一种提纯镱和富集铥、镥的方法

本发明涉及提纯，尤其涉及一种提纯镱和富集铥、镥的方法。

背景技术：

1、根据稀土元素间物理化学性质和地球化学性质的某些差异和分离工艺的要求，学者们往往将稀土类元素分为轻、重两组或者轻、中、重三组；两组的分法以钆为界，钆以前的镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕7个元素为轻稀土元素，亦称铈组稀土元素；钆及钆以后的铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇等9个元素称为重稀土元素。重稀土因储量少、分离难度高以及应用范围广而具有很高的经济价值；其可以应用于激光介质、闪烁晶体和超导材料等，在光电子领域发挥着巨大作用。

2、但其中铥、镱、镥三个元素由于其离子半径差异较小、化学性质接近，分离十分困难，因此需要新的方法以提高分离效率，降低生产成本。目前，铥镱镥的分离方法主要有萃取法、萃取色层法和还原法。

3、在我国，工业上广泛使用的是萃取法分离重稀土，多家重稀土分离骨干企业建成了p507(2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯)+roh(异辛醇)混合体系分离重稀土生产线，实现了高纯氧化镥等重稀土产品的规模化制备。但是由于镱、镥的分离系数较低，出现了镱镥分离所需的串级萃取级数较高、分离效率较低等问题。萃取色层法虽能得到超高纯的产品，但是实际操作过程中交换速度缓慢，处理能力小，生产周期长，且试剂昂贵，经济性较低。

4、铥镱镥富集物中的镱质量占比为80％左右，且镱具有特殊的变价特性，所以采用还原法分离镱可以直接从富集物中将大量的镱提取出来，是一种高效可行的分离方案。目前，还原法分离镱主要包括汞齐还原法、汞阴极电解还原法和金属热还原法；其中汞齐还原法是用活泼金属汞齐将乙酸溶液或磺基水杨酸溶液中的镱离子还原至镱金属，并萃取至汞相生成镱汞齐，实现镱的还原分离；汞阴极电解还原法是利用汞作为阴极，一般在硫酸体系中将镱还原至二价，形成硫酸亚镱沉淀，从而实现镱与三价铥和镥的分离。但上述两种方法都需要汞的使用，由于汞的剧毒性质，具有较高的安全隐患，无法用于工业生产。金属热还原法是采用廉价的镧或铈金属，在高温高真空条件下，通过还原蒸馏直接制取金属镱，但该方法对设备要求较高，设备复杂，过程控制成本高。

5、因此，提供一种安全性高且分离效率高的提纯方法对改善现有工艺具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题在于提供一种提纯镱和富集铥、镥的方法，该方法通过直接分离镱可以富集铥和镥，且镱的回收率和纯度高。

2、有鉴于此，本申请提供了一种提纯镱和富集铥、镥的方法，包括以下步骤：

3、s1)将稀土氯化物和混合溶液混合，得到稀土氯化物溶液，所述稀土氯化物由铥镱镥富集物制备得到，所述混合溶液包括含有1～4个碳原子的醇类试剂和含有两个氧原子的环醚；

4、s2)将所述稀土氯化物溶液、活泼金属、浓盐酸和冰乙酸混合后反应，得到反应物；所述活泼金属选自镁、锂或钠；

5、s3)将所述反应物进行分离。

6、优选的，所述分离得到的液体再次进行步骤s2)。

7、优选的，所述分离后还包括：

8、将分离得到的固体采用含有1～4个碳原子的醇类试剂和含有两个氧原子的环醚进行洗涤。

9、优选的，所述醇类试剂选自甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇中的一种，所述环醚选自1,4-二氧六环或1,3-二氧戊环。

10、优选的，所述醇类试剂选自甲醇、乙醇或异丙醇；所述醇类试剂和所述环醚的体积比为1：(1～5)。

11、优选的，所述稀土氯化物溶液中稀土元素的浓度不低于0.02mol/l。

12、优选的，所述反应在保护性气氛下进行，所述反应的时间为10～60min。

13、优选的，所述分离为固液分离。

14、优选的，所述稀土氯化物的制备具体为：

15、将铥镱镥富集氧化物和浓盐酸混合后加热，再加入去离子水，然后加热蒸发，得到稀土氯化物。

16、优选的，所述铥镱镥富集氧化物中镱的含量为60～80wt％。

17、本申请提供了一种提纯镱和富集铥、镥的方法，其首先将含有铥镱镥的稀土氯化物和混合溶液混合，得到稀土氯化物溶液，然后将稀土氯化物溶液、活泼金属、浓盐酸和冰乙酸混合后反应，得到反应物，最后将反应物进行分离，则实现镱的分离和铥、镥的富集；在本申请提供的提纯镱的方法中，采用活泼金属可将铥镱镥氯化物中的镱还原至二价，再借助二价镱离子和三价铥离子、镥离子在溶液中的溶解度差异，选择性沉淀二价镱，该方法对镱的选择性高，可直接去除富集物中大量的镱，使剩余的铥镥得到很大程度的富集，以提高后续铥和镥的分离效率；同时本申请提供的提纯镱的方法不需要汞，安全性更高。

技术特征：

1.一种提纯镱和富集铥、镥的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离得到的液体再次进行步骤s2)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离后还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述醇类试剂选自甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇中的一种，所述环醚选自1,4-二氧六环或1,3-二氧戊环。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述醇类试剂选自甲醇、乙醇或异丙醇；所述醇类试剂和所述环醚的体积比为1：(1～5)。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述稀土氯化物溶液中稀土元素的浓度不低于0.02mol/l。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应在保护性气氛下进行，所述反应的时间为10～60min。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离为固液分离。

9.根据权利要求1～8任一项所述的方法，其特征在于，所述稀土氯化物的制备具体为：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述铥镱镥富集氧化物中镱的含量为60～80wt％。

技术总结本发明提供了一种提纯镱和富集铥、镥的方法，包括以下步骤：S1)将稀土氯化物和混合溶液混合，得到稀土氯化物溶液；S2)将所述稀土氯化物溶液、活泼金属、浓盐酸和冰乙酸混合后反应，得到反应物；所述活泼金属选自镁、锂或钠；S3)将所述反应物进行分离。本申请提供了一种提纯镱和富集铥、镥的方法，其采用活泼金属能将铥镱镥氯化物中的镱还原至二价，然后借助二价镱离子和三价的铥、镥离子在溶液中的溶解度差异，选择性沉淀二价镱，此方法对镱的选择性很高，可以直接除去富集物中大量的镱，使剩余的铥、镥可以得到很大程度的富集，提高后续铥和镥的分离效率。技术研发人员：陈继,李壮,邓岳峰,杨茂华受保护的技术使用者：中国科学院长春应用化学研究所技术研发日：技术公布日：2024/9/9