太原理工大学
硕士学位论文
赤泥浸出萃取钪的工艺研究
姓名：于永波
申请学位级别：硕士
专业：有色金属冶金
指导教师：陈津;王克勤
20090501
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STUDY ON TECHNOLOGY OF LEACHING AND EXTRACTING SCANDIUM FROM RED MUD
ABSTRACT
Red Mud is a waste material which is formed during alumina production process. A lot of emission and dumps of it increases the cost of alumina?and it also has brought tremendous environmental problems and security risks. As a kind of typical rare rare-earth element which contained in red mud, 90?95% of scandium is occurrenced in bauxite?phosphorite and iron perovskite. Because it
has some outstanding characteristics such as high chemical activity?good electrical conductivity?soft features such as easy to be cut and so on, made it a wide range of applications in essential areas such as electro-optic light?astronavigation?electronics industry?nuclear technology?superconductivity technology and so on. Therefore?for non-ferrous metallurgy of the comprehensive utilization of solid waste?the study on recovering scandium from red mud has a very important significance.
The object of this paper is Bayer red mud. The chemical composition of Bayer red mud was analyzed comprehensively, and using the method of ICP–MS?XRD?electron probe and so on, this paper studied the physical
phase of Bayer red mud and the content of scandium in these. Studies have showed that during the process from aluminite to red mud , the content of scandium in calcium nepheline?hydration of garnet, calcium-iron garnet, hydrated aluminum silicate etc aluminum silicate mineral phase which are new phases is very low. Scandiumis mainly dispersed in the isomorphism form of rutile, ilmenite and other objects phase. Throngh determining the content of scandium with the distribution of red mud particle size, we find that the content of scandium in different grain of red mud is not obvious regularity and specific riched phenomenon; Therefore, it is not appropriate to obtain red mud which contains higher content of scandium by the method of sieving.
Combined the basis of studying physical and chemical properties of Bayer red mud, through orthogonal experiment, which studied the conditions of leaching scandium from red mud by hydrochloric acid, we ascertained the order of primary and secondary factors of leaching scandium and iron , obtained the optimal scheme of leaching scandium. when the condition is that: 6 mol/L HCl?the liquid - solid ratio L/S =5:1, reaction temperature is 60 ? and reaction time is 1 h?the leaching rate of scandium is more than 85??The consumption of hydrochloric acid is about 21.2 mol/kg red mud. Then it was adopted the system of P204-R-kerosene to extract scandium from leaching liquor of red mud?extraction conditions of O/A = 1:1, concentrations of extractant P204 and
additives R was 1?, hydrochloric acid acidity for 3 mol ? L-1, oscillation time 10 min, the scandium extraction rate of more than 92?, while the iron extraction was only 3.7%, the separation factor of scandium and iron reached 312, achieving a better separation efficiency.
KEY WORDS: red mud; scandium; leaching; extracting
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Fig.1-1 The flow chart of aluminum oxide produced by the method of Bayer
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Fig.1-2 The flow chart of aluminum oxide produced by the method of ore-sintering
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Fig.1-3 The flow chart of aluminum oxide produced by the method of parallel connection
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Fig. 1-4 The flow chart of aluminum oxide produced by the method of series connection
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Fig.1-5 The flow chart of aluminum oxide produced by the method of mixed connection
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Table 1-1 Composition of red mud of foreign aluminum oxide plant (wt %)
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?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? SiO2 22.00 25.90 21.43 23.11 22.50 20.63 20.56 9.18 TiO2 3.20 4.40 2.90 3.50 7.30 2.89 5.09 9.39 Al2O3 6.40 8.50 8.22 7.71 7.00 9.20 8.10 19.10 Fe2O3 9.02 5.00 8.12 7.38 8.10 8.10 8.10 32.20 ?? 11.70 11.10 8.00 10.27 8.30 8.06 8.18 /
CaO 41.90 38.40 46.80 42.37 44.10 45.63 44.86 14.02 Na2O 2.80 3.10 2.60 2.83 2.40 3.15 2.77 4.38 K2O 0.33 0.20 0.20 0.24 0.50 0.20 0.35 0.039 MgO 1.70 1.50 2.03 1.74 2.00 2.05 2.02 /
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Table 1-2 Composition of red mud of internal aluminum oxide plant (wt %)?? ????????????? ??? ???????
SiO2 8 15.74 6.10 9.2 7.7 14.1 1.0 2?20
TiO2 18 4.98 22.60 5.9 2.9 4.30 9.0 3?20
Al2O3 15 20.39 d20.10 15.6 110. 16.60 19.1 6?43
Fe2O3 30 36.94 31.80 42.5 35.8 37.90 52.6 11?54
CaO 10 2.23 4.78 19.7 20.8 2.70 4.1 1?43
Na2O 4 10.10 4.7 2.4 3.0 8.50 0.4 1?10
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Table 1-3 Mineral composition of red mud of internal and foreign aluminum oxide plant (wt%)
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Fe2S3·H2O + 3/2O2 = Fe2O3·H2O + 3S + 606.1 kJ
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稀土生产工艺流程图 白云鄂博矿 矿石粉碎 弱磁、强磁选矿 铁精矿 强磁中矿、尾矿 火法生产线 汽车尾气净化器 永磁电机 节能灯 风力发电机 各种发光标牌 电动汽车 电动 核磁共振 自行车 磁悬浮 磁选机
稀土矿的开采技术和稀土矿开采方法介绍 时间：2012-2-20 15:24:22 作者：稀土信息部点击：1606次网站电话：028-******** 稀土矿在地壳中主要以矿物形式存在，其赋存状态主要有三种：作为矿物的基本组成元素，稀土以离子化合物形式赋存于矿物晶格中，构成矿物的必不可少的成分。这类矿物通常称为稀土矿物，如独居石、氟碳铈矿等。作为矿物的杂质元素，以类质同象置换的形式，分散于造岩矿物和稀有金属矿物中，这类矿物可称为含有稀土元素的矿物，如磷灰石、萤石等。呈离子状态被吸附于某些矿物的表面或颗粒间。这类矿物主要是各种粘土矿物、云母类矿物。这类状态的稀土元素很容易提取。 常用的稀土矿开采技术 离子型稀土的技术是我国完全拥有的自主知识产权。赣州有色冶金研究所是我国离子吸附型稀土矿的发现、命名和二代稀土提取工艺科技成果的主要享有单位。时任赣州有色冶金研究所分管科研副所长、后任所长的丁嘉榆同志，作为离子型稀土矿第二代提取工艺的发明及应用的主要参与者、领导者，对这一事件的历史发展进程有着刻骨铭心的记忆。应记者之约，丁嘉榆同志对这一历史事件进行了全面地、系统地回顾和总结。 时至1970年，在过去长达175年的稀土矿产资源开发利用史中，人们发现自然界中含稀土元素及其化合物的矿物多达200 种。但真正实际有工业利用价值的稀土矿物原料却为数不多，数量约十种左右。主要有独居石、铈硅石、氟碳铈矿、硅铍钇矿、磷钇矿、褐帘石、铌钇矿、黑稀金矿。但这些矿物中却大部份含有一定数量的铀或钍，而且稀土矿物均以固态、矿物相矿物性态存在，它们往往是与放射性元素共生或伴生。 稀土矿开采方法介绍 1、辐射选矿法 主要利用矿石中稀土矿物与脉石矿物中钍含量的不同，采用γ-射线选矿机，使稀土矿物与脉石矿物分开。辐射选矿法多用于稀土矿石的预选。目前，这种方法在工业上未广泛适用。 2、重力选矿法 利用稀土矿物与脉石矿物密度的不同进行分选。常用的重选设备有圆锥选矿机，螺旋选矿机，摇床等。采用重选主要使稀土矿物与密度低的石英、方解石等脉石矿物的分离，以达到预选富集或者获得稀土精矿的目的。重选广发用于海滨砂矿的生产；在稀土脉矿的选矿中有时也用来作为预先富集的手段。 3、磁选分离法 有些稀土矿物具有弱磁性。可利用它们与伴生脉石及其他矿物比磁系数的不同，采用不同磁场强度的磁选机使稀土矿物与其他矿物分离。在海滨砂矿的选矿中，常采用弱磁选使钛铁矿与独居石分离；也可以采用强磁选使独居石与锆英石、石英灯矿物分离。在稀土脉矿的选矿中，为了简化浮选流程和节省浮选剂，有时也采用强磁选使稀土矿物预先富集。随着强磁技术的不断发展，强磁选将越来越广泛地用于稀土矿的选矿流程之中。 4、浮选法 利用稀土矿物与伴生矿物表面物理化学性质的差别，采用浮选法使之与伴生脉石及其矿物分离而获得精矿，是目前稀土脉矿生产中广泛采用的主要选矿方法。美国帕斯山稀土矿就是采用浮选法生产稀土矿精矿。在海滨砂的生产中，在用重选获得重砂之后，也常常采用浮选法从重砂中获得稀土精矿。 5、电选法 稀土矿物属于非良导体，可利用其导电性能与伴生矿物有所不同，采用电选法使之与导电性好的矿物进行分离。电选常用于海滨砂矿重选的精选作业。
产业技术情报—————————————————————————————————————————————————————————————2013年12月18日第6期（总第6期） 编者按： 稀土提取及分离技术的基本内容有如下几个方面：稀土矿物的富集、稀土的提取、稀土富集物的制备、稀土元素的分离与提纯、稀土化合物的制备。本期通过专利分析，对稀土提取及分离技术的专利数量、专利国家和地区分布、专利技术布局，以及稀土提取与分离技术国家分布、技术主题、核心专利等进行了分析，并得出以下结论。 本期重点：稀土提取与分离技术专利分析 ●中国在稀土提取与分离技术领域起步较早，但由于我国稀土技术保密规定等 原因，文献报道不多，2006年后迅速发展，专利数量跃居世界第一，但专利影响力（核心专利）很小。 ●稀土提取与分离技术主要集中在提取与分离过程与方法、分离过程中使用的 体系和萃取剂、稀土分离、提取的设备与装置以及对稀土提取过程中废水的处理。 ●日本企业为该技术领域的主要专利持有人，专利均集中在从合金或其他混合 物中回收稀土元素以及提取与分离过程中所使用的萃取剂。此外，日本机构还擅长从一些废料（例如荧光粉材料和磁性材料）中回收稀土金属。 ●中国有5家高校、科研单位和5家企业专利申请量进入全球Top30，分别为 北京大学、北京科技大学、东北大学、内蒙古科技大学、中科院长春应用化学研究所、北京有色金属研究总院、包头稀土研究院、甘肃稀土新材料有限公司等。 ============================================================= 主编：刘细文执行主编：贾苹本期策划：徐慧芳陆彩女陈枢舒联系地址：北京北四环西路33号中科院国家科学图书馆区域信息服务部邮编：100190 电话：82625972邮件地址：xxcykb@https://www.doczj.com/doc/ff5314103.html,
湖南省岳阳市高二上学期化学期末考试试卷（I）卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、单选题 (共15题；共30分) 1. （2分） (2019高一上·黄山期末) 化学与生活、社会发展息息相关，下列有关说法错误的是（） A . “时气错逆，霾雾蔽日”，雾所形成的气溶胶能产生丁达尔效应 B . “青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，屠呦呦提取青蒿素的过程中发生了化学变化 C . “熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，北宋沈括用胆矾炼铜的过程属于置换反应 D . “外观如雪，强烧之，紫青烟起”，南北朝陶弘景对硝酸钾的鉴定过程中利用了焰色反应 2. （2分）用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1mol Cu（OH）2后恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子数为（） A . 0.2mol B . 0.4mol C . 0.6mol D . 0.8mol 3. （2分） (2016高二上·亭湖期中) 2A（g）+B（g）?3C（g）+4D（g）的反应，在不同条件下的反应的速率最快的是（） A . v（A）=0.7mol?L﹣1?min﹣1 B . v （B）=0.3mol?L﹣1?min﹣1 C . v （C）=0.9mol?L﹣1?min﹣1 D . v （D）=0.8mol?L﹣1?s﹣1 4. （2分）下列事实不能用勒沙特列原理解释的是（） A . 合成氨工业选择的反应条件不是室温，是500℃左右 B . 用浓磷酸与 KBr 反应制备 HBr 气体
C . 实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气 D . 硫酸工业中，使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率 5. （2分） (2015高一上·南昌月考) 实验中需2mol?L﹣1的Na2CO3溶液950mL，配制时应选用的容量瓶的规格和称取Na2CO3的质量分别是（） A . 1000mL，212g B . 950mL，543.4g C . 1000mL，201.4g D . 500mL，286g 6. （2分） (2015高二下·枣阳期中) 下列说法正确的是（） A . 如图所示的是一个放热反应 B . 加入催化剂v（正）增大、v（逆）减小 C . 吸热反应只能在加热的条件下才能进行 D . 只有活化分子才能发生有效碰撞 7. （2分） (2016高一上·岐山期中) 设NA代表阿伏伽德罗常数，下列说法不正确的是（） A . 阿伏伽德罗常数NA是0.012kg12C中所含的原子数 B . 2g氢气所含氢原子数目为NA C . 标况下，22.4L NH3所含的分子数目为NA D . 1 L 1 mo1?L﹣1 NaCl溶液中所含有的Na+离子数目为NA 8. （2分） (2018高三上·承德期末) 根据下列实验操作和现象所得的结论正确的是（） 选项实验操作和现象结论
稀土溶剂萃取 摘要：本文主要介绍了不同稀土萃取剂及其性能和稀土溶剂萃取工艺。 关键词：稀土；溶剂萃取；萃取剂；萃取工工艺 一、前言 稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称。稀土元素主要以单矿物形式存在，目前已发现的250多种,但适合现今选冶条件的工业矿物仅有10余种。中国占世界稀土资源的41.36%，是一个名副其实的稀土资源大国。稀土资源极为丰富，分布为南重北轻，这为中国稀土工业的发展奠定了坚实的基础。传统的稀土分离方法有分步结晶法、离子交换法、溶剂萃取法，现在溶剂萃取法是稀土萃取的主要方法。分步结晶法利用氧化或还原反应分步沉淀，需要冗长复杂的结晶步骤，不利于生产大量稀土；离子交换法只适用于溶度较低的稀土溶液。溶剂萃取技术的特点：仪器设备简单，操作简易快速，回收率高，纯度好，选择性好，应用范围广泛；除用于分离外，还能作为浓集手段．该法缺点是有机溶剂的毒性大，多级萃取操作费时、麻烦、操作强度大；有些试剂昂贵，成本高。[1] 二、各种稀土萃取剂及其性能 稀土溶剂萃取研究的关键是萃取剂的研制，几十年来科研工作者以溶液化学及络合物化学为基础，发展了不少有效的萃取体系。 1、酸性磷酸酯 酸性磷（膦）酸酯是各类萃取剂中分离性能最好的萃取剂．在二烷基磷酸中，酯烷基结构对分离性能没有显著影响．具有一定结构的烷基磷酸单烷基酯对稀土的平均分离因素较二烷基磷酸高，如2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯（P507)在硝酸体系的平均分离因数为3.04，高于已见报道的其它萃取剂，在盐酸体系也表现出较P204高的分离性能。[2]这类萃取剂中的甲基磷酸单仲烷基酯CH3P(O) (OR) OH，R=iso -C12H25 -C16H33 ，β-庚基十一烷基，对重稀土具有特别优异的萃取分离性能．酸性磷酸酯对稀土有较大的分离因数，可能与它们跟稀土离子形成螯合物时，对镧系离子具有更大的排水作用有关。 2、羧酸类萃取剂 在研究使用的众多萃取剂中，羧酸是一类有效的萃取剂。但在工业中广泛应用的萃取剂一般是混合物，这给机理研究带来了困难，为了搞清羧酸萃取稀土元素的机理，马淑珍等曾对特戊酸、环己烷甲酸、α-乙基丁酸、正己酸和二乙基己酸等不同结构的稀土羧酸盐进行了研究。羧酸类萃取剂对稀土的平均分离因数较低，这与它们在萃取稀土时，二聚体介聚，并且不形成螯合物有关，它们的分离性能与取代烷基支链化有密切关系，其次序如下：直链羧酸<β-支链羧酸、α-支链羧酸<α，α′-支链羧酸。[3] 3、中性磷酸酯 中性磷酸酯作为萃取剂尤其以甲基膦酸二（1-甲基庚基）酯[P305]体系居多。具有一定支链化程度的烷基取代的异丙基膦酸二（2-乙基己基）酯和异丙基膦酸二（1-甲基庚基）酯对镨/镧的分离系数分别为3.06和2.55，均比TBP的数值1.94高．这是由烷烃基的推电子效应，使－P=O键上电子的密度增大，因此萃取能力（RO）3PO<（RO）2RPO 第9章 浸出和萃取 浸出和萃取是指加溶剂于混合物，利用溶剂对不同物质具有不同溶解度，从而使混合物得到完全或部分分离的过程。如果被处理的混合物为固体，则称为浸出或浸取；如 果被处理的混合物为液体，则称为液—液萃取或萃取。 分离的依据：组分的溶解度不同。 1 浸出 1．1 浸出理论 1．1．1 浸出体系组成的表示方法 浸出体系为三组分体系：①溶质A ；②溶剂S ；③惰性固体B 。 组成关系用等腰直角三角形相图表示，如下图所示： 在三角形相图中： ①三个顶点分别表示三种纯组分（100%）； ②三角形的任一边表示一个两组分混合物； ③三角形内的任一点表示一个三组分混合物； ④平行于任意一边的直线表示其所对顶角组分的一个恒定组成，如图中的JK 直线上的任一点均表示B 组分的组成为40%。 按以上规定，得图中M 点的组成为： x A = 0.30；x B = 0.40；x S = 0.30 1.1.2 浸出系统的平衡关系 浸出平衡：固体空隙中溶液的浓度等于固体周围溶液的浓度。 理论级：能够达到浸出平衡的浸出级（器）。 1．1．3 溢流与底流平衡关系的表达 溢流：浸出完成后，从浸出器顶部排出的均相溶液（清液）； 组成：A+S 。 底流：从浸出器底部排出的残渣； 组成：B+A+S 。 在三角形相图上，溢流的组成点位于AS 边上（图中E 点）；底流的组成位于BE 联线上（图中R 点）。 下列符号的意义： （或y）-溢流中溶质A的组成； y A （或x）-底流中溶质A的组成。 x A 1．1．4 杠杆规则 表达组成与该点质量的关系。 对BME线段： E ME R=（M为支点） RM M=（R为支点） E RM RE M=（ E为支点） R RE ME 对FMS线段： F=（M为支点） FM MS S 1.1.5 单级浸出过程的表示 一定量的原料F（含A，B）与一定量的纯溶剂S混合，物系点M位于SF连线上；其位臵由S/F决定；浸出平衡后，得溢流E和底流R。 基本物料关系： F+S=M=R+E 平衡关系： R= RM E ME 上两式联立可解得R，E。 1．2 浸出速率 萃取和反萃取概念 萃取 溶剂萃取简称萃取，它是利用溶质在两种不相混的液体之间的不同分配来达到分离和富集的目的。 比如：采用Acorga M5640(美国CYTEC公司生产)萃取剂从含铜的水溶液中回收铜。萃取剂和料液是不相混溶的两种液体，在一定的条件下萃取剂可以将铜离子从水溶液中提取出来，这个过程可简单地用化学方程式表示： 上式中，RH代表萃取剂。这个化学反应式是可逆的，萃取剂RH可以与溶液中的铜离子Cu2+作用生成 R2Cu,这是正反应,称为萃取过程；当用硫酸与R2Cu作用又可以将铜离子释放出来，萃取剂获得再生，可以复用，这是逆反应，称为反萃取过程。 有机相和水相 有机相通常是由萃取剂和稀释剂组成的，萃取剂能够选择性地与被萃的金属离子相结合。稀释剂一般都用煤油，比重较小，属于惰性溶剂与金属离子不发生化学作用，其目的只是用来调节萃取剂的浓度，降低有机相的黏度和比重，这样有利于分相。 此处说明一下，一般萃取剂工厂用的煤油不是普通灯用煤油，而是磺化煤油。磺化是用硫酸除掉煤油中的芳烃或不饱和烃的化合物。因为这些不饱和烃的化合物在萃取时容易氧化，破坏萃取平衡及分相。目前这种煤油是在石油裂化分馏时截取一定馏份而产生出的，如上海炼油厂所产的260#煤油含的芳烃小于10％，闪点70℃。 水相即为含金属离子的水溶液，比如含铜的矿坑废水或含铜的各类浸出液，当水相与有机相在一定条件下混合时，水相中的铜离子即被萃入有机相中。 当水相和有机相混合一定的时间后，静置、分相，此时的水相称为萃余液． 含硫酸的水溶液与含铜的负载有机相混合一定时间后，静置分相，此时的水溶液称作反萃液。 相比与流比 在萃取过程或反萃取过程中，有机相体积与水相体积之比例称为相比，通常用O／A表示。Ｏ代表有机相的体积，Ａ代表水相体积．在生产中有机相和水相都是连续给入的，此时有机相的流量与水相的流量（或反萃液）的比例称为流比，流量的单位是m3/h或L/min。 分配系数与分离系数 在萃取或反萃取的过程中，在某一条件下达到“平衡”之后，金属在有机相和水相中有一定的分配比例，我们把某种被萃取的物质在有机相中的浓度与在水相中的浓度之比称作该物质的分配系数，严格来说应叫分配比，通常用Ｄ表示．简言之，分配比表示一个萃取体系达到平衡后，被萃取物质在两相中的分配情况。如用M5640萃取铜，达到平衡后铜的分配比为： 白云鄂博矿床的物质成分 白云鄂博矿床物质成分极为复杂，已查明有73种元素，170多种矿物。其中，铌、稀土、钛、锆、钍及铁的矿物共近60种，约占总数的35％。主要矿石类型有块状铌稀土铁矿石、条带状铌稀土铁矿石、霓石型铌稀土铁矿石、钠闪石型铌稀土铁矿石、白云石型铌稀土铁矿石、黑云母型铌稀土铁矿石、霓石型铌稀土矿石、白云石型铌稀土矿石和透辉石型铌矿石。 稀土生产工艺流程图 白云鄂博矿 矿石粉碎 弱磁、强磁选矿 铁精矿 强磁中矿、尾矿 稀土精矿 稀土选矿 火法生产线 汽车尾气净化器 永磁电机 节能灯 风力发电机 各种发光标牌 电动汽车 电动 核磁共振 自行车 磁悬浮 磁选机 稀土精矿硫酸法分解(decomposition of rare earth concentrate by suIphuric acid method) 稀土精矿用硫酸处理、生产氯化稀土或其他稀土化合物的稀土精矿分解方法。本法具有对原料适应性强、生产成本低等优点，是稀土精矿工业上常用的分解方法，广泛用于氟碳铈矿精矿、独居石精矿和白云鄂博混合型稀土矿精矿的分解。主要有硫酸化焙烧一溶剂萃取法、硫酸分解一复盐沉淀法、氧化焙烧一硫酸浸出法三种工艺。 硫酸化焙烧-溶剂萃取主要用于分解白云鄂博混合型稀土矿精矿生产氯化稀土。白云鄂博混合型稀土矿精矿成分复杂，属于难处理矿，其典型的主要成分(％)为：RE2O350～55，P2.5～3.5，F7～9，Ca7～8，Ba1～4，Fe3～4，ThO2约0.2。精矿中放射性元素钍和铀含量低，冶炼的防护要求不高，适于用硫酸化焙烧法分解。 原理经瘩细的稀土精矿与浓硫酸混合后加热焙烧到423～673K温度时，稀土和钍均生成水溶性的硫酸盐。氟碳铈矿与硫酸的主要反应为： 2REFCO3+3H2SO4=RE2(SO4)3+3HF↑+2CO2+2H2O 独居石与硫酸的主要反应是： 2REPO4+3H2SO4=RE2(SO4)3+2H3PO4 Th3(PO4)4+6H2SO4=3Th(SO4)2+4H3PO4 铁、钙等杂质也生成相应的硫酸盐。分解产物用精矿质量12倍的水浸出，获得含稀土、铁、磷和钍的硫酸盐溶液。控制不同的焙烧温度、硫酸用量和水浸出的液固比，即可改变分解效果。当硫酸与稀土精矿的量比为1.5～2.5、分解温度503～523K、水浸出液含RE2O350～70g/L时，钍、稀土、磷、铁等同时进入溶液。上述焙烧和浸出条件主要用于独居石精矿和白云鄂博混合型稀土矿精矿的分解。当硫酸与稀土精矿的量比为1.2～1.4、分解温度413～433K、水浸出溶液含游离硫酸50％时，主要是钍进入溶液，大部分稀土则留在渣中。当硫酸与稀土精矿的量比为1.2～1.4、分解温度573～623K、水浸出液含RE2O350g/L时，则稀土进入溶液，钍和铁等留在渣中。通过控制焙烧和浸出条件，就可使稀土与主要伴生元素得以初步分离。 工艺过程从稀土精矿到获得氯化稀土，主要经过硫酸化焙烧、浸出除杂质和溶剂萃取转型等过程。 (1)硫酸化焙烧。白云鄂博混合型稀土矿精矿粉与浓硫酸在螺旋混料机内混合后，送入回转窑进行硫酸化焙烧分解。控制进料端(窑尾)炉气温度493～，523K，焙烧分解过程中炉料慢慢移向窑前高温带，氟碳铈矿和独居石与硫酸作用生成可溶性的硫酸稀土。铁、磷、钍等则形成难溶于水的磷酸盐。炉料随着向高温带移动温度不断升高，过量的硫酸逐渐被蒸发掉。当炉料运行到炉气温度为11’73K左右的窑前出料端时，炉料温度达到623K左右，并形成5～10mm的小粒炉料，称为焙烧料，从燃烧室侧端排出。 (2)浸出除杂质。焙烧料含硫酸3％～7％，直接落入水浸槽中溶出稀土，而杂质几乎全部留在渣中与稀土分离。制得纯净的硫酸稀土溶液含RE2O340g/L、Fe0.03～0.05g/L、P约0.005g/L、Th<0.001g/L，酸0.1～0.15mol/L。用此溶液生产氯化稀土。 (3)溶剂萃取转型。用溶剂萃取法使硫酸稀土转变成为氯化稀土的过程。这种工艺已用于取代传统的硫酸复盐沉淀、碱转化等繁琐转型工艺。这是中国在20世纪80年代稀土提取流程的一次重大革新。溶剂萃取转型采用羧酸类(环烷酸、脂肪酸)萃取剂，预先用氨皂化，然后直接从硫酸稀土溶液中萃取稀土离子，稀土负载有机相用含HCl6mol/L溶液反萃稀土，制得氯化稀土溶液。萃取和反萃取过程采用共流萃取(见溶剂革取)方式。萃余液pH为7.5～8.0，含RE2O310mg/L 左右，稀土萃取率超过99％。盐酸反萃液含RE2O3250～270g/L，含游离酸0.1～0.3mol/L。采用减压浓缩方式将反萃液浓缩制成氯化稀土。氯化稀土的主要成分(质量分数ω/％)为：RE2O3约46，Fe0.01，P0.003，Th0.0002，SO42-<0.01，Ca1.25，NH4+1～2。1982年中国用上述流程在甘肃稀土公司建成一条年产氯化稀土约6000t的生产线，经过近十年的生产实践证明，工艺流程稳定、操作简单、经济效益好。 稀土生产与分离工业工艺流程 一、稀土选矿 选矿是利用组成矿石的各种矿物之间的物理化学性质的差异，采用不同的选矿方法，借助不同的选矿工艺，不同的选矿设备，把矿石中的有用矿物富集起来，除去有害杂质，并使之与脉石矿物分离的机械加工过程。 当前我国和世界上其它国家开采出来的稀土矿石中，稀土氧化物含量只有百分之几，甚至有的更低，为了满足冶炼的生产要求，在冶炼前经选矿，将稀土矿物与脉石矿物和其它有用矿物分开，以提高稀土氧化物的含量，得到能满足稀土冶金要求的稀土精矿。稀土矿的选矿一般采用浮选法，并常辅以重选、磁选组成多种组合的选矿工艺流程。内蒙古白云鄂博矿山的稀土矿床，是铁白云石的碳酸岩型矿床，在主要成分铁矿中伴生稀土矿物（除氟碳铈矿、独居石外，还有数种含铌、稀土矿物）。采出的矿石中含铁30%左右，稀土氧化物约5%。在矿山先将 大矿石破碎后，用火车运至包头钢铁集团公司的选矿厂。选矿厂的任务是将Fe2O3从33%提高到55%以上，先在锥形球磨机上磨矿分级，再用圆筒磁选机选得62～ 65%Fe2O3的一次铁精矿。其尾矿继续进行浮选与磁选，得到含45%Fe2O3以上的二次铁精矿。稀土富集在浮选泡沫中，品位达到10～15%。该富集物可用摇床选出REO 含量为30%的粗精矿，经选矿设备再处理后，可得到REO60%以上的稀土精矿。 二、稀土冶炼方法 稀土冶炼方法有两种，即湿法冶金和火法冶金。 湿法冶金属化工冶金方式，全流程大多处于溶液、溶剂之中，如稀土精矿的分解、稀土氧化物、稀土化合物、单一稀土金属的分离和提取过程就是采用沉淀、结晶、氧化还原、溶剂萃取、离子交换等化学分离工艺过程。现应用较普遍的是有机溶剂萃取法，它是工业分离高纯单一稀土元素的通用工艺。湿法冶金流程复杂，产品纯度高，该法生产成品应用面广阔。 铷盐概述 一、铷的概述 铷，元素符号Rb，银白色稀有碱金属，在元素周期表中属IA族，原子序数37，原子量85.4678，立方晶体，常见化合价为＋1。 金属铷的熔点很低，质软，有延展性。铷在地壳中很分散，至今还没有发现单纯的铷矿物。铷在地壳中的含量为5.1X10-5--3.1×10-4，按元素丰度排列居16位。铷资源主要赋存于花岗伟晶岩，卤水和钾盐矿床中。现在人们主要从花岗伟晶岩矿床开发回收铷，主要工业矿物是锂云母，锂云母中铷含量可达3.75％，是提取铷的主要矿源。 国外花岗伟晶岩氧化铷资源储量约为17万t，其中津巴布韦10万t，占58%；纳米比亚5万t，占29%；加拿大1.2万t占7%.这三个国家氧化铷含量为16.2万t，占国外铷资源的95%。 我国有丰富的铷资源，储量名列前茅，且类型齐全，分布全国。我国铷资源主要赋存于锂云母和盐湖卤水中，锂云母中铷含量占全国铷资源储量的55%，以江西宜春储量最为丰富，是目前我国铷矿产品的主要来源。湖南、四川的锂云母矿中也含有铷。青海、西藏的盐湖卤水中含有极为丰富的铷，是有待于开发的我国未来的铷资源。 目前，世界上铷盐工业生产的主要原料是锂云母。用锂云母生产铷盐时，一般采用氯锡酸盐法、铁氯化物、BAMBP萃取法。对于铷含量低的液体矿物，如海水、盐湖卤水、工业母液，一般采用吸附法和萃取法。 我国生产铷的主要工业原料是锂云母。新余市东鹏化工有限责任是我国目前最大的铷盐生产基地，他们利用锂云母提锂后的混合碱母液采用T—BAMBP萃 取法从中分离，提取铷，他们还利用这种萃取法提取铷化合物，以不同无机酸和或有机酸进行反萃，制得多种铷化合物。T —BAMBP 萃取工艺目前在国外都处于领先水平。此外，对于一些有价值的潜在铷资源，我国也进行了有效的开发研究。江西的开发研究成果，显示了我国巨大的铷开发、生产潜力。 二、铷化合物的提取方法 铷广泛地分散于钾的矿物和盐卤中。锂云母的组成为KRbLi(OH ，F)Al 2Si 3O 10，含3.5%以上Rb 2O ，是主要的铷资源。铯榴石矿物(Cs 2O〃Al 2O 3〃4SiO 2)，含有 1.5%以上Rb 2O 。一些铷是从矿物中提取铯时制取的。从矿物资源中回收铷的传统方法(包括从矿石中提取铝碱矾的混合物)是，矿石用硫酸浸出到生成碱矾，过滤矾溶液，用水洗涤渣。矿石在浸出之前锻烧可提高回收率。其它碱矾可分步结晶分离。用提纯后的铷矾中和至铝沉淀可转变为氢氧化铷，随后用氢氧化钡沉淀硫酸盐。氯锡酸盐需要部分分离钾，剩余的碳酸盐转化为氯化物，溶液用足量的氯化锡沉淀出氯锡酸铯，其可溶性比相应的铷盐要小。沉铯后的溶液用过量的氯化锡沉淀出氯锡酸铷。提纯后的氯锡酸铷可用高温分解、电解或化学方法分离铷和氯化锡。铷化合物亦可从其它碱金属化合物用溶剂萃取或离子交换方法分离。 纯金属铷可用活性金属还原铯榴石锂云母矿，再用真空蒸馏而获得。其它方法是热化学 还原纯的铷化合物，根据以下反应： 2RbCl +Ca→CaCl 2+2Rb 2RbOH+Mg→Mg(OH)2+2Rb 稀土溶剂萃取分离技术 摘要 对目前稀土元素生产中分离过程常用的分离技术进行了综述。使用较多的是溶剂萃取法和离子交换法。本文立足于理论与实际详细地分析了溶剂萃取分离法。 关键词稀土分离萃取 前言 稀土一般是以氧化物状态分离出来的，又很稀少，因而得名为稀土。“稀土”一词系17种元素的总称。它包括原子序数57—71的15种镧系元素和原子序数39的钇及21的钪。由于钪与其余16个元素在自然界共生的关系不大密切,性质差别也比较大,所以一般不把它列入稀土元素之列。 中国、俄罗斯、美国、澳大利亚是世界上四大稀土拥有国，中国名列第一位。中国是世界公认的最大稀土资源国，不仅储量大，而且元素配分全面。经过近40余年的发展，中国已建立目前世界上最庞大的稀土工业，成为世界最大稀土生产国，最大稀土消费国和最大稀土供应国。产品规格门类齐全，市场遍及全球。产品产量和供应量达到世界总量的80％一90％[1]。 稀土在钢铁工业有色金属合金工业、石油工业、玻璃及陶瓷工业、原子能工业、电子及电器工业、化学工业、农业、医学以及现代化新技术等方面有多种用途。由于稀土元素及其化合物具有不少独特的光学、磁学、电学性能，使得它们在许多领域中得到了广泛的应用。但由于稀土元素原子结构相似，使得它们经常紧密结合并共生于相同矿物中，这给单一稀土元素的提取与分离带来了相当大的困难[2]。 常用稀土分离提取技术 萃取分离技术：包含溶剂萃取法、膜萃取分离法、温度梯度萃取、超临界萃取、固—液萃取等萃取方法。 液相色谱分离技术：包含离子交换色谱、离子色谱技术、反相离子对色谱技术、萃取色谱技术、纸色谱技术、以及薄层色谱技术。 常用方法为溶剂萃取法和离子交换法[3]。 稀土溶剂萃取分离技术 萃取分离工艺参数设计 ——最优化串级萃取工艺设计 1、确定原料和处理能力 根据市场需求现状和发展趋势、本地稀土资源状况和开采能力、企业投资和融资能力大小等因素，确定稀土生产线的原料来源、基本配份、年处理能力。 2、确定产品方案 产品品种和规格要符合主流要求，适销对路，既不要盲目求高而增加分离难度和成本，又不能没有市场竟争能力而遭淘汰。 3、确定分离工艺流程 稀土分离时往往按“四分组”效应首先将原料分为轻、中、重稀土富集物。 分组的切割位置通常选择边界元素间分离系数（或等效分离系数）较大、并保持易萃取组分比例均衡，同时兼顾产品要求、设备条件、工艺衔接、操作稳定性和可行性等因素，以降低生产成本、提高流程的稳定性。 （1）工艺采用了具有世界先进水平分离提纯技术，确保产品质量稳定，纯度较高。 （2）工艺流程在实施过程中容易控制，比较灵活，可以根据市场的不同需求，生产不同规格的产品，充槽投资较省，化工辅料消耗降低，有利于降低产品成本。 （3）整个工艺流程较短，可连续化操作，稀土机械损失少，稀土的总收率高。 （4）实现产品“系列化”“高纯化”“单一化”“规模化”，经济指标较好，市场适应能力较强。 4、最优化串级萃取工艺设计 4.1 确定萃取体系和测定分离系数β 针对要分离的问题，选择一个合适的萃取体系，进行单级试验，确定最适宜的有机相配比、皂化度、料液和洗液的浓度和酸度等。测定萃取段和洗涤段的平均分离系数β和β'。 B A E E =β （1） ' '' B A E E =β （2） 若β和β'值相差不大，通常采用数值较小的β值进行计算。 4.2 确定分离指标 根据料液组成，确定分离切割线位置，确定易萃组分A 和难萃组分B ，B f 为料液中组分B 的摩尔分数，1A B f f =-为料液中组分A 的摩尔分数。 根据市场需求确定产品分离指标，若A 为主要产品，规定其纯度An m p +，回收率为A Y ，则A 的纯化倍数和B 的纯化倍数为： (1) n m n m A A A B P P a f f ++-= （3） (1) A A a Y b a Y -= - （4） 出口水相B 的纯度1B P 和A 的纯度1A P 为： 1B B A B bf P f bf = + （5） 111A B P P =- （6） 出口有机相和出口水相分数A f '和B f '： n m A A A A f Y f P +'= （7） 1 B A f f ''=- （8） 若B 为主要产品，规定其纯度为1B P ，回收率为B Y ，则： 1 1(1) B B B A P P b f f -= （9） (1) B B b Y a b Y -= - （10） 铷/铯及其化合物的提取工艺及研究进展 目前，世界上铷、铯盐工业生产的主要原料是铯榴石和锂云母。用铯榴石生产铯盐多用酸法，包括硫酸法、盐酸法、氢氧酸法，以硫酸法和盐酸最为流行。用碱法处理铯榴石有碳酸钠烧结法、氧化钙---氯化钙烧结法、氯化钙---氯化铵烧结法等。用锂云母生产铷、铯盐时，一般采用氯锡酸盐法、铁氯化物、BAMBP 萃取法。对于铷铯含量低的公司液体矿物，如海水、盐湖卤水、工业母液，一般采用吸附法和萃取法。 2.1 铷及其化合物提取工艺及研究进展 2.1.1 铷及其化合物提取工艺及研究进展 由于铷是分散元素，常与其他碱金属元素，如丰度很大的钾共生，且它们无论是物理还是化学性质都十分接近，这为铷的分离、提纯和产品深加工带来了很大困难，增加了铷提取、提纯工艺的复杂性。从最古老的分级结晶法开始，逐步开发出了沉淀法、离子交换法、溶剂萃取法等多种提铷工艺，并仍在研究其他有效提取方法。 一、分步结晶分离法…… 二、沉淀法 在工业生产中，常用沉淀法分离提取铷，尤其适用于从含铷量高的卤水或溶液中分离提取铷。…… 三、离子交换法 离子交换法也是从盐湖卤水或制盐卤水中分离提取铷的常用生产方法。…… 四、溶剂萃取法 采用溶剂萃取法分离、…… 2.1.2 铷化合物提纯和金属铷的制备技术 铷及其化合物的产品纯度对保证其应用和后续产品质量至关重要。近年来，国内外在铷及其化合物的提纯方面也做了一些研究工作。 有研究用工业碳酸铷为原料，…… 电解法 在由石墨阳极和铁阴极组成的电解槽内电解熔融氯化铷是本森(Bunsen)和契尔戈夫(Krichhoff)首次制得金属铷的方法。…… 热分解法 热分解法是制取少量高纯金属铷的一种方法。…… 金属热还原法 金属热还原法是制取金属铷的最简便方法。…… .2 铯及其化合物提取方法及研究进展 由于与铯伴生的其他碱金属元素无论是物理性质还是化学性质都与铯十分接近，给分离带来了很大困难，因而铯的分离技术研究也成为人们非常感兴趣的课题。国内外现有或正在研究的分离铯的方法主要有以下几种。 2.2.1 沉淀法 沉淀法利用溶液中铯离子与某些试剂反应生成难溶化合物或结晶沉淀的特性，…… 2.2.2 离子交换法 离子交换法是目前分离铯的重要技术，按离子交换剂的组成可分成两大类：有机树脂的离子交换法和无机材料的离子交换法。 稀土生产工艺流程图 白云鄂博矿 矿石粉碎 弱磁、强磁选矿 铁精矿 强磁中矿、尾矿 稀土精矿 稀土选矿 碱 法生产线 酸法生产线 火法生产线 碳酸稀土 硫酸体系萃取 盐酸体系萃取 钕铁硼永磁体 荧光粉磁致冷材料存贮光盘稀土玻璃镍氢电池 钐钴永磁体 汽车尾气净化器永磁电机节能灯 风力发电机各种发光标牌电 动汽车电动核磁共振 自行车 磁悬浮 磁选机 稀土矿的开采技术和稀土矿开采方法介绍 稀土矿在地壳中主要以矿物形式存在，其赋存状态主要有三种：作为矿物的基本组成元素，稀土以离子化合物形式赋存于矿物晶格中，构成矿物的必不可少的成分。这类矿物通常称为稀土矿物，如独居石、氟碳铈矿等。作为矿物的杂质元素，以类质同象置换的形式，分散于造岩矿物和稀有金属矿物中，这类矿物可称为含有稀土元素的矿物，如磷灰石、萤石等。呈离子状态被吸附于某些矿物的表面或颗粒间。这类矿物主要是各种粘土矿物、云母类矿物。这类状态的稀土元素很容易提取。 常用的稀土矿开采技术 离子型稀土的技术是我国完全拥有的自主知识产权。赣州有色冶金研究所是我国离子吸附型稀土矿的发现、命名和二代稀土提取工艺科技成果的主要享有单位。时任赣州有色冶金研究所分管科研副所长、后任所长的丁嘉榆同志，作为离子型稀土矿第二代提取工艺的发明及应用的主要参与者、领导者，对这一事件的历史发展进程有着刻骨铭心的记忆。应记者之约，丁嘉榆同志对这一历史事件进行了全面地、系统地回顾和总结。时至1970年，在过去长达175年的稀土矿产资源开发利用史中，人们发现自然界中含稀土元素及其化合物的矿物多达 200 种。但真正实际有工业利用价值的稀土矿物原料却为数不多，数量约十种左右。主要有独居石、铈硅石、氟碳铈矿、硅铍钇矿、磷钇矿、褐帘石、铌钇矿、黑稀金矿。但这些矿物中却大部份含有一定数量的铀或钍，而且稀土矿物均以固态、矿物相矿物性态存在，它们往往是与放射性元素共生或伴生。 稀土矿开采方法介绍 银川市高一下学期化学期中考试试卷（I）卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题（本卷共20小题，每小题3分，共60分） (共20题；共60分) 1. （3分） (2017高一上·杭州期中) 我国科学家在世界上首次合成了三种新核素，其中一种新核素是185Hf （铪）．关于185Hf的下列说法中，正确的是（） A . 是一种新元素 B . 原子核内有185个质子 C . 原子核内有185个中子 D . 是183Hf的一种新的同位素 2. （3分） (2016高二上·社旗开学考) 下列说法正确的是（） A . 电力、蒸汽都属于二次能源 B . 蔗糖、油脂及它们的水解产物均为非电解质 C . 合成纤维、光导纤维都是高分子化合物 D . 煤的气化和液化都是物理变化 3. （3分） (2017高二上·盐城期末) 下列过程中，不涉及化学变化的是（） A . 甘油加水作护肤剂 B . 用明矾净化水 C . 烹鱼时加入少量的料酒和食醋可减少腥味，增加香味 D . 烧菜用过的铁锅，经放置常出现红棕色斑迹 4. （3分） (2016高一下·汉台期中) 短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示．下列说法正确的是（） A . 元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8 B . 原子半径的大小顺序为：rX＞rY＞rZ＞rW＞rQ C . 离子Y2﹣和Z3+的核外电子数和电子层数都不相同 D . 元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强 5. （3分） (2016高一下·夷陵月考) 下列6个转化，其中不能通过一步反应实现的是（） ①SiO2→Na2SiO3②Fe（OH）2→Fe（OH）3 ③SiO2→H2SiO3 ④Al2O3→Al（OH）3 ⑤Na2O2→NaCl⑥NaAlO2→AlCl3 ． A . ①② B . ③④ C . ③④⑤ D . ⑤⑥ 6. （3分）下列相关示意图正确的是（） A B C D 将氨水滴到氯化铝溶液中至过量 将二氧化碳逐渐通入氯水 中至过量 将铜粉加入到浓硝酸中 至过量 卤族元素的氧化物沸点随核 电荷数的变化 A . A B . B C . C 稀土分离方法概述 姓名：任嘉琳班级：应化1102 学号：1505110619 摘要：近年来我国许多单位，在稀土分离工艺研究中，取得新的成果，重点是南方离子吸附性稀土矿，特点是单一稀土或部分稀土的分离转向整个镧系元素的全分离，从偏重技术指标到转为重视技术经济指标 关键词：稀土全分离单一分离 引言：稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57 到71 的15种镧系元素氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪（Sc）和钇（Y）共17 种元素的氧化物。稀土具有4f电子亚层，丰富的跃迁能级，大的原子磁距，多变的配位数，在光电磁材料中显示不可替代的作用，被誉为“工业维生素”。我国是稀土大国，所拥有的稀土储量占世界总工业储量的80%以上，由于稀土元素电子结构相似，化学性质相似，分离十分困难，但是为了探索功能材料。探索其本质特征，发现新的功能体系，拓展应用领域，必须解决分离稀土的难题[1]现在，常用的方法有溶剂萃取和离子交换。除Pm以外的16个稀土元素都可以提纯到6N(99.9999%)的纯度。由稀土精矿分解后所得到的混合稀土化合物中，分离提取出单一纯稀土元素，在化学工艺上是比较复杂和困难的。其主要原因有二个，一是镧系元素之间的物理性质和化学性质十分相似，多数稀土离子半径居于相邻两元素之间，非常相近，在水溶液中都是稳定的三价态。稀土离子与水的亲和力大，因受水合物的保护，其化学性质非常相似，分离提纯极为困难。二是稀土精矿分解后所得到的混合稀土化合物中伴生的杂质元素较多（如铀、钍、铌、钽、钛、锆、铁、钙、硅、氟、磷等）。因此，在分离稀土元素的工艺流程中，不但要考虑这十几个化学性质极其相近的稀土元素之间的分离，而且还必须考虑稀土元素同伴生的杂质元素之间的分离。 1.萃取分离 轻稀土（P204弱酸度萃取）—镧、铈、镨、钕和钷； 中稀土（P204低酸度萃取）—钐、铕、钆、铽和镝； 重稀土（P204中酸度萃取）—钬、铕、铒、铥、镱、镥和钪。 2.萃取工艺 （1）分步法[2] 从1794年发现的钇（Y)到1905年发现的镥（Lu)为止，所有天然存在的稀土元素间的单一分离，还有居里夫妇发现的镭，都是用这种方法分离的。分步法是利用化合物在溶剂中溶解的难易程度(溶解度)上的差别来进行分离和提纯的。方法的操作程序是：将含有两种稀土元素的化合物先以适宜的溶剂溶解后，加热浓缩，溶液中一部分元素化合物析出来（结晶或沉 海淀区高三年级第一学期期中练习 化学2019.11 本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。 可能用到的相对原子质量： H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 K 39 Cu 64 Zn 65 Rb 85 第一部分选择题（共42分） 在下列各题的四个选项中，只有一个选项符合题意。（每小题3分，共42分） 1．巴黎圣母院是全人类的宝贵文化遗产。下列在传承过程中遇到的问题与化学变化无关 ．．的是 A．石质阶梯被游B．石质雕像被酸雨C．铜质雕像逐渐变D．木质中轴塔在 2．下列做法的目的与改变化学反应速率无关 ．．的是 A．牛奶在冰箱里保存B．向玻璃中加入氧化铅 C．高炉炼铁前先将铁矿石粉碎D．在糕点包装内放置小包除氧剂 3．下列关于铝及含铝物质的说法正确的是 A．27Al的中子数为13 B．单质铝可用作半导体材料 C．原子半径：r(Si) > r(Al) D．Al(OH)3能与NaOH溶液反应 4．下列变化中，气体反应物既被氧化又被还原的是 A．金属钠露置在空气中迅速变暗 B．露置在空气中的过氧化钠固体变白 C．充满二氧化氮的试管倒扣在水槽中，试管内液面上升 D．将氨气与氯化氢混合，产生大量白烟 5．下列条件下，可以大量共存的离子组是 A．某无色透明溶液中：Na+、Cu2+、SO42－、OH－ B．含有大量CH3COO－的溶液中：H+ 、K+、SO42－、NO3－ C．pH=11的溶液中：Na+、K+、Cl－、CO32－ D．0.1 mol/L的H2SO4溶液中：K+、Ba2+、Cl－、NO3－ 第 48 卷 第 7 期2019 年 7 月 Vol.48 No.7 Jul. 2019化工技术与开发 Technology & Development of Chemical Industry 稀土萃取乳化原因分析及解决措施 卢阶主，李飞龙 （中铝广西国盛稀土开发有限公司，广西 崇左 532200） 摘 要：从物料、生产工艺、操作等方面，简要分析了P507-煤油-RECl3体系下，稀土萃取分离工业生产过程中发生乳化的主要原因，并提出了相应的解决措施。 关键词：稀土；萃取分离；乳化 中图分类号：TF 845 文献标识码：B 文章编号：1671-9905(2019)07-0061-03 目前，稀土分离的工业生产的主流工艺是溶剂萃取分离法[1-2]。在稀土的萃取分离过程中，由于各种原因，会在萃取槽中发生有害乳化现象[3]，导致槽体流通困难，甚至严重到因无法流通而停产，进而引发一系列严重问题，如级效率降低、有机相损失、稀土收率下降、产品质量下降或不合格、工人劳动强度增加、生产计划被打乱等等。因此，分析发生各类乳化现象的主要原因，并在此基础上采取相应的措施，从而有效防止乳化，消除乳化，是一件非常有必要的事情。笔者结合所在公司的实际情况，重点讨论P507-煤油-RECl3体系下的乳化情况。 1 产生乳化的主要原因 稀土萃取全分离过程本身就是反复的乳状液形成和破坏的过程。有时由于某些原因，生成的乳状液不再是均匀的液体，或者虽然是均匀的液体但却很稳定，以至于在澄清室中难以分相，或分相的时间很长，以第三相存在于萃取槽中，使得萃取分离难以进行下去，这样的乳化现象是有害的。 稀土萃取分离过程中，产生乳化现象的原因有多方面，与料液组成[5-6]、生产工艺参数、生产过程操作条件等都有直接关系。应当特别注意的是，尽管可以将乳化原因进行归类分析，但实际上乳化的发生往往是多方面因素共同作用的结果。笔者结合生产实践经验，经过总结和归纳，将常见的乳化原因概述如下。1.1 水相因素 1.1.1 稀土离子浓度 在萃取分离过程中，增大料液中的金属浓度可减少设备投资，但料液中稀土金属离子的浓度过大，会导致有机相中萃合物的浓度过高，使得有机相的黏度增大，水相黏度也会加大，进而影响到液滴间的聚集，造成分相困难。这种现象容易发生在进料级附近。如果水相浓度太低，水相与有机相的比重差异小，也会使分相难度加大，这种现象在稀土皂化段及空白有机相水洗段较明显。 1.1.2 酸度 在反萃段，酸度太低不利于将稀土离子反萃干净，也不利于使Fe、Al等杂质离子随稀土离子及时排出萃取槽，造成长时间积累。 1.1.3 杂质离子 稀土萃取工艺中，料液中的Fe、Al等非稀土杂质离子容易富集于有机相和萃取槽的某些部位，在酸度较低或皂化剂局部过量的情况下，进入水相的Fe、Al离子很容易发生乳化。Fe、Al 等非稀土杂质引起乳化的原因，是其与水或OH-作用，生成了黏度大的氢氧化物胶体物质。由于萃取槽内的酸度较低，这种胶体物质短时间内不易溶解，与水相、有机相混合后，形成比较稳定的水包油型乳化物状态。这种乳化很容易在萃取段发生。 1.2 有机相因素 1.2.1 皂化度 随着皂化度的提高，有机相黏度增加，当皂化度高到破坏了P507的二聚体结构时，就会因析出萃合物而出现第三相。实际生产中，往往是由于有机相的流量小于与之匹配的皂化剂（碱）的流量，导致发生有机相皂化过饱和，形成三相物乳化。这种现象 作者简介：卢阶主(1983-)，男，硕士，工程师，研究方向：稀有、稀土冶金工艺开发及资源回收利用。E-mail：lujiezhu83@https://www.doczj.com/doc/ff5314103.html, 收稿日期：2019-04-19中国农大食品工程原理 第9章(6) 浸出和萃取
萃取和反萃取概念
稀土分离冶炼工艺流程图
稀土生产与分离工业工艺流程
铷盐概述
稀土萃取分离技术
最新萃取分离工艺参数设计
铷铯及其化合物的提取工艺及研究进展
稀土生产工艺流程图矿的开采技术
银川市高一下学期化学期中考试试卷(I)卷(练习)
稀土分离方法概述
海淀区2020届高三第一学期期中练习化学(含答案)
稀土萃取乳化原因分析及解决措施
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