轻稀土矿减排高效工艺预分离萃取Nd/Sm分组研究

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中国是稀土资源、生产、出口和消费大国。稀土元素在高新技术具有重要的应用。稀土分离是稀土应用前提,P507是目前分离稀土的重要萃取剂。稀土分离工业的废水排放会影响环境。稀土分离流程的发展追求高效率、环境友好和零排放。预分离萃取法是近年来最先进的稀土萃取分离工艺方法,针对轻稀土原料,采用预分离萃取法,提出了萃取分离轻稀土矿的新分离工艺流程(已申请专利)。这新工艺可以降低化工材料的消耗,减少废水排放。本论文是对这轻稀土萃取分离新工艺进行的部分研究工作,具体研究内容是:通过轻稀土单级萃取实验测定工艺参数及确定工艺条件,进行了轻稀土多级逆流萃取预分离实验;对多级逆流萃取出口负载有机相单级洗涤实验测定工艺参数及确定工艺条件,进行了多级逆流萃取出口负载有机相多级逆流洗涤预分离实验。依据这些实验数据对预分萃取法轻稀土Nd/Sm分组新工艺与传统Nd/Sm分组工艺的重要技术经济指标进行了比较。研究结果表明:在选择萃取率为8%或10%时,通过5级的逆流萃取可以将轻稀土矿中90%La-Nd元素去除,得到纯度为99.99%La-Nd元素。同时得到了占比70%的Sm-元素负载有机相。在选择洗涤率为33%,通过6级的逆流洗涤实验可以将其中的轻稀土元素洗涤到水相中,得到纯度为99.9%的Sm-Lu混合稀土元素。预分萃取法轻稀土Nd/Sm分组工艺与传统Nd/Sm分组工艺的经济技术指标相比:废水排放量减少了59.11%,氨水消耗比传统工艺减少了43.4%,盐酸消耗减少了76.23%,萃取槽总容积减少了79.05%。预分萃取法轻稀土矿Nd/Sm分组新工艺既可以减少工业废水的排放和化工材料消耗同时又可以提高工艺处理能力降低生产成本提高企业经济效益,是个有利于稀土分离流程绿色化的工艺流程。具有企业应用前景,对稀土分离工业的生产具有重要的意义。
摘要第5-6页
Abstract第6页
第1章 前言第7-15页
    1.1 稀土元素概述及应用第7-8页
        1.1.1 稀土元素概述第7页
        1.1.2 稀土元素的应用第7-8页
    1.2 稀土溶剂萃取分离技术第8-12页
        1.2.1 稀土元素分离方法概述第8-10页
        1.2.2 稀土溶剂萃取分离技术发展第10页
        1.2.3 轻稀土矿萃取工艺现状第10-12页
        1.2.4 分离稀土新技术预分萃取法第12页
    1.3 稀土萃取分离废水排放和对环境的影响第12-13页
        1.3.1 稀土萃取分离废水的产生第12-13页
        1.3.2 稀土分离废水排放对环境的影响第13页
    1.4 本项目研究内容和研究意义第13-15页
        1.4.1 本项目研究内容第13页
        1.4.2 研究的意义第13-15页
第2章 实验方法第15-19页
    2.1 实验仪器第15页
    2.2 化学试剂第15页
    2.3 实验方法第15-17页
        2.3.1 稀土料液的配制第15-16页
        2.3.2 P507的配制第16页
        2.3.3 皂化P507的配制第16页
        2.3.4 分离系数、萃取率和洗涤率计算第16-17页
    2.4 分析方法第17-19页
        2.4.1 化学分析方法第17-18页
        2.4.2 仪器分析方法第18-19页
第3章 轻稀土矿预分萃取工艺的研究第19-32页
    3.1 引言第19页
    3.2 单级萃取实验第19-20页
        3.2.1 实验条件第19-20页
        3.2.2 操作步骤第20页
    3.3 轻稀土预分离多级逆流萃取实验第20-21页
        3.3.1 实验条件第20页
        3.3.2 操作步骤第20-21页
    3.4 试验结果与讨论第21-32页
        3.4.1 单级萃取实验第21-22页
        3.4.2 多级逆流萃取实验第22-32页
第4章 轻稀土矿负载有机相预分洗涤工艺研究第32-40页
    4.1 引言第32页
    4.2 单级洗涤实验第32页
        4.2.1 实验条件第32页
        4.2.2 操作步骤第32页
    4.3 轻稀土预分离多级逆流洗涤实验第32-33页
        4.3.1 实验条件第32页
        4.3.2 操作步骤第32-33页
    4.4 试验结果与讨论第33-40页
        4.4.1 单级洗涤实验第33-34页
        4.4.2 多级逆流洗涤试验第34-40页
第5章 经济技术指标比较第40-44页
    5.1 引言第40页
    5.2 传统Nd/Sm分组工艺重要经济技术指标计算第40-41页
    5.3 预分法Nd/Sm分组新工艺重要经济技术指标计算第41-43页
    5.4 新工艺与传统工艺重要经济技术指标比较第43-44页
第6章 结论第44-45页
参考文献第45-47页
致谢第47页
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