本發(fā)明專利技術(shù)公開一種高純碳酸鈣稀土萃取皂化有機相的方法，按以下步驟進(jìn)行：步驟一氨解，用氯化銨溶液溶解石灰；步驟二過濾氨解混合物，制備高純碳酸鈣用于皂化稀土萃取劑；步驟三碳化，通入步驟六皂化反應(yīng)副產(chǎn)物二氧化碳，生成碳酸鈣；步驟四過濾碳化混合液；步驟五干燥，制得高純度碳酸鈣；步驟六皂化，高純度碳酸鈣與含空負(fù)載酸性萃取劑的有機相發(fā)生皂化反應(yīng)，澄清分相后，上層的有機相為皂化萃取劑。本發(fā)明專利技術(shù)工藝具有碳酸鈣產(chǎn)品純度高，F(xiàn)e、Al、Si等雜質(zhì)低，無酸不溶物，工藝簡單，氯化銨循環(huán)利用等優(yōu)點。使用此方法皂化與用液氨和液堿皂化一樣，萃取劑均能達(dá)到理論的萃取能力，實現(xiàn)萃取分離的目的。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種。
技術(shù)介紹
液液萃取是指利用互不相溶或基本互不相溶的兩種或兩種以上液相經(jīng)行分離的技術(shù)，它是一種把所需要的物質(zhì)從一個液相轉(zhuǎn)移到另一個液相的過程，特別適用于化學(xué)性質(zhì)相近而難以用于常規(guī)方法分離的元素。萃取分離是一種重要的濕法冶金方法，大部分萃取分離是在酸性條件下進(jìn)行的，其萃取能力與水相平衡酸度成反比，一般萃取一個金屬離子要置換一定數(shù)量的氫離子進(jìn)入水相，隨著酸度的增加，萃取液萃取能力迅速下降，因此萃取有機相需要在萃取反應(yīng)前用氫氧化鈉或氨水進(jìn)行阜化，稱之為鈉阜或氨阜。阜化有機相與待萃取元素進(jìn)行離子交換后，有機相負(fù)載待萃取元素，經(jīng)反萃取后有機相可循環(huán)使用，水相為鈉或氨的鹽溶液，一般作為廢水排放或再處理。作為稀土皂化劑，氨水和氫氧化鈉存在如下缺陷:雖然液氨相對液堿在價格上存在優(yōu)勢且不會引入其他雜質(zhì)離子進(jìn)入萃取體系，但是其生成廢水存在NH4+，其產(chǎn)生的廢水全部需進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，將廢水中的氨鹽結(jié)晶出來，才能處理達(dá)標(biāo)排放，消耗的能源太大，處理成本高，而且對設(shè)備的要求非常苛刻。氫氧化鈉做皂化劑，皂化時環(huán)保處理成本降低，但生產(chǎn)成本卻增加。ZL200410050948.4 “稀土萃取分離酸性萃取劑皂化有機相的制作方法”公開的是:用氧化鈣、氫氧化鈣或氫氧化鎂與酸性萃取劑發(fā)生皂化反應(yīng)，澄清分相后，上層的酸性萃取劑為皂化有機相。此工藝的缺點就在于皂化劑所含雜質(zhì)不斷地在皂化系統(tǒng)內(nèi)累積而無法排除，導(dǎo)致萃取分離線三相增多、有機變黑、油水分相不清、夾帶嚴(yán)重、分離效果變差。鑒于此，石灰提純自然成為鈣皂的衍生課題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種，以提高碳酸鈣的純度，達(dá)到理論的萃取能力。為了達(dá)成上述目的，本專利技術(shù)的解決方案是: 一種，按以下步驟進(jìn)行: 步驟一、氨解，用氯化銨溶液溶解石灰； 步驟二、過濾氨解混合物，制備高純碳酸鈣用于皂化稀土萃取劑； 步驟三、碳化，濾液中通入步驟六皂化反應(yīng)副產(chǎn)物二氧化碳，生成碳酸鈣； 步驟四、過濾碳化混合液； 步驟五、干燥，制得高純度碳酸鈣； 步驟六、皂化，高純度碳酸鈣與含空負(fù)載酸性萃取劑的有機相發(fā)生皂化反應(yīng)，反應(yīng)副產(chǎn)物二氧化碳收集返回到步驟三碳化，澄清分相后，上層的有機相為皂化萃取劑。其中，步驟一氨解是在裝有攪拌槳的搪瓷鍋中加入氯化銨溶液和生石灰，使CaO與NH4Cl反應(yīng)，NH4Cl濃度控制在2-5 mol/L之間，反應(yīng)時間在I — 2小時。步驟二過濾氨解混合物是把氨解混合物加入真空過濾槽中，陳化I 一 2小時，進(jìn)行固液分離。步驟三碳化是把氨解混合物經(jīng)過濾的濾液加入到碳化塔中，通入步驟六皂化反應(yīng)的副產(chǎn)物CO2,發(fā)生碳化反應(yīng)，碳化終點以液體中的Ca離子溶度低于0.01mol/L或pH小于7為標(biāo)準(zhǔn)，碳化時間控制在40 - 80min以內(nèi)。步驟四過濾碳化混合液是把碳化混合物加入真空過濾槽中，陳化I 一 6小時，進(jìn)行固液分離，濾液為NH4Cl溶液返回步驟一氨解過程，濾餅CaCO3固體進(jìn)入下一過程繼續(xù)處理。步驟五干燥是把CaCO3固體放入干燥箱中，在200 — 500°C的條件下進(jìn)行干燥作業(yè)。步驟六皂化是把干燥后的CaCO3及含空負(fù)載酸性萃取劑的有機相加入的密閉、待攪拌槳的容器中進(jìn)行皂化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物為負(fù)載鈣離子的鈣皂有機相，CO2收集返回到步驟三碳化過程使用。 采用上述方案后，本專利技術(shù)工藝具有碳酸鈣產(chǎn)品純度高，F(xiàn)e、Al、Si等雜質(zhì)低，無酸不溶物，工藝簡單，氯化銨循環(huán)利用等優(yōu)點。使用此方法皂化與用液氨和液堿皂化一樣，萃取劑均能達(dá)到理論的萃取能力，實現(xiàn)萃取分離的目的。本專利技術(shù)的原理:高溫煅燒的石灰中硅存在形式較多，以二氧化硅、硅酸鹽形式存在，此條件下以固相除去。存在的Fe、Al基本以高價氧化物形式存在，F(xiàn)e氧化物不溶于水，不溶于堿；A1氧化物，不溶于水，不溶于弱堿，這兩種都可以以固相形式經(jīng)過濾除去。即使部分的Fe、Al以氫氧化物存在，那么根據(jù)NH3H2O的Kb=L 8X 10_5，Ca(OH)2的Ksp=5.5X 10_6，F(xiàn)e (OH) 3 的 Ksp=3 X 1(T39，F(xiàn)e (OH) 2 的 Ksp=3 X 1(T16， 2NH4++ Ca(OH)2= Ca2++2 NH3H2O, Kc=L 7 X 104，反應(yīng)完全，以離子形式存在， 2NH4++ Fe (OH)2= Fe2++2 NH3H2O, Kc=L 7 X IO^1，不反應(yīng)，F(xiàn)e (OH)2 繼續(xù)以固相存在過濾除去， 3NH:+ Fe (OH) 3= Fe3++3 NH3H2O, Kc=L 7 X 1(T24，不反應(yīng)，F(xiàn)e (OH) 3 繼續(xù)以固相存在過濾除去， Al (OH) 3雖是酸堿兩性物，但是也不溶于弱堿，以固相形式過濾除去。通過以上氨解，雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為不溶物，通過過濾，產(chǎn)品純度得到大大提高。產(chǎn)物CaCl2通過以下反應(yīng)得到高純碳酸鈣產(chǎn)品NH3H2O(I)+ CaCl2 (I)+CO2 (g) =CaCO3 I +NH4Cl (I) 高純碳酸鈣烘干之后，作為稀土萃取皂化劑與空白酸性有機皂化反應(yīng) CaC03+2HA=CaA2+H20+C02 t 皂化有機用作萃取劑，CO2回收利用作為碳化過程的原料，保證的原料的利用最大化。總體反應(yīng)式可以寫成:Ca0+2HA=CaA2+H20 該流程的最大特點就是實現(xiàn)生石灰提純以及原料的重復(fù)循環(huán)使用，生石灰提純步驟的CO2 一般需要外加CO2來源，但是本專利技術(shù)方案巧妙回收使用CaCO3與空白有機反應(yīng)的產(chǎn)物CO2作為碳化原料，實現(xiàn)提純以及皂化的目的。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的流程圖。具體實施例方式見圖1所示，本專利技術(shù)的具體操作如下述。步驟一、氨解，用氯化銨溶液溶解石灰。在裝有攪拌槳的搪瓷鍋中加入氯化銨溶液和生石灰，使CaO與NH4Cl反應(yīng)。此反應(yīng)是固液反應(yīng),特別強調(diào)傳質(zhì)過程,反應(yīng)不需加熱,反應(yīng)時間在I 一 2小時即可。此過程要考慮氯化銨的濃度，濃度太小反應(yīng)設(shè)備會很大，制約產(chǎn)能；濃度太大生成的氨水濃度較高，氨水的揮發(fā)性明顯加強，氨水損失加大。一般情況下，NH4Cl濃度控制在2 — 5 mol/L之間。同時過程中要利用氣體收集和儲存裝置回收氨氣回收，保證物質(zhì)的利用率，降低損耗。步驟二、過濾氨解混合物。把氨解混合物加入真空過濾槽中，進(jìn)行固液分離，使石灰原料中的鐵、鋁、娃蓋雜質(zhì)與鈣分離。液體留作下一步的原料，濾餅抽干放置。經(jīng)氨解后，CaO生成CaCl2溶液，石灰中的Mg、Fe、Al、Si等雜質(zhì)以其氧化物、氫氧化物、鹽類等渣或者膠體形式存在。所以在氨解后要待混合物陳化一段時間后I一 2小時再進(jìn)行過濾操作。步驟三、碳化。把氨解混合物經(jīng)過濾的濾液加入到碳化塔中，通入CO2,發(fā)生碳化反應(yīng)。CaCl2溶液生成CaCO3固體，氨水溶液生成NH4Cl溶液。此過程反應(yīng)屬于氣液反應(yīng)，傳質(zhì)過程是關(guān)鍵，要注意碳化塔頂部的氣體要循環(huán)利用。碳化終點一般以液體中的Ca離子溶度低于0.01mol/L或PH小于7為標(biāo)準(zhǔn)，碳化時間一般控制在40 — 80min以內(nèi)。CO2補充以及循環(huán)使用嚴(yán)重影響該工藝的成本。二氧化碳可以通過以下幾種途徑:一、CaCO3焙燒分解制備，通過焙燒CaCO3得到二氧化碳，達(dá)到不影響現(xiàn)有的電窯的通風(fēng)系統(tǒng)效果，但是成本較高，應(yīng)用實例:輕質(zhì)碳酸鈣；二、稀土碳酸鹽或者稀土草酸鹽灼燒分解產(chǎn)物分解產(chǎn)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種制備高純碳酸鈣用于皂化稀土萃取劑的方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行：步驟一、氨解，用氯化銨溶液溶解石灰；步驟二、過濾氨解混合物，制備高純碳酸鈣用于皂化稀土萃取劑；步驟三、碳化，濾液中通入步驟六皂化反應(yīng)副產(chǎn)物二氧化碳，生成碳酸鈣；步驟四、過濾碳化混合液；步驟五、干燥，制得高純度碳酸鈣；步驟六、皂化，高純度碳酸鈣與含空負(fù)載酸性萃取劑的有機相發(fā)生皂化反應(yīng)，反應(yīng)副產(chǎn)物二氧化碳收集返回到步驟三碳化，澄清分相后，上層的有機相為皂化萃取劑。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳華根，李來超，陳曉凌，鄭仙榮，洪春水，趙德森，
申請(專利權(quán))人：福建省長汀金龍稀土有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：福建;35
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