一种氧化-还原萃取法同时生产高纯硝酸铈溶液和高纯氯化铈溶液的方法

摘要

本发明公开了一种氧化-还原萃取法同时生产高纯硝酸铈溶液和高纯氯化铈溶液的方法，以少铕液为原料，少铕硫酸稀土溶液的Ce

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，特别涉及一种氧化-还原萃取法同时生产高纯硝酸铈溶液和高纯氯化铈溶液的方法。

背景技术

传统氧化-还原萃取法工艺是少铕硫酸稀土溶液的Ce³⁺经强氧化剂高锰酸钾氧化为Ce⁴⁺，经P₂₀₄-磺化煤油体系萃取使Ce⁴⁺进入有机相中，使Ce⁴⁺和其它稀土离子得到分离。在酸性条件下用双氧水将有机相中Ce⁴⁺还原为Ce³⁺，经盐酸反萃只能得到纯度99.9％的氯化铈溶液。要生产硝酸铈溶液须另建生产线。因此工艺流程长，化工材料消耗高，而且只能得到一种99.9％的氯化铈溶液。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用现有设备，在同一条萃取线上同时产出99.99％的高纯硝酸铈溶液和99.99％高纯氯化铈溶液的方法。

为实现上述目的，本发明的所述的一种氧化-还原萃取法同时生产高纯硝酸铈溶液和高纯氯化铈溶液的方法由以下步骤完成：

一、以提取钐铕钆后的少铕硫酸稀土溶液为原料，该原料的稀土含量为0.18mol/L-0.20mol/L，酸度为0.25-0.30mol/L；

二、将步骤一中备好的少铕硫酸稀土溶液的Ce³⁺经强氧化剂4％高锰酸钾溶液氧化为Ce⁴⁺备用；

三、将步骤二中制得的溶液经萃取使Ce⁴⁺进入有机相中，经21级硫酸溶液洗涤，使Ce⁴⁺和其它稀土离子得到彻底分离；

四、将步骤三中制得的溶液在酸性条件下用双氧水将有机相中Ce⁴⁺还原为Ce³⁺，然后分别经硝酸反萃、盐酸反萃，在硝酸铈反萃出口得到99.99％高纯硝酸铈溶液，在氯化铈反萃出口99.99％高纯氯化铈溶液。

上述一种氧化-还原萃取法同时生产高纯硝酸铈溶液和高纯氯化铈溶液的方法，所述洗涤硫酸溶液酸度为1.0mol/L，洗酸进口处稀土含量为1.0g/L-3.0g/L，酸度为0.9-1.1mol/L。

所述的一种氧化-还原萃取法同时生产高纯硝酸铈溶液和高纯氯化铈溶液的方法，所述酸性条件下用双氧水将有机相中Ce⁴⁺还原为Ce³⁺，是用纯水配制的硝酸在酸性条件0.03-0.06mol/L下用14％双氧水将有机相中Ce⁴⁺还原为Ce³⁺。

所述的一种氧化-还原萃取法同时生产高纯硝酸铈溶液和高纯氯化铈溶液的方法，上述硝酸铈反萃出口酸度为0.02-0.1mol/L，氯化铈反萃出口酸度为0.02-0.1mol/L.两种纯产品中氧化镧≤5ppm，氧化镨≤5ppm，氧化钕≤5ppm，氧化钐≤5ppm，氧化铕≤5ppm，氧化钆≤5ppm，氧化钇≤5ppm。

本发明是一种以北方包头矿水浸液提取钐铕钆的少铕液为原料，少铕硫酸稀土溶液的Ce³⁺经强氧化剂高锰酸钾氧化为Ce⁴⁺，Ce⁴⁺和其它稀土离子在P₂₀₄-磺化煤油体系中的分离系数值差别较大。经萃取使Ce⁴⁺进入有机相中，使Ce⁴⁺和其它稀土离子得到分离。在酸性条件下用双氧水将有机相中Ce⁴⁺还原为Ce³⁺，分别经硝酸反萃、盐酸反萃同时得到99.99％高纯硝酸铈溶液和99.99％高纯氯化铈溶液的工艺。增加8级硝酸反萃和8级洗涤，降低各种材料消耗，节能减排。

由于采用了上述方法，是在原有设备的基础上，在同一条萃取线上只增加8级硝酸反萃和8级洗涤，便可同时产出99.99％高纯硝酸铈溶液和99.99％高纯氯化铈溶液，比另建萃取线的投资成本减少70％，而且节约了大量材料，降低了水、电等能耗及废水排放量，同时提高了产品纯度。

具体实施方式

实施例1

以浓度为0.18mol/L，酸度：0.25mol/L的少铕硫酸稀土溶液为原料，料液少铕硫酸稀土溶液流量300L/min，有机流量440L/min，进行分馏萃取5min，然后以酸度为1.0mol/L硫酸溶液，流量为22L/min进行洗涤有机相，经21级串级洗涤，然后以0.1mol/L的硝酸溶液加14％双氧水经8级串级洗涤，流量为25L/min洗涤有机相，最后进行反萃，盐酸流量为11L/min，在盐酸反萃段出口得到1.4mol/L的99.99％高纯氯化铈溶液，产品中氧化镧≤5ppm，氧化镨≤5ppm，氧化钕≤5ppm，氧化钐≤5ppm，氧化铕≤5ppm，氧化钆≤5ppm，氧化钇≤5ppm；硝酸流量为13L/min，在硝酸反萃段出口得到1.0mol/L的99.99％高纯硝酸铈溶液，产品中氧化镧≤5ppm，氧化镨≤5ppm，氧化钕≤5ppm，氧化钐≤5ppm，氧化铕≤5ppm，氧化钆≤5ppm，氧化钇≤5ppm。

实施例2

以浓度为0.20mol/L，酸度：0.28mol/L的少铕硫酸稀土溶液为原料，料液少铕硫酸稀土溶液流量320L/min，有机流量470L/min，进行分馏萃取5min，然后以酸度为1.0mol/L硫酸溶液流量为25L/min进行洗涤有机相，经21级串级洗涤，然后以0.1mol/L的硝酸溶液加14％双氧水经8级串级洗涤，流量为30L/min洗涤有机相，最后进行反萃，盐酸流量为13L/min，在盐酸反萃段出口得到1.42mol/L的99.99％高纯氯化铈溶液，产品中氧化镧≤5ppm，氧化镨≤5ppm，氧化钕≤5ppm，氧化钐≤5ppm，氧化铕≤5ppm，氧化钆≤5ppm，氧化钇≤5ppm；硝酸流量为13L/min，在硝酸反萃段出口得到1.1mol/L的99.99％高纯硝酸铈溶液，产品中氧化镧≤5ppm，氧化镨≤5ppm，氧化钕≤5ppm，氧化钐≤5ppm，氧化铕≤5ppm，氧化钆≤5ppm，氧化钇≤5ppm。