萃酸有機(jī)相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6mol/L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L。控制萃酸有機(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸。萃酸工段II出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段II出口萃余水相氯化鈥鉺銩溶液全部用作第五步DyHo/HoErTm分離工段的洗滌劑。
[0061 ] 8)P229稀土皂化工段II
[0062]第八步為P229稀土皂化工段II，實(shí)現(xiàn)P229萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼?lái)自第五步的DyHo料液中稀土與P229萃取劑的摩爾比為0.12:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與DyHo料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入濃度為1.0mol/L的P229磺化煤油溶液，來(lái)自第五步的DyHo料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為5mol/kg及平均粒徑為0.5mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化P229有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化P229有機(jī)相，其皂化率為36%。第八步P229稀土皂化工段II所得的稀土皂化P229有機(jī)相全部用于第五步DyHo/HoErTm分離工段。
[0063]9)Dy/Ho 分離工段
[0064]第九步為Dy/Ho分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Dy/Ho分離。來(lái)自第十二步的稀土皂化P229有機(jī)相從Dy/Ho分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第五步的DyHo料液從Dy/Ho分餾萃取體系第12級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第十步Ho/ErTm分離工段的第I級(jí)萃余水相作為洗滌劑從第34級(jí)進(jìn)入Dy/Ho分餾萃取體系。從Dy/Ho分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品富鏑，該富鏑中鏑的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.100041;從Dy/Ho分餾萃取體系的第34級(jí)獲得負(fù)載Ho有機(jī)相，該負(fù)載Ho有機(jī)相用作第十步Ho/ErTm分離的稀土皂化有機(jī)相，全部進(jìn)入第十步Ho/ErTm分離工段的第I級(jí)。
[0065]Dy/Ho分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 34.466100，歸一化洗滌量W =33.528400。萃取量:DyHo料液:洗滌量=34.466100:1:33.528400稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.998196，洗滌段萃取比為1.027967。
[0066]10)Ho/ErTm 分離工段
[0067]第十步為有機(jī)進(jìn)料Ho/ErTm分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Ho/ErTm分離。來(lái)自第九步Dy/Ho分離工段的負(fù)載Ho有機(jī)相從Ho/ErTm分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第五步的負(fù)載HoEr Tm有機(jī)相從Ho/ErTm分餾萃取體系第17級(jí)進(jìn)入，鹽酸濃度為1.6mol/L的洗滌酸從第25級(jí)進(jìn)入Ho/ErTm分餾萃取體系。從Ho/ErTm分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品5N級(jí)高純鈥；從Ho/ErTm分餾萃取體系的第25級(jí)獲得負(fù)載富ErTm有機(jī)相，該負(fù)載富ErTm有機(jī)相全部進(jìn)入第^^一步P229萃取的反萃工段II。
[0068]有機(jī)進(jìn)料Ho/ErTm分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S= 16.334884，歸一化洗滌量W= 17.305391。萃取量:負(fù)載HoErTm有機(jī)相料液:洗滌量=16.334884:1:17.305391 (稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.943919，洗滌段萃取比為1.001704。
[0069]第十步中所述的分離產(chǎn)品5N級(jí)高純鈥中鈥的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為0.999993，產(chǎn)率為95.96%。
[0070]11)P229萃取的反萃工段II
[0071]第^^一步為反萃工段II，實(shí)現(xiàn)負(fù)載富ErTm有機(jī)相的反萃取。采用濃度為3.6mol/L的鹽酸為反萃酸，11級(jí)逆流反萃負(fù)載富ErTm有機(jī)相中的稀土元素;控制反萃鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載富ErTm有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.4:1;從反萃工段的反萃余水相獲得分離產(chǎn)品富鉺銩，該富鉺銩產(chǎn)品中鉺的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.085158，該富鉺銩產(chǎn)品中銩的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.085754。
[0072]12)P229稀土皂化工段 III
[0073]第十二步為P229稀土皂化工段III，實(shí)現(xiàn)P229萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼?lái)自第九步Dy/Ho分離工段的DyHo料液中稀土與P229萃取劑的摩爾比為0.12:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與富鏑料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入濃度為1.0mol/L的P229磺化煤油溶液，來(lái)自第九步Dy/Ho分離工段的富鏑料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為5mol/kg及平均粒徑為0.5mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化P229有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相。放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化P229有機(jī)相，其皂化率為36 %。第十二步P229稀土皂化工段III所得的稀土皂化P229有機(jī)相全部用于第九步Dy/Ho分餾萃取分離工段。
[0074]經(jīng)過(guò)以上步驟，最終獲得三種分離產(chǎn)品分別為:相對(duì)純度為99.9993%、產(chǎn)率為95.96%的鈥產(chǎn)品，由第十步有機(jī)進(jìn)料Ho/ErTm分餾萃取分離工段獲得；釔相對(duì)純度為10.01%的富釔產(chǎn)品，由第一步環(huán)烷酸Y/DyHoErTm滿載分餾萃取分離工段獲得;鏑相對(duì)純度為10.00 %的富鏑產(chǎn)品，由第九步Dy/Ho分餾萃取分離工段獲得;鉺銩相對(duì)純度為17.09 %的富鉺銩產(chǎn)品，由第十一步反萃取工段獲得。
[0075]實(shí)施例2
[0076]I )Y/DyHoErTm 分離工段
[0077]第一步為環(huán)烷酸Y/DyHoErTm滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Y/DyHoErTm分離。來(lái)自第四步的稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相從Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，稀土濃度為0.8mol/L、鈥的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比為0.999、pH值為5的氯化鈥料液從Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系第22級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第三步萃酸工段I的萃余水相氯化鏑鈥鉺銩溶液作為洗滌劑從第61級(jí)進(jìn)入Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系;從Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得富釔溶液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，該富釔溶液中99.8531%用于第四步環(huán)烷酸稀土皂化工段I，其余0.1469%為富釔產(chǎn)品，該富釔產(chǎn)品中釔的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.050136;從Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系的第61級(jí)獲得負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相，負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相全部轉(zhuǎn)入第二步環(huán)烷酸萃取的反萃工段I。
[0078]Y/DyHoErTm滿載分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 4.06356，歸一化洗滌量W =
3.06954ο萃取量:氯化鈥料液:洗滌量=4.06356:1:3.06954(稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.998531，洗滌段萃取比為1.323833。
[0079]2)環(huán)烷酸萃取的反萃工段I
[0080]第二步為環(huán)烷酸萃取Y/DyHoErTm的反萃工段I，實(shí)現(xiàn)第一步的負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相的反萃。采用濃度為3.lmol/L鹽酸為反洗酸，10級(jí)逆流反萃負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相中的稀土DyHoErTm;控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為3.4:1;從反萃余水相獲得的含酸氯化鏑鈥鉺銩溶液(即含酸的除釔氯化鈥料液)全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段I。
[0081 ] 3)萃酸工段I
[0082]第三步為萃酸工段I，N235萃取除去第二步反萃工段所得的含酸氯化鏑鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸。萃酸有機(jī)相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6mol/L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L。控制萃酸有機(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化鏑鈥鉺鎊溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為3: I，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化鏑鈥鉺鎊溶液中的殘余鹽酸。萃酸工段I出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段I出口萃余水相除去釔之后的氯化鏑鈥鉺鎊溶液，用濃度為4mol/L氨水調(diào)節(jié)pH值為5。該pH值為5的除乾之后的氯化鏑鈥鉺銩溶液(簡(jiǎn)稱除釔氯化鏑鈥鉺銩溶液)，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中75.5382%用于第一步Y(jié)/DyHoErTm分離工段的洗滌劑，其余24.4618%為第五步DyHo/HoErTm分離工段的料液。
[0083]4)環(huán)烷酸稀土皂化工段I
[0084]第四步為環(huán)烷酸稀土皂化工段I，實(shí)現(xiàn)環(huán)烷酸萃取有機(jī)相的稀土皂化。控制來(lái)自第一步Y(jié)/DyHoErTm分離工段的富釔溶液中稀土與環(huán)烷酸萃取劑的摩爾比為0.25:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與富釔產(chǎn)品中稀土摩爾數(shù)之比為9:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入環(huán)燒酸濃度為0.9mol/L、石油亞砜的濃度為0.9mol/L的萃取有機(jī)相，來(lái)自第一步的富釔溶液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為4mol/kg及平均粒徑為0.4mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相，其皂化率為75%。第四步環(huán)烷酸稀土皂化工段I所得的稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相全部用于第一步Y(jié)/DyHoErTm分離工段。
[0085]5) DyHo/HoErTm 分離工段
[0086]第五步為DyHo/HoErTm滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)DyHo/HoErTm分離。來(lái)自第八步P229稀土皂化工段11的稀土皂化率為0.36的P229皂化有機(jī)相從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第三步萃酸工段I PH值為5的除釔氯化鈥料液從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系第9級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第七步萃酸工段II的萃余水相氯化鈥鉺銩溶液作為洗滌劑從第73級(jí)進(jìn)入DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系。從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得DyHo料液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中92.5947%用于第八步P229稀土皂化工段II，其余7.4053 %用作第九步Dy/Ho分離工段的料液;從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系的第73級(jí)獲得負(fù)載HoErTm有機(jī)相，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中85.3699 %直接進(jìn)入第六步濃縮工段，其余14.6301 %用作第十步Ho/ErTm分離工段的原料。
[0087]DyHo/HoErTm滿載分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 4.419378，歸一化洗滌量W=3.772819。萃取量:除釔氯化鈥料液:洗滌量=4.419378:1:3.772819(稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.925947，洗滌段萃取比為1.171373。
[0088]6)濃縮工段
[0089]第六步為濃縮工段，實(shí)現(xiàn)第五步的負(fù)載HoErTm有機(jī)相的濃縮。負(fù)載HoErTm有機(jī)相的濃縮采用濃度為3.0mol/L的鹽酸，12級(jí)逆流反萃負(fù)載HoErTm有機(jī)相中的稀土 HoErTm;控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載HoErTm有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為3.9: I。從濃縮工段的反萃余水相獲得的含酸氯化鈥鉺銩溶液全部轉(zhuǎn)入第七步萃酸工段II。
[0090]7)萃酸工段II
[0091]第七步為萃酸工段II，N235萃取除去第六步濃縮工段所得的含酸氯化鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸。萃酸有機(jī)相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為
0.6mol/L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L?？刂戚退嵊袡C(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸。萃酸工段II出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段II出口萃余水相氯化鈥鉺銩溶液全部用作第五步DyHo/HoErTm分離工段的洗滌劑。
[0092]8)P229稀土皂化工段II
[0093]第八步為P229稀土皂化工段II，實(shí)現(xiàn)P229萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼?lái)自第五步的DyHo料液中稀土與P229萃取劑的摩爾比為0.12:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與DyHo料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入濃度為0.5mol/L的P229磺化煤油溶液，來(lái)自第五步的DyHo料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為4mol/kg及平均粒徑為0.4mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化P229有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化P229有機(jī)相，其皂化率為36%。第八步P229稀土皂化工段II所得的稀土皂化P229有機(jī)相全部用于第五步DyHo/HoErTm分離工段。
[0094]9)Dy/Ho 分離工段
[0095]第九步為Dy/Ho分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Dy/Ho分離。來(lái)自第十二步的稀土皂化P229有機(jī)相從Dy/Ho分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第五步的DyHo料液從Dy/Ho分餾萃取體系第15級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第十步Ho/ErTm分離工段的第I級(jí)萃余水相作為洗滌劑從第33級(jí)進(jìn)入Dy/Ho分餾萃取體系。從Dy/Ho分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品富鏑，該富鏑中鏑的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.050108;從Dy/Ho分餾萃取體系的第33級(jí)獲得負(fù)載Ho有機(jī)相，該負(fù)載Ho有機(jī)相用作第十步Ho/ErTm分離的稀土皂化有機(jī)相，全部進(jìn)入第十步Ho/ErTm分離工段的第I級(jí)。
[0096]Dy/Ho分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 34.5058 14，歸一化洗滌量W =33.528400。萃取量:DyHo料液:洗滌量=34.505814: I: 33.528400 (稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.999346，洗滌段萃取比為1.029152。
[0097]10)Ho/ErTm 分離工段
[0098]第十步為有機(jī)進(jìn)料Ho/ErTm分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Ho/ErTm分離。來(lái)自第九步Dy/Ho分離工段的負(fù)載Ho有機(jī)相從Ho/ErTm分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第五步的負(fù)載HoEr Tm有機(jī)相從Ho/ErTm分餾萃取體系第15級(jí)進(jìn)入，鹽酸濃度為1.5mol/L的洗滌酸從第23級(jí)進(jìn)入Ho/ErTm分餾萃取體系。從Ho/ErTm分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品5N級(jí)高純鈥；從Ho/ErTm分餾萃取體系的第23級(jí)獲得負(fù)載富ErTm有機(jī)相，該負(fù)載富ErTm有機(jī)相全部進(jìn)入第^^一步P229萃取的反萃工段II。
[0099]有機(jī)進(jìn)料Ho/ErTm分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S= 18.874294，歸一化洗滌量W= 19.827876。萃取量:負(fù)載HoErTm有機(jī)相料液:洗滌量=18.874294:1:19.827876(稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.951907，洗滌段萃取比為1.002341。
[0100]第十步中所述的分離產(chǎn)品5N級(jí)高純鈥中鈥的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為
0.999995，產(chǎn)率為96.49%。
[0101]11)P229萃取的反萃工段II
[0102]第^^一步為反萃工段II，實(shí)現(xiàn)負(fù)載富ErTm有機(jī)相的反萃取。采用濃度為3.3mol/L的鹽酸為反萃酸，12級(jí)逆流反萃負(fù)載富ErTm有機(jī)相中的稀土元素;控制反萃鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載富ErTm有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.3:1。從反萃工段的反萃余水相獲得分離產(chǎn)品富鉺銩，該富鉺銩產(chǎn)品中鉺的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.009255，該富鉺銩產(chǎn)品中銩的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.004659。
[0103]12)P229稀土皂化工段 III
[0104]第十二步為P229稀土皂化工段III，實(shí)現(xiàn)P229萃取有機(jī)相的稀土皂化。控制來(lái)自第九步Dy/Ho分離工段的富鏑料液中稀土與P229萃取劑的摩爾比為0.12:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與富鏑料液中稀土摩爾數(shù)之比為8: I;在皂化反應(yīng)器中依次加入濃度為0.5mol/L的P229磺化煤油溶液，來(lái)自第九步Dy/Ho分離工段的富鏑料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為4mol/kg及平均粒徑為0.4mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化P229有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相。放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化P229有機(jī)相，其皂化率為36 %。第十二步P229稀土皂化工段III所得的稀土皂化P229有機(jī)相全部用于第九步Dy/Ho分餾萃取分離工段。
[0105]經(jīng)過(guò)以上步驟，最終獲得三種分離產(chǎn)品分別為:相對(duì)純度為99.9995%、產(chǎn)率為96.49%的鈥產(chǎn)品，由第十步有機(jī)進(jìn)料Ho/ErTm分餾萃取分離工段獲得；釔相對(duì)純度為5.01%的富釔產(chǎn)品，由第一步環(huán)烷酸Y/DyHoErTm滿載分餾萃取分離工段獲得;鏑相對(duì)純度為5.01 %的富鏑產(chǎn)品，由第九步Dy/Ho分餾萃取分離工段獲得;鉺銩相對(duì)純度為1.39 %的富鉺銩產(chǎn)品，由第十一步反萃取工段獲得。
[0106]實(shí)施例3
[0107]I )Y/DyHoErTm 分離工段
[0108]第一步為環(huán)烷酸Y/DyHoErTm滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Y/DyHoErTm分離。來(lái)自第四步的稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相從Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，稀土濃度為1.2mol/L、鈥的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比為0.99、？!1值為3的氯化鈥料液從￥/1^!1成^111滿載分餾萃取體系第17級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第三步萃酸工段I的萃余水相氯化鏑鈥鉺銩溶液作為洗滌劑從第70級(jí)進(jìn)入Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系；從Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得富釔溶液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，該富釔溶液中99.5088%用于第四步環(huán)烷酸稀土皂化工段I，其余0.4912%為富釔產(chǎn)品，該富釔產(chǎn)品中釔的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.150038 ;從Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系的第70級(jí)獲得負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相，負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相全部轉(zhuǎn)入第二步環(huán)烷酸萃取的反萃工段I。
[0109]Y/DyHoErTm滿載分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 4.04955，歸一化洗滌量W =3.06954 ο萃取量:氯化鈥料液:洗滌量=4.04955:1:3.06954(稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.995087，洗滌段萃取比為1.319269。
[0110]2)環(huán)烷酸萃取的反萃工段I
[0111]第二步為環(huán)烷酸萃取Y/DyHoErTm的反萃工段I，實(shí)現(xiàn)第一步的負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相的反萃。采用濃度為2.9mol/L鹽酸為反洗酸，10級(jí)逆流反萃負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相中的稀土 DyHoErTm;控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為3.6:1;從反萃余水相獲得的含酸氯化鏑鈥鉺銩溶液(即含酸的除釔氯化鈥料液)全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段I。
[0112]3)萃酸工段I
[0113]第三步為萃酸工段I，N235萃取除去第二步反萃工段所得的含酸氯化鏑鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸。萃酸有機(jī)相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6mol/L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L?？刂戚退嵊袡C(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化鏑鈥鉺鎊溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為3: I，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化鏑鈥鉺鎊溶液中的殘余鹽酸。萃酸工段I出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段I出口萃余水相除去釔之后的氯化鏑鈥鉺鎊溶液，用濃度為3mol/L氨水調(diào)節(jié)pH值為3。該pH值為3的除乾之后的氯化鏑鈥鉺銩溶液(簡(jiǎn)稱除釔氯化鏑鈥鉺銩溶液)，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中75.7995%用于第一步Y(jié)/DyHoErTm分離工段的洗滌劑，其余24.2005 %為第五步DyHo/HoErTm分離工段的料液。
[0114]4)環(huán)烷酸稀土皂化工段I
[0115]第四步為環(huán)烷酸稀土皂化工段I，實(shí)現(xiàn)環(huán)烷酸萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼?lái)自第一步Y(jié)/DyHoErTm分離工段的富釔溶液中稀土與環(huán)烷酸萃取劑的摩爾比為0.25:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與富釔產(chǎn)品中稀土摩爾數(shù)之比為9:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入環(huán)燒酸濃度為0.6mol/L、石油亞砜的濃度為
0.6mol/L的萃取有機(jī)相，來(lái)自第一步的富釔溶液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為6mol/kg及平均粒徑為0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相，其皂化率為75%。第四步環(huán)烷酸稀土皂化工段I所得的稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相全部用于第一步Y(jié)/DyHoErTm分離工段。
[0116]5) DyHo/HoErTm 分離工段
[0117]第五步為DyHo/HoErTm滿載分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)DyHo/HoErTm分離。來(lái)自第八步P229稀土皂化工段11的稀土皂化率為0.36的P229皂化有機(jī)相從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第三步萃酸工段I PH值為3的除釔氯化鈥料液從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系第12級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第七步萃酸工段II的萃余水相氯化鈥鉺銩溶液作為洗滌劑從第69級(jí)進(jìn)入DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系。從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得DyHo料液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中92.5250%用于第八步P229稀土皂化工段II，其余7.4750 %用作第九步Dy/Ho分離工段的料液;從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系的第69級(jí)獲得負(fù)載HoErTm有機(jī)相，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中85.4342 %直接進(jìn)入第六步濃縮工段，其余14.5658%用作第十步Ho/Er Tm分離工段的原料。
[0118]DyHo/HoErTm滿載分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 4.416053，歸一化洗滌量W=3.772819。萃取量:除釔氯化鈥料液:洗滌量=4.416053:1:3.772819(稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.925250，洗滌段萃取比為1.170492。
[0119]6)濃縮工段
[0120]第六步為濃縮工段，實(shí)現(xiàn)第五步的負(fù)載HoErTm有機(jī)相的濃縮。負(fù)載HoErTm有機(jī)相的濃縮采用濃度為3.5mol/L的鹽酸，10級(jí)逆流反萃負(fù)載HoErTm有機(jī)相中的稀土 HoErTm;控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載HoErTm有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.2:1。從濃縮工段的反萃余水相獲得的含酸氯化鈥鉺銩溶液全部轉(zhuǎn)入第七步萃酸工段II。
[0121]7)萃酸工段II
[0122]第七步為萃酸工段II，N235萃取除去第六步濃縮工段所得的含酸氯化鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸。萃酸有機(jī)相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為
0.6mol/L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L。控制萃酸有機(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2:1，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸。萃酸工段II出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段II出口萃余水相氯化鈥鉺銩溶液全部用作第五步DyHo/HoErTm分離工段的洗滌劑。
[0123]8)P229稀土皂化工段II
[0124]第八步為P229稀土皂化工段II，實(shí)現(xiàn)P229萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼?lái)自第五步的DyHo料液中稀土與P229萃取劑的摩爾比為0.12:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與DyHo料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入濃度為1.5mol/L的P229磺化煤油溶液，來(lái)自第五步的DyHo料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為6mol/kg及平均粒徑為0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化P229有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化P229有機(jī)相，其皂化率為36%。第八步P229稀土皂化工段II所得的稀土皂化P229有機(jī)相全部用于第五步DyHo/HoErTm分離工段。
[0125]9)Dy/Ho 分離工段
[0126]第九步為Dy/Ho分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Dy/Ho分離。來(lái)自第十二步的稀土皂化P229有機(jī)相從Dy/Ho分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第五步的DyHo料液從Dy/Ho分餾萃取體系第12級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第十步Ho/ErTm分離工段的第I級(jí)萃余水相作為洗滌劑從第35進(jìn)入Dy/Ho分餾萃取體系。從Dy/Ho分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品富鏑，該富鏑中鏑的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.150033;從Dy/Ho分餾萃取體系的第35級(jí)獲得負(fù)載Ho有機(jī)相，該負(fù)載Ho有機(jī)相用作第十步Ho/ErTm分離的稀土皂化有機(jī)相，全部進(jìn)入第十步Ho/ErTm分離工段的第I級(jí)。
[0127]Dy/Ho分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S = 57.136435，歸一化洗滌量W =56.211387。萃取量:DyHo料液:洗滌量= 57.136435:1:56.211387(稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.998690，洗滌段萃取比為1.016457。
[0128]10)Ho/ErTm 分離工段
[0129]第十步為有機(jī)進(jìn)料Ho/ErTm分餾萃取分離工段，實(shí)現(xiàn)Ho/ErTm分離。來(lái)自第九步Dy/Ho分離工段的負(fù)載Ho有機(jī)相從Ho/ErTm分餾萃取體系第I級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第五步的負(fù)載HoEr Tm有機(jī)相從Ho/ErTm分餾萃取體系第18級(jí)進(jìn)入，鹽酸濃度為1.7mol/L的洗滌酸從第27級(jí)進(jìn)入Ho/ErTm分餾萃取體系。從Ho/ErTm分餾萃取體系第I級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品5N級(jí)高純鈥；從Ho/ErTm分餾萃取體系的第27級(jí)獲得負(fù)載富ErTm有機(jī)相，該負(fù)載富ErTm有機(jī)相全部進(jìn)入第^^一步P229萃取的反萃工段II。
[0130]有機(jī)進(jìn)料Ho/ErTm分餾萃取分離工段:歸一化萃取量S= 31.725744，歸一化洗滌量W=32.694557。萃取量:負(fù)載HoErTm有機(jī)相料液:洗滌量=31.725744:1:32.694557 (稀土離子摩爾比)。萃取段萃取比為0.970368，洗滌段萃取比為1.000954。
[0131]第十步中所述的分離產(chǎn)品5N級(jí)高純鈥中鈥的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為
0.999990，產(chǎn)率為94.24%。
[0132]11)P229萃取的反萃工段II
[0133]第^^一步為反萃工段II，實(shí)現(xiàn)負(fù)載富ErTm有機(jī)相的反萃取。采用濃度為3.9mol/L的鹽酸為反萃酸，10級(jí)逆流反萃負(fù)載富ErTm有機(jī)相中的稀土元素;控制反萃鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載富ErTm有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.5:1。從反萃工段的反萃余水相獲得分離產(chǎn)品富鉺銩，該富鉺銩產(chǎn)品中鉺的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.138476，該富鉺銩產(chǎn)品中銩的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)的比值為0.069519。
[0134]12)P229稀土皂化工段 III
[0135]第十二步為P229稀土皂化工段111，實(shí)現(xiàn)P229萃取有機(jī)相的稀土皂化?？刂苼?lái)自第九步Dy/Ho分離工段的富鏑料液中稀土與P229萃取劑的摩爾比為0.12:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與富鏑料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入濃度為1.5mol/L的P229磺化煤油溶液，來(lái)自第九步Dy/Ho分離工段的富鏑料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為6mol/kg及平均粒徑為0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為稀土皂化P229有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相。放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化P229有機(jī)相，其皂化率為36 %。第十二步P229稀土皂化工段III所得的稀土皂化P229有機(jī)相全部用于第九步Dy/Ho分餾萃取分離工段。
[0136]經(jīng)過(guò)以上步驟，最終獲得三種分離產(chǎn)品分別為:相對(duì)純度為99.9990%、產(chǎn)率為94.24%的鈥產(chǎn)品，由第十步有機(jī)進(jìn)料Ho/ErTm分餾萃取分離工段獲得；釔相對(duì)純度為15.00%的富釔產(chǎn)品，由第一步環(huán)烷酸Y/DyHoErTm滿載分餾萃取分離工段獲得;鏑相對(duì)純度為15.00 %的富鏑產(chǎn)品，由第九步Dy/Ho分餾萃取分離工段獲得;鉺銩相對(duì)純度為20.80 %的富鉺銩產(chǎn)品，由第十一步反萃取工段獲得。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種工業(yè)級(jí)鈥原料制備5N鈥的方法，其特征在于:所述的方法以2N?3N級(jí)氯化鈥為料液，環(huán)烷酸和酸性膦試劑P229為萃取劑，包括12個(gè)步驟，其中4個(gè)分離步驟和8個(gè)輔助步驟;4個(gè)分離步驟分別為Y/DyHoErTm分離工段、DyHo/HoErTm分離工段、Dy/Ho分離和Ho/ErTm分離工段，8個(gè)輔助步驟分別為環(huán)烷酸萃取的反萃工段1、萃酸工段1、環(huán)烷酸稀土皂化工段1、濃縮工段、萃酸工段I1、P229稀土皂化工段I1、P229萃取的反萃工段II和P229稀土皂化工段II I; 12個(gè)步驟具體如下: I)Y/DyHoErTm分離工段 來(lái)自第四步的稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相從Y/DyHoEr Tm滿載分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，2N?3N級(jí)氯化鈥料液從Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第三步萃酸工段I的萃余水相氯化鏑鈥鉺銩溶液作為洗滌劑從最后一級(jí)進(jìn)入Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系;從Y/DyHoErTm滿載分餾萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得釔溶液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，該釔溶液中99.5088%?99.8531%用于第四步環(huán)烷酸稀土皂化工段I，其余0.4912%?0.1469%為釔產(chǎn)品；從Y/D y Ho E r Tm滿載分餾萃取體系的最后一級(jí)獲得負(fù)載Dy Ho E r Tm有機(jī)相，負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相全部轉(zhuǎn)入第二步環(huán)烷酸萃取的反萃工段I; 所述的氯化鈥料液的稀土濃度為0.8mo 1/L?1.2mo 1/L，其中鈥的摩爾濃度與稀土摩爾濃度之比為0.99?0.999，pH值范圍為3?5 ； 2)環(huán)烷酸萃取的反萃工段I 采用濃度為2.9mol/L?3.lmol/L鹽酸為反洗酸，10級(jí)逆流反萃負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相中的稀土 DyHoEr Tm ；控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載DyHoErTm有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為3.4:1?3.6:1;從反萃余水相獲得的含酸氯化鏑鈥鉺銩溶液全部轉(zhuǎn)入第三步萃酸工段I ； 3)萃酸工段I 萃酸有機(jī)相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6mol/L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L;控制萃酸有機(jī)相中N235的摩爾數(shù)與含酸氯化鏑鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為3:1，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化鏑鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸;萃酸工段I出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段I出口萃余水相除去釔之后的氯化鏑鈥鉺鎊溶液，用濃度為3mol/L?4mol/L氨水調(diào)節(jié)pH值為3?5;該pH值為3?5的除乾之后的氯化鏑鈥鉺銩溶液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中75.5382%?75.7995%用于第一步Y(jié)/DyHoErTm分離工段的洗滌劑，其余24.2005 %?24.4618 %為第五步DyHo/HoErTm分離工段的料液； 4)環(huán)烷酸稀土皂化工段I 控制來(lái)自第一步Y(jié)/DyHoErTm分離工段的釔溶液中稀土與環(huán)烷酸萃取劑的摩爾比為0.25:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與釔產(chǎn)品中稀土摩爾數(shù)之比為9:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入環(huán)烷酸萃取有機(jī)相，來(lái)自第一步的釔溶液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為4mol/kg?6mol/kg及平均粒徑為0.4mm?0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂;室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層;上層為稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相，其皂化率為75 第四步環(huán)烷酸稀土皂化工段I所得的稀土皂化環(huán)烷酸有機(jī)相全部用于第一步Y(jié)/DyHoErTm分離工段； 所述的環(huán)烷酸萃取有機(jī)相為環(huán)烷酸和石油亞砜的磺化煤油溶液，其中環(huán)烷酸濃度為0.6mol/L ?0.9mol/L，石油亞諷的濃度為 0.6mol/L ?0.9mol/L； 5)DyHo/HoErTm分離工段 來(lái)自第八步P229稀土皂化工段11的稀土皂化P229有機(jī)相從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第三步萃酸工段I pH值為3?5的除釔氯化鈥料液從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第七步萃酸工段11的萃余水相氯化鈥鉺銩溶液作為洗滌劑從最后一級(jí)進(jìn)入DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系；從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得DyHo料液，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中92.5250 %?93.2704%用于第八步P229稀土皂化工段II，其余7.4750%?6.7296 %用作第九步Dy/Ho分離工段的料液；從DyHo/HoErTm滿載分餾萃取體系的最后一級(jí)獲得負(fù)載HoErTm有機(jī)相，以稀土摩爾數(shù)計(jì)，其中84.7515%?85.4342%直接進(jìn)入第六步濃縮工段，其余15.2485%?14.5658%用作第十步Ho/ErTm分離工段的原料； 6)濃縮工段 負(fù)載HoErTm有機(jī)相的濃縮采用濃度為3.0mol/L?3.5mol/L鹽酸，逆流反萃負(fù)載HoErTm有機(jī)相中的稀土 HoErTm;控制鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載HoErTm有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為3.9:1?4.2:1;從濃縮工段的反萃余水相獲得的含酸氯化鈥鉺銩溶液全部轉(zhuǎn)入第七步萃酸工段II; 7)萃酸工段II 萃酸有機(jī)相為N235和磷酸三丁酯的磺化煤油溶液，其中N235的濃度為0.6mol/L，磷酸三丁酯的濃度為0.4mol/L;控制萃酸有機(jī)相中N235的摩爾數(shù)與氯化鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸摩爾數(shù)之比為2: I，6級(jí)逆流萃取除去含酸氯化鈥鉺銩溶液中的殘余鹽酸;萃酸工段II出口有機(jī)相為負(fù)載鹽酸N235有機(jī)相;萃酸工段II出口萃余水相氯化鈥鉺銩溶液全部用作第五步DyHo/HoErTm滿載分離工段的洗滌劑； 8)P229稀土皂化工段II 控制來(lái)自第五步的DyHo料液中稀土與P229萃取劑的摩爾比為0.12:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與DyHo料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入P229萃取有機(jī)相，來(lái)自第五步的DyHo料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為4mol/kg?6mol/kg及平均粒徑為0.4mm?0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙稀陰離子交換樹(shù)脂；室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層;上層為稀土皂化P229有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化P229有機(jī)相，其皂化率為36 第八步P229稀土皂化工段II所得的稀土皂化P229有機(jī)相全部用于第五步DyHo/HoErTm分離工段； 所述的P229萃取有機(jī)相為P229的磺化煤油溶液，其中P229濃度為0.5mol/L?1.5mol/L； 9)Dy/Ho分離工段 來(lái)自第十二步的稀土皂化P229有機(jī)相從Dy/Ho分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第五步的DyHo料液從Dy/Ho分餾萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第十步Ho/ErTm分離工段的第一級(jí)萃余水相作為洗滌劑從最后一級(jí)進(jìn)入Dy/Ho分饋萃取體系;從Dy/Ho分饋萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品鏑料液;從Dy/Ho分餾萃取體系的最后一級(jí)獲得負(fù)載Ho有機(jī)相，該負(fù)載Ho有機(jī)相用作第十步Ho/ErTm分離的稀土皂化有機(jī)相，全部進(jìn)入第十步Ho/ErTm分離工段的第一級(jí)； 10)Ho/ErTm分離工段 來(lái)自第九步Dy/Ho分離工段的負(fù)載Ho有機(jī)相從Ho/ErTm分餾萃取體系第一級(jí)進(jìn)入，來(lái)自第五步的負(fù)載HoErTm有機(jī)相從Ho/ErTm分餾萃取體系進(jìn)料級(jí)進(jìn)入，洗滌酸從最后一級(jí)進(jìn)入Ho/ErTm分餾萃取體系；從Ho/ErTm分餾萃取體系第一級(jí)萃余水相獲得分離產(chǎn)品5N級(jí)高純鈥;從Ho/ErTm分餾萃取體系的最后一級(jí)獲得負(fù)載ErTm有機(jī)相，該負(fù)載ErTm有機(jī)相全部進(jìn)入第^^一步P229萃取的反萃工段II; 所述的洗滌酸為1.5mol/L?1.7mol/L鹽酸； 所述的分離產(chǎn)品5N級(jí)高純鈥中鈥的摩爾數(shù)與稀土摩爾數(shù)之比為0.999990?0.999995，相對(duì)純度為99.9990%?99.9995%，產(chǎn)率為94.24%?96.49% ； 11)P229萃取的反萃工段II 采用濃度為3.3mol/L?3.9mol/L鹽酸為反萃酸，逆流反萃負(fù)載ErTm有機(jī)相中的稀土元素;控制反萃鹽酸的摩爾數(shù)與負(fù)載ErTm有機(jī)相中的稀土摩爾數(shù)之比為4.3:1?4.5:1;從反萃工段的反萃余水相獲得分離產(chǎn)品鉺銩； 12斤229稀土皂化工段111 控制來(lái)自第九步Dy/Ho分離工段的鏑料液中稀土與P229萃取劑的摩爾比為0.12:1，氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與鏑料液中稀土摩爾數(shù)之比為8:1;在皂化反應(yīng)器中依次加入P229萃取有機(jī)相，來(lái)自第九步Dy/Ho分離工段的鏑料液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為411101/1^?61]101/1^及平均粒徑為0.41111]1?0.61]11]1的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂；室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層；上層為稀土皂化P229有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相;放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得稀土皂化P229有機(jī)相，其皂化率為36 第十二步P229稀土皂化工段III所得的稀土皂化P229有機(jī)相全部用于第九步Dy/Ho分餾萃取分離工段； 所述的P229萃取有機(jī)相為P229的磺化煤油溶液，其中P229濃度為0.5mol/L?1.5mol/L02.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)級(jí)鈥原料制備5N鈥的方法，其特征在于:所述的Dy/Ho分尚與Ho/ErTm分尚串聯(lián)。
【文檔編號(hào)】C22B3/28GK105861859SQ201610323932
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】鐘學(xué)明
【申請(qǐng)人】南昌航空大學(xué)