稀土萃取分离过程中四价铈成因探究

稀土冶炼分离企业在采用串级萃取工艺分离提纯镨钕系列化合物的过程中普遍存在组分铈超标的问题,通常认为导致上述问题的主要原因为四价铈的生成,在萃取生产线铈/镨分离段引入还原剂可以确保产品质量,但对于导致其质量波动的原因尚未能给出合理解释。通过对萃取分离过程中萃取体系温度、反应时间、搅拌强度、空气引入量、皂化剂种类等因素的研究来查找要因。研究结果表明:随着萃取体系温度的升高、反应时间的延长、搅拌强度的增大、空气引入量的增加,萃取剂P507有机相中负载的四价铈含量呈上升趋势;不同镁盐皂化剂对P507有机相中四价铈的生成量影响显著。实验室模拟生产过程数据显示:采用氧化镁作为皂化剂,在反应温度为50℃、反应时间为10 h、P507有机相皂化值为0.50 mol/L、通入一定量空气且搅拌桨直径为10 cm的条件下,硫酸体系萃取转型后的有机相中四价铈质量浓度高达0.123 g/L,盐酸体系萃取转型后的有机相中四价铈质量浓度高达0.386 g/L;在同等反应条件下,采用碳酸氢镁作为皂化剂时,P507有机相中仅生成微量的四价铈,质量浓度仅为0.005 1 g/L,该研究成果为后续工艺改进提供指导。