磷礦伴生稀土的萃取研究

田縣利，石 勤，周駿宏，朱博含

（黔南名族師范學(xué)院磷化工實(shí)驗(yàn)室，貴州 都勻 558000）

磷礦伴生稀土的萃取研究

田縣利，石 勤，周駿宏*，朱博含

（黔南名族師范學(xué)院磷化工實(shí)驗(yàn)室，貴州 都勻 558000）

為了利用貴州織金磷礦中的伴生稀土，用硝酸分解含稀土磷礦，然后采用P204萃取提取稀土。研究了萃取劑的配比、萃取溫度以及反萃有機(jī)相與酸的比例等單因素條件對(duì)萃取的影響。結(jié)果表明，P204與硝解液的體積比為5∶3，水相萃取時(shí)間 50min，萃取溫度為 70℃的條件下萃取效果最好，一次萃取率為52.99%，反萃取率為93.37%。

磷礦；稀土；萃??；P204

貴州織金磷礦中普遍富含稀土（稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.05%～0.1%），因此是一種潛在的稀土資源。稀土提取有多種方法，如濕法磷酸、草酸沉淀、離子吸附、離子交換、溶劑萃取等，其中的溶劑萃取法較為簡(jiǎn)單。常用的稀土萃取劑大致有4類：中性含磷萃取劑，如磷酸三丁酯（TBP）、甲基膦酸二甲庚酯（P350）等；酸性含磷萃取劑，如二（2-乙基己基）磷酸（P204或 HDEHP）、2-乙基己基膦酸·單（2-乙基己基）酯［P507或HEH （EHP）］等；羧酸類萃取劑，如混合脂肪酸（含C9～11）、環(huán)烷酸等；胺類萃取劑，如叔胺［N235，（C8～10H16～20）3N］等。P204是一 種 經(jīng) 濟(jì)、有 效 的酸性磷氧類萃取劑，本文研究了采用P204從磷礦酸浸液中萃取稀土的方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料與儀器

織金磷礦石粉，屬于沉積型磷塊巖，取樣位置為礦區(qū)成品堆中不同區(qū)域，礦樣深灰色，主要成分是 Ca5F（PO4）3，其他成分有 MgO、SiO2、RE2O3、CaO等［4］。

數(shù)顯恒溫加熱磁力攪拌器，UV-2000智能分光光度計(jì)，電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，電子天平，燒杯，容量瓶，分液漏斗等。

無水醋酸鈉，55%硝酸（化學(xué)純），萃取劑P204：w（磷酸二異辛酯）≥97%，硝酸（1＋1），鹽酸（1＋1），ETDA，醋酸鋅等。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.1 硝酸分解

稱取300 g過 80目（0.175 mm）篩磷礦粉于200 0mL燒杯中，加入600mL 55%濃硝酸。液固比為2∶1 g／mL，攪拌速度為350 r／min，溫度為75℃，反應(yīng)時(shí)間90 min。反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去不溶殘?jiān)?/p>

1.2.2 萃取、反萃取

取磷礦石粉硝酸分解液，過濾后倒入分液漏斗中，用P204萃取。靜置分相后，分離有機(jī)相。然后，用硝酸反萃取，靜置分相后分離水相，并分析稀土的質(zhì)量濃度。

1.2.3 稀土測(cè)定

溶液中稀土質(zhì)量濃度采用分光光度法測(cè)定。

準(zhǔn)確稱取 1.000 3 g稀土氧化物 Y2O3，用濃鹽酸在加熱條件下溶解，配成10.030 0 mg／mL儲(chǔ)備液。分別稀釋成 1.000 3、2.000 6、3.000 9、4.001 2、5.001 5、6.001 8、7.002 1μg／m L的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

在50mL比色管中加入1 mL待測(cè)液，再依次加入7 mL的緩沖溶液（1 mol／L HCl＋1 mol／L

NaAc等體積混合）、1mL EDTA-Zn（物質(zhì)的量比1∶1）、1mL 0.1%TBA，最后加水稀釋到刻度線。測(cè)定結(jié)果見表1、圖1。

表1 不同質(zhì)量濃度的稀土所對(duì)應(yīng)的吸光度Tab.1 The correspond ing absorbance of different concentrations

圖 1 Y2O3的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Y2O3standard cu rve

2 結(jié)果與討論

2.1 萃取劑的影響

取磷礦酸解液體積50 mL，加入不同體積的P204，在溫度 70℃時(shí)，攪拌 40 min。考察有機(jī)相與水相的體積比（相比）對(duì)稀土萃取率的影響，結(jié)果見表1。

表 2 萃取劑的體積對(duì)酸解液萃取的影響Tab.2 Effect of the volume of extraction solvent on liquid extraction conditions for acid hydrolysis

從表2看出，相比為 3∶5時(shí)，稀土萃取率最高，為41.07%（一次萃?。?。

2.2 萃取溫度的影響

取50m L酸解液，與萃取劑 P204以5∶3體積比混合，固定萃取時(shí)間40min，根據(jù)不同的溫度進(jìn)行萃取，結(jié)果見表3。

表3 萃取溫度對(duì)酸解液萃取的影響Tab.3 Effect of extraction tem peratu re on liquid extraction conditions for acid hydrolysis

2.3 濃度對(duì)萃取的影響

取不同質(zhì)量濃度的稀土酸解液與萃取劑P204以5∶3體積比混合，在70℃下萃取40 min。結(jié)果見表4。

表4 稀土的質(zhì)量濃度對(duì)酸解液萃取的影響Tab.4 Effect of extraction concentrations of rare earth on liquid extraction conditions for acid hydrolysis

從表4看出，稀土質(zhì)量濃度提高到 0.489 1 mg／mL后，萃取率快速升高到89%，并隨質(zhì)量濃度的提高而緩慢增加。

3 結(jié)論

1）在P204與硝解液的體積比為5∶3，萃取時(shí)間50min，萃取溫度70℃的條件下，萃取效果最好，一次萃取率為52.99%；

2）酸解液中稀土質(zhì)量濃度越高，萃取率越高。所以制備酸解液時(shí)應(yīng)盡可能提高其濃度，以提升萃取效果。

［1］ 殷憲國(guó).貴州織金含稀土磷礦的開發(fā)與加工［J］.磷肥與復(fù)肥，2010，25（1）：76-78.［2］ 金會(huì)心，王 華，李軍旗.磷礦資源及從磷礦中提取稀土的研究現(xiàn)狀［J］.濕法冶金，2007，26（4）：

［3］ 崔文鵬，孫澤煉，周駿宏，等.織金磷礦中伴生稀土的提取研究，［J］.稀土，2014，35（4）：

［4］ 徐振峰，丁儒乾.三溴偶氮胂光度法測(cè)定磷礦中的稀土總量［J］.分析科學(xué)學(xué)報(bào)，1994

［5］ 黃禮煌.稀土提取技術(shù)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2006：271-274.

［6］ 龍志奇，王良士，黃小衛(wèi)，等.磷礦中微量稀土提取技術(shù)研究進(jìn)展［J］.稀有金屬，2009，33（3）：435-441.

［7］ 張永學(xué)，周駿宏.磷礦中微量稀土提取的初步研究［J］.廣東化工，2012（7）.

Study on the Extraction of Phosphate Associated Rare Earth

TIAN Xian-li，SH IQin，ZHOU Jun-hong，Zhu Bo-han

（Qiannan Ethnic Normal College Phosphorus Chemical Laboratory，Duyun 558000，China）

In order to take advantage of phosphate associated rare earth in Zhijin，rare earth-containing phosphate rock was decomposed with nitric acid，and then extracted with P204.The effect of the ratio of extraction solvent，extraction temperature and stripping ratio of organic phase acid and other single factor on the extraction.The results show that，with P204 and Nitrolysis liquid volume ratio of 5∶3，the aqueous phase extraction time50min，extraction temperature of 70℃，the extracting effect can be reached the best with the extraction rate of 52.99 percent and anti-extraction rate of 93.37 percent.

phosphate；rare earth；extraction；P204

TD98

A

1004-275X（2015）02-0006-02

12.3969／j.issn.1004-275X.2015.02.002

收稿：2015-01-06

貴州省科技基金項(xiàng)（LKQS［2013］04），2014年貴州省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃（20141060006）。

田縣利（1993-），女，貴陽人，大學(xué)生。

*通信聯(lián)系人：周駿宏，教授，E-mail：zuhzoj＠aliyun.com電話：0854-8737008