N235萃取法分离稀土矿泥氯化浸出液中的铁.pdf

第5 2 卷第2 期 2000 年5 月 有色金属 V o l5 2 ．N o ．2 M a v2000 N 2 ，；萃取法分离稀土矿泥氯化浸出液中的铁 田 君1 ，池汝安2 ，朱国才2 ，徐盛明2 J 张志庚2 1 江西省科学院应用化学研究所，南昌 3 3 0 0 2 9 ； 2 清华大学核能技术设计研究院，北京1 0 2 2 0 1 摘 要采用N 拼有机溶剂萃取怯分离攀西稀土矿风化矿泥氯化浸出液中的铁。研究稀土浓度、氯化愤裱度、平衡水相 酸度、相比等因素对铁莘取的影响。并用串级逆流萃取法使漫出液中铁从2 1 1 5 剖L 降至劬扎，所得除铁稀土浸出灌为进一步 实行R E ／M n 分离提供了便利． 关键i m N “萃取；风化矿泥；稀土；铁 中围分类号T F 9 0 4 ．2 文献标识码A 文章编号1 0 0 1 一位] 1 0 0 0 0 0 2 0 0 5 7 0 4 攀西稀土矿风化矿泥是我国第二大稀土矿 攀西稀土矿床的风化产物“3 ，矿泥中的稀土以 胶态相存在，是一种新的稀土赋存状态和新的稀土 资源。。这种胶态相稀土的有效提取方法是氯化 铵焙烧法o ’．再进行柱浸”。由于矿泥中所含的 大量锰氧化物也能被氯化，所以要进行P ”萃取 法分离R E ／M n ，同时获得R E 和M n 产品o 。为了 使R E 和M n 产品中铁含量达到标准，同时避免铁 反萃困难。，在萃取分离R E ] M n 前必须将F e 分 离除去。 攀西稀土矿风化矿泥氯化浸出液中的铁分离有 氧化水解法和萃取法。对于氧化水解法，由于该稀 土浸出液中含M n ，同时稀土配分富含C e ，氧化时 C e ”、M n 2 也能被氧化沉淀，造成稀土损失，故该 法不适合。N ，，，萃取法”，不但萃取铁能力强，同 时在该条件下不萃R E 和M n ，浸出液中残存N l - I , C l 又有助于F b ”的萃取，并能很好地与后续的P 。 分离R E ／M n 工艺衔接。 1 实验部分 1 ．1攀西稀土矿风化矿泥氯化浸出液组成 本研究针对攀西稀土矿风化矿泥氯化浸出 液。．其主要化学组成如表l 所示。 1 ．2 主要试剂 萃取荆N m 大连化工厂生产，工业级。 收稿日期1 9 9 9 0 6 2 9 ；修回日期1 9 0 9 9 0 8 3 0 基金项目国家杰出青年科学基金资助项目 5 9 7 2 5 4 0 8 表1氯化浸出液主要化学组成 T a b l e1T h em a i nc h e m i c a lc o m p o s i t i o n so f l e a c h i n gl i q u i d 元素 F eR EM n A 1C a S i 0 2 N H ．C l 古I ／0 9 L “1 2 1 1 5 4 46 32 70 50 ．2 4 8 5 ．4 80 ．0 1 6 5 2 ．4 7 添加剂辛醇，工业级，吉林石化公司产。 稀释剂煤油，用时磺化。其它试剂为化学纯 试剂。 1 ．3 实验原理 N 。为有机季胺类离子缔合型萃取剂。，结构 式为R t R 墨抖‘R ．，R ，R ， C 。～c ．a 在萃取前先与 无机酸进行质子化作用生成季铵盐。 R l R 墨爿 H x 【R ．R 皿N H 】十X 一 由于水中的金属离子常以金属络阴离子形式存 在 M ” M X 一 M X 等”一 m n 这些金属络阴离子可与季胺盐进行阴离子交换 而萃人有机相 m n R 皿2 R 3 N H X M X ‘1 ’ 皿1 R 卫3 N H 一 ⋯M 【1 一 m n X 一 该缔合物生成常数与金属络阴离子的稳定性和 亲水性有关，从而达到分离的目的。 该缔合物有机相用水或碱便可反萃 R l R 墨3 N H ⋯M x 1 ’ m n X 一 r m n H 2 0 o n - n R ．R 皿3 N O H M X 1 ’ ∞一n H X 国家自 1 4 实验方法 然科学基金赞助项日 5 9 6 7 4 0 2 1 及5 9 8 0 4 0 0 4 作者简介田君．清华太学访问学者．清华大学核能技术设计 研究院2 0 3 室 萃取实验在2 5 ℃进行，在1 2 5 m 1 分液漏斗中 加入6 0 m lN 。，有机相及6 0 m l 水相 除相比实验 外 ，在康氏振荡器上混合5 m i n ，静置分相后，测 万方数据 5 8 有色金属第5 ，卷 定萃余水相中铁含量及酸度，用差减法计算铁的萃 取率。稀土、锰萃取用同样方法。串级试验收集连 续5 排出口为一个样品，铁采用邻菲罗啉分光光度 法测定．稀土采用E D T A 络合滴定法．M n 采用亚 砷酸钠一亚硝酸钠还原法滴定C 9 3 。 2 结果与讨论 2 ．1平衡水相酸度对F e ”萃取的影响 有机相由3 0 ％N 。； 1 5 ％R O H 6 5 ％煤油组 成，经E D T A 洗涤后，用l m o l ／LH C l 质子化。 在不同酸度下，按O ／A 1 l 相比，萃取1 ．0 0 9 ／L F e “溶液中F e “，结果如图l 所示。 享 ～ 哥 釜 糌 出 } f a “m o jL “ 图1平衡酸度对铁萃取的影响 O ／A I I 。C h ； 2 ．0 9 ／L ，2 5 0 ℃。5 r a i n F i g1 E f f e c to fe q u i l i b r i u ma c i d i t yo nF e 3 e x t r a c t i o n 图l 可见。在酸度 ； E A ；酸￡l 。0 m o l ／LH C I ；A ．萃袅渣；o 厦萃藏 滔5 寤缎萃取流程瑟 F i g5 T h ep r o c e s sf l o w s h e e to fm u l t i - s t a g g 表4 攀嚣繇妒风忧妒溅蘸纯浸出渡 宰缎攀取F e 3 结果 T a b l e5T h er e s u l t so fm u l t i - s t a g ee x t r a c t i n g F 9 f r o ml e a c h i n gl i q u i dw i t hN Ⅲ 端号 A 一∞A 一2 lA 一2 2A - 2 3A 一2 4 苹采承相R 浓度／ r a g e 。 63 6 4 ．科5 ．2 06 - 1 2 4 ．6 9 F e 萃取除去率，％ 9 9 ，9 989 9 ．89 9 ．79 9 ．8 g ～ 溢 容 器 罂 谁 罐 啦 缴序 图6 缀样分析结果 F i g6T h ea n a l y s i sr e s u l t so fe a c hs t a g e 3结论 1 N 。攀取R ”随酸发、檬土浓度、N 珏0 殴 浓艘的舞裹赠增大，露对R E 3 、M 辩 兑乎不萃 教，麓有效辩避行＆艉E 、M n 分离。 2 负戟F e 的有机相用水使能达到1 0 0 ％的 反攀辜，蕨萃袋件温和，反摹攀蕊 势审缀葶取制 造了便剥条件。 3 用串级萃取攀鞭穗土矿风他矿泥氯化波 串＆，经过4 缀遂流萃取，穗比v s V i 碥。V 。* i l l i ，能使辩液串铁跌2 1 1 5 r a g ／L 降至6 m g ／L ，去 稼率这9 9 ．8 0 ％，为精壤R E 和M n 的分离及产晶纯 度剖遣了条件。 万方数据 6 0有色囊属第犯卷 参孝史娥 兆汝安，王逭佐．德主涟矿及提取技术．j ￡寮辩学出簇柱，1 9 9 6 ．2 1 7 池汝安．朱国才，施泽＆等．有色金属 季刊 ，1 9 9 8 ，5 0 4 8 5 Z h I IG u o c a i ．c h jR u ’a n ．R A R EM E T A L S ，1 9 9 9 ．1 8 j 6 9 田瓣 姚汝安，泉凰才等．鞘，2 0 0 0 , 2 1 0 田嚣，池汝安。朱国才等．稀土，2 0 0 0 , 2 1 2 C h c nJ i a y o n g ，Y uS h u q i u ，L i uH u i z h o ue ta IH y d r o m e t a n u r g y ，1 9 9 2 ，3 0 4 柏1 张舞莉。万雄．他王冶金，1 9 9 9 , z , 9 0 2 5 绦光宪主编．稀土， 第二版 上。北京冶金工业出版社，1 9 9 5 ．4 2 7 龟舞稀土研究院编．希 l 分祈手醑．包搀中国稀土学棠，1 9 9 i1 9 S E P A R A T I O NO FF eF R O MC H L O R I N A T E DL E A C H I N GS O L U T I O NW l T HN Ⅸ T I A NJ u n l C H lR u ’甜，Z H UC , u o c a f 2 , X US h e n a m i n t ．Z H A N Gz 垴 寸 { ．I n s t i t u t e 够a p t , t i e dC h e m i s t r y , J 轴H 秘A c a d e m yo fS c i 口c e s N a n c h a n a 3 3 0 0 2 9 ； zI n s t i t u t eo fN u c l e a rE n e r g yT e d m o l o ∞y ，T s ￡n u aU n V x r s l r y , B e q i n e ／0 2 2 0 1 A B S { 鼍A C T 髓l ee x p e r i m e n t so fe x t r a c t i n gF ew i t hN 2 3 5s h o wt h a tt h ee x t r a c t e dF ei n c r e a s ew i t hi n c r e a s i n g H a ，R E C I { ，N 珏{ C 1c o n c e n t r a c t i o n 沁a q u e o u ss o l u t i o n ，a n dR 嚣“a n dM 费 c a nr i o tb ee x t r a c t e di nt h e p r o c e s s 。T h eF el o a d e di nN mo r g a n i cp h a s ec o u l db ee a s i l ys t r i p p e dw i t h 珏1 0 ．B a s e do na b o v ee x p e r i - m e n t s ，t h ec o l m t e r c a r r e n tm u l t i s t a g ee x t r a c t i o no fF e f r o mc h l o r i n a t e dl e a c h i n gl i q u i do fP a r L x i r a r e e a r t hm u db yN Ⅸw a si n v e s t i g a t e d ，9 9 ．8 ％o fF ei nt h el e a c h i n gs o l u t i o nc o u l db er e m o v e d ． K E YW O R D SN “ 5 ；r a D i e a r t hm u d ；e x t r a c t i o n ；F e ；R E 。 ，2 3 4 S 6 7 g 奎 万方数据