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低浓度稀土溶液中萃取富集稀土与萃余水相除油

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 低浓度稀土的来源

1.3 萃取法回收富集低浓度稀土

1.4 萃余水相除油方法

1.5 本课题的研究思路和内容

1.6 本课题的创新点

第2章 实验试剂、仪器及分析测定方法

2.1 实验试剂及实验仪器

2.2 实验方法

2.3 煤油含量的测定方法

2.4 其他实验指标测定

第3章 Cyanex272萃取重稀土的性能评价

3.1 引言

3.2 试验方法

3.3 结果和讨论

3.4 小结

第4章 N1923萃取稀土和负载有机相中稀土的反萃

4.1 引言

4.2 实验方法

4.3 结果和讨论

4.4 离子吸附型稀土提取新流程

4.5 小结

第5章 N1923萃取稀土过程有机相损失及萃余水相除油

5.1 引言

5.2 试验方法

5.3 结果和讨论

5.4 小结

第6章 P507萃取稀土过程有机相损失及萃余水相除油

6.1 引言

6.2 实验方法

6.3 实验结果和讨论

6.4 小结

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

致谢

参考文献

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摘要

从离子吸附型稀土的低浓度稀土浸出液中富集稀土广泛采用的方法是沉淀结晶法。然而,对于含较多杂质离子的低浓度稀土溶液,由于其成本和产品质量问题而受到萃取法的挑战。因为溶剂萃取法可以实现稀土与大多数杂质分离,且效率高,适合连续和大规模生产。当然,萃取法要得到实际应用还需要解决两个问题:优选出性能优越的萃取剂,降低萃余水相的有机相损失,并使其满足循环利用或排放的要求。本研究首先比较了三个不同厂家的C272对稀土的萃取性能,然后重点对P507、N1923两种萃取剂萃取稀土的条件与有机相损失的关系,以及从萃余水相中去除油的方法和效果进行了对比研究,主要内容有:
  研究了硫酸质子化20%N1923-10%仲辛醇-70%煤油有机相(称为硫酸质子化有机相)和盐酸反萃稀土后的有机相(称为盐酸质子化有机相)从硫酸体系中萃取稀土的性能与初始料液pH的关系。结果证明:硫酸质子化有机相萃取硫酸稀土的萃取率随初始pH升高而增大,最佳pH在2-6之间;而盐酸质子化有机相的萃取率随初始pH的增大而降低,只有当pH小于1时才表现出明显的萃取。采用盐酸、硫酸及其铵盐溶液来反萃有机相中的稀土,表明反萃率与阴阳离子有关系。相同浓度下有如下次序:H+>NH4+,Cl->SO42-。盐酸反萃稀土的效果最好,但余酸浓度高,不利用后续沉淀。为此,确定了采用盐酸与氯化铵摩尔比为6:4的混合溶液作反萃剂,具有较高的稀土反萃率且余酸浓度低。结合以前的研究结果,提出了从离子吸附型稀土浸出液中提取稀土的原则流程。
  建立了以监测煤油含量为依据的水中油含量分析方法。以此为依据,对比研究了N1923体系和P507体系在不同萃取条件和操作条件下萃余水相中的油含量。实验发现:尽管萃余水相中的油含量随萃取pH和相比O/A的增大而升高,但延长分相时间是降低水相油含量的关键,可以很好地消除振荡时间和强度带来的影响。同时还发现,N1923体系萃取稀土的萃余水相中的油含量比P507体系的要低。
  分别研究了以铝为混凝剂的絮凝-沉淀法分别去除P507和N1923萃取稀土后萃余水相中的溶解油和乳化油的工艺参数与实际效果的关系。在P507的萃余液中,按最佳条件控制Al3+浓度为120mg/L和溶液起始pH=9.40,以600r/min搅拌90s,萃余水相中的油含量可由450.0mg/L下降到63.0mg/L,去除率为85.90%。而在N1923的萃余液中,按最佳条件控制Al3+浓度为120mg/L和溶液起始pH=11.92,以800r/min搅拌120s,油的最高去除率可达到96%,油含量可由1203mg/L下降到45mg/L。最后,絮凝-气浮法处理油含量315.7mg/L的萃余液时所需的絮凝剂用量40mg/L,最终油含量在7.5g/L以下,去除率达97.6%,达到间接排放要求。

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