一种酸性络合剂的皂化方法
【专利摘要】本发明涉及一种稀土萃取过程中酸性萃取剂的皂化方法，属于湿法冶金领域。本发明采用体外皂化，将有机萃取剂和固体皂化剂同时加入到反应槽中，通过1～6小时的搅拌实现萃取剂的皂化，有机相皂化度控制在0.1～0.54mol/L，有机相摩尔浓度控制在0.5～1.5mol/L。本发明固体皂化剂具有反应活性大、碱度高，可以和有机弱酸直接进行皂化反应，且反应时间短、皂化度准确性高、有机圧槽量少、萃取过程无乳化现象等优点，皂化过程中无需用新水来配制皂化剂，降低了用水量。皂化结束后，不产生氨、氮废水，消除了氨、氮废水对环境的影响，并且降低了废水的排放量或处理量。
【专利说明】一种酸性络合剂的皂化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种稀土萃取过程中酸性萃取剂的皂化方法，属于湿法冶金领域。
【背景技术】
[0002]目前，工业生产中主要使用的钠皂和氨皂均为液体皂化，尽管采用液体皂化，皂化时间短，连续性强，但配制皂化剂需用新水调配氨水浓度或稀释碱液浓度，并且皂化后可能产生大量高盐废水。随着环保形势的日益严峻，对氨、氮和废水排放标准的提高，使得萃取工业生产中产生的废水须循环利用，大量的皂化废水不但会增加处理成本，而且增加了其处理周期。因此，一种新皂化方法的发明符合了环保的要求，是循环经济与资源化利用的必然趋势。
[0003]目前已有的相近的发明及其特点如下:酸性络合萃取有机相的稀土皂化方法。以P5tl7-煤油有机相为代表的酸性络合萃取有机相与固体稀土碱性化合物同步加入到含游离稀土离子的水溶液中进行有机相-水相-固相多相反应，实现碱性稀土化合物溶解，有机相实现了稀土的皂化，使溶液中的稀土离子和氢离子浓度以及皂化有机相中稀土浓度保持在一个稳定的水平，连续稳定的得到合格有机相而使废水排放量大大减小。
[0004]一种有机萃取剂的皂化方法，是采用碳酸稀土取代铵等碱性化合物对萃取剂进行皂化，萃取过程中不产生氨氮废水，反应时间长，用水量大。
【发明内容】
[0005]本发明的目的提供一种皂化反应时间短，既可满足皂化目标，又能减少用水量和消除氨、氮废水对环境的影响，降低废水的产生量和处理量、达到降本增效的目标的一种酸性络合剂的皂化方法。
[0006]技术解决方案:
本发明解决氨氮废水与废水排放量所采用的技术方案是:
一种酸性络合剂的皂化方法，其特征在于，采用体外皂化，将有机萃取剂和固体皂化剂同时加入到反应槽中，通过I?6小时的搅拌实现萃取剂的皂化，有机相皂化度控制在0.1?0.54mol/L,有机相摩尔浓度控制在0.5?1.5mol/L。
[0007]进一步:有机萃取剂为P2(l4、P507或环烷酸酸性络合剂。
[0008]进一步:固体皂化剂为KOH或K2CO3中的一种或两种混合。
[0009]本发明优点本发明采用固体皂化剂KOH或K2CO3, KOH或K2CO3反应活性大、碱度高，可以和有机弱酸直接进行皂化反应，KOH或K2CO3对比CaO、MgO、Na2C03、NaHCO3> NaOH固体皂化剂，具有反应时间短、皂化度准确性高、有机圧槽量少、萃取过程无乳化现象等优点，皂化过程中无需用新水来配制皂化剂，降低了用水量。皂化结束后，不产生氨、氮废水，消除了氨、氮废水对环境的影响，并且降低了废水的排放量或处理量。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为已有技术的有机萃取剂皂化、萃取示意图；
图2为本发明的有机萃取剂皂化、萃取示意图。
【具体实施方式】
[0011]本发明采用体外皂化，将有机萃取剂与固体皂化剂按质量比169.2:1?31.3:1(以有机相P5tl7、固体皂化剂KOH为例)剂同时加入到反应槽中，通过I?6小时的搅拌时间实现萃取剂的皂化。
[0012]本发明中有机相皂化度控制在0.1?0.54mol/L，有机相摩尔浓度控制在0.5?
1.5mol/L 左右。
[0013]实施例1
模拟串级萃取LaCePrNd/Sm-Y分组的碱阜化和稀土阜化进行试验,原料液为包头混合氯化稀土溶液，氯化稀土质量浓度为280g/L，pH=2 ;按重量比(La、Ce、Pr、Nd)203=98.8%，(Sm-Y)2O3=L 2% ;分离稀土氧化物规模为21000吨/年；
有机相为P507 (用煤油稀释)，有机摩尔浓度为1.5mol/L ；
La、Ce、Pr、Nd为难萃组分，Sm-Y为易萃组分；
采用固体KOH作为皂化剂，有机相皂化度为0.5mol/L。
[0014]用重量为32%的工业氢氧化钠溶液为阜化剂，为了使有机阜化度准确，严格控制氢氧化钠溶液浓度，用新水将氢氧化钠溶液的摩尔浓度稀释到5mol/L，每升原氢氧化钠碱液需加水1.14L。4L空白有机相进行钠皂，需加450ml摩尔浓度为5mol/L的氢氧化钠碱液，碱皂后，加450ml难萃组分进行稀土皂化，共产生900ml氯化钠废水。采用固体KOH进行皂化，无需加入水溶解，经过3小时搅拌处理，后用难萃组分进行稀土皂化，共产生约400ml废水。钕钐分组工艺试验中，每升原碱液可省去1.14L的稀释新水，并且减少了原工艺废水产生量的50%。如按实际工艺生产中流量给定，每年可省新水3073.1m3，工艺废水产生量可减少 2695.7m3/年。
[0015]实施例2
模拟串级萃取LaCe/PrNdSm-Y分离的碱皂化和稀土皂化试验，原料液为包头混合氯化稀土溶液，稀土质量浓度为 280g/L，pH=2 ;按重量比 La203=27.3%，Ce02=49.3%，(Pr、Nd、Sm-Y)203=23.4% ;年处理氧化物量为3000吨；
有机相为P507 (用煤油稀释)，其有机相摩尔浓度为1.5mol/L ；
La、Ce为难萃组分，Pr、Nd、Sm-Y为易萃组分；
采用固体KOH作为皂化剂，有机相皂化度为0.54mol/L。
[0016]用固体工业氢氧化钠为皂化剂,为了使有机皂化度准确,严格控制氢氧化钠加入量。4.59L空白有机相加固体氢氧化钠进行钠皂，经过23小时搅拌处理，加500ml难萃组分进行稀土皂化，共产生约500ml氯化钠废水。采用固体KOH进行皂化，无需加入水溶解，经过3小时搅拌处理，后用难萃组分进行稀土皂化，共产生约500ml废水。LaCe/PrNdSm-Y分离工艺试验中，处理每吨氧化稀土，用固体KOH比用NaOH做皂化剂可减少有机圧槽量为0.56m3。如按实际工业生产量处理，可减少有机压槽量1671.4m3，大大减少了一次性投资。
[0017]实施例3 模拟串级萃取环烷酸除铝的碱皂化和稀土皂化试验，原料液为Ce/Pr分离的氯化稀土抽出液，氧化铝的含量为0.lg/L，稀土质量浓度为280g/L，pH=2 ;按重量比Pr60n=25.0%，Nd203=75.0% ;年处理氧化物量为5362吨；
有机相为环烷酸(用异辛醇和煤油稀释)，摩尔浓度为0.5mol/L ；
Pr6O11、Nd2O3为难萃组分，Al2O3为易萃组分；
采用固体KOH作为皂化剂，有机相皂化度为0.lmol/L。
[0018]用浓度为10mol/L工业氨水为皂化剂，为了使有机皂化度准确,严格控制氨水的浓度。5L空白有机相进行氨皂，需加50ml摩尔浓度为lOmol/L的工业氨水，共产生50ml的NH3-N废水。采用固体KOH进行皂化，无需加入水溶解，经过I小时搅拌处理，无废水产生。环烷酸除铝工艺试验中，用固体KOH作皂化剂，每克稀土氧化物可减少3ml工业废水。如按实际工艺生产中流量给定，每年可减少574.5m3的NH3-N废水产生。
[0019]实施例4
模拟串级萃取Pr/Nd分离的碱皂化和稀土皂化试验，原料液为Nd/Sm分组的余氯化稀土溶液，稀土质量浓度为280g/L，pH=2 ;按重量比Pr203=24.88%，Nd203=75.12% ;年处理氧化物量为639吨；
有机相为P507 (用煤油稀释)，其有机相摩尔浓度为1.5mol/L ；
Pr6O11为难萃组分，Nd2O3为易萃组分；
采用固体K2CO3作为皂化剂，有机相皂化度为0.54mol/L ；
用重量为32%的工业氢氧化钠溶液为阜化剂,为了使有机阜化度准确，严格控制氢氧化钠溶液浓度，用新水将氢氧化钠溶液摩尔浓度稀释到5mol/L，每升原氢氧化钠碱液需加水1.14升。4.6L空白有机相进行钠皂，需加500ml摩尔浓度为5mol/L的氢氧化钠碱液，碱皂后，加500ml难萃组分进行稀土皂化，共产生1000ml氯化钠废水。采用固体K2CO3进行皂化，无需加入水溶解，经过6小时搅拌处理，后用难萃组分进行稀土皂化，共产生约500ml废水。Pr/Nd分离工艺试验中，每升原碱液可省去1.14L的稀释新水，并且减少了原工艺废水产生量的50%。如按实际工艺生产中流量给定，每年可省新水2265.68m3，工艺废水产生量可减少1987.55m3/年。
【权利要求】
1.一种酸性络合剂的皂化方法，其特征在于，采用体外皂化，将有机萃取剂和固体皂化剂同时加入到反应槽中，通过I?6小时的搅拌实现萃取剂的皂化，有机相皂化度控制在0.1?0.54mol/L,有机相摩尔浓度控制在0.5?1.5mol/L。
2.根据权利要求1所述的一种酸性络合剂的皂化方法，其特征在于，有机萃取剂为P204> P5OT或环烷酸酸性络合剂。
3.根据权利要求1所述的一种酸性络合剂的皂化方法，其特征在于，固体皂化剂为KOH或K2CO3中的一种或两种混合。
【文档编号】C22B59/00GK104263929SQ201410556779
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】赵治华, 胡刚, 姜晓丽, 陈建博, 国树山, 桑晓云, 邢全生, 汤燕燕, 赵志强 申请人:内蒙古包钢稀土(集团)高科技股份有限公司