P507-非皂化緩沖萃取體系稀土分離技術(shù)研究.pdf

1、稀土因其特殊的物理化學(xué)性能，廣泛用于各種領(lǐng)域，成為重要的戰(zhàn)略資源。目前工業(yè)生產(chǎn)中基本使用溶劑萃取法分離稀土，但萃取工藝均采用氨水或氫氧化鈉皂化有機(jī)相，生產(chǎn)中的氨氮廢水問(wèn)題困擾著稀土企業(yè)，是稀土企業(yè)亟待解決的重要難題。
　　針對(duì)上述不足，利用馬來(lái)酸對(duì)酸有較強(qiáng)的緩沖能力的性質(zhì)，設(shè)計(jì)了一種非皂化緩沖萃取體系，即通過(guò)在萃取體系的水相中添加馬來(lái)酸，采用非皂化的萃取劑 P507分離稀土元素?？疾炝?P507-非皂化緩沖萃取體系中，稀土濃度、料

2、液酸度和馬來(lái)酸濃度對(duì)稀土元素的分配比、飽和容量和分離系數(shù)的影響規(guī)律，并研究了體系的萃取機(jī)理。
　　文中首先對(duì)適合 P507萃取體系的緩沖劑進(jìn)行了篩選，發(fā)現(xiàn)馬來(lái)酸的萃取效果較好。研究了馬來(lái)酸的緩沖原理，當(dāng)料液酸度增大時(shí)，馬來(lái)酸根與氫離子結(jié)合，使得料液的酸度變化幅度不大，提高了稀土的萃取效果。
　　采用單級(jí)萃取的實(shí)驗(yàn)方法，研究了稀土元素分配比與稀土濃度、料液酸度和馬來(lái)酸濃度的關(guān)系。結(jié)果表明：當(dāng)稀土濃度為0.2mol·L-1，料液

3、pH為3.5，馬來(lái)酸濃度為0.5mol·L-1時(shí)，稀土元素的分配比達(dá)到最大值1.7355；單級(jí)稀土萃取量最大值為0.2285mol·L-1。研究了馬來(lái)酸濃度對(duì) P507萃取飽和容量的影響，結(jié)果顯示：P507-非皂化緩沖萃取體系中 Nd、Eu、Tb的最大萃取飽和容量分別是P507-煤油體系的1.44倍、1.37倍和1.3倍。
　　研究了稀土濃度、料液酸度和馬來(lái)酸濃度對(duì)相鄰稀土分離系數(shù)的影響，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：相鄰稀土元素間分離系數(shù)隨馬來(lái)酸濃

4、度和料液 pH值得增加而增大，隨稀土濃度的增大而減小。各組元素的分離系數(shù)最大值分別為βSm/Nd=12.85，βEu/Sm=3.32，βGd/Eu=2.11，βTb/Gd=7.03，分離系數(shù)均接近或高于P507-煤油體系。
　　采用紅外光譜分析了負(fù)載有機(jī)相的分子結(jié)構(gòu)變化，研究了 P507-非皂化緩沖萃取體系的萃取機(jī)理。結(jié)果表明：P507-非皂化緩沖萃取體系屬于陽(yáng)離子交換反應(yīng)，馬來(lái)酸并未隨稀土離子萃入有機(jī)相，只是充當(dāng)緩沖劑的作用，通