铁、铝、硅对P227萃取稀土过程的影响

发布时间：2020-04-27 22:34

【摘要】：稀土是重要的战略性资源,广泛应用于军工、航天、能源、医药、农业以及功能材料等多个领域,随着高精尖技术的发展,对单一高纯稀土的需求日益增多。溶剂萃取是稀土萃取分离提纯过程中的重要手段,目前常用的萃取剂为P204、P507及C272。P204对相邻稀土的分离系数很低,主要用于稀土的分组分离;P507对单一稀土的选择性高于P204,广泛用于单一稀土的分离提纯,但存在平均分离系数低、反萃酸度高等缺点;C272对稀土具有较高的选择性、易反萃,但饱和容量小、易乳化,限制了其实际应用。本文首先研究了二(2-乙基己基)次膦酸(P227)对重稀土元素铒和镥的萃取行为。结果表明,在平衡pH=2.0、相比(O/A)=1:1、接触时间(t)=10min条件下,P227对Er(III)、Lu(III)的萃取率可达到99%以上;在pH=1.25、O/A=1:1、t=10min条件下,P227对Er(III)、Lu(III)的分离系数达4.71;采用不同浓度的盐酸对负载有机相进行反萃,最佳反萃酸度为2mol/L HCl;P227对Er(III)、Lu(III)饱和容量分别为0.137、0.175mol/L。研究结果表明:P227的综合性能(分离系数、反萃性能、饱和容量)优于P204、P507与C272。本论文详细研究了P227对稀土分离过程中常见杂质铁、铝、硅的萃取行为。考察了接触时间、相比、pH值等条件对萃取率的影响,以及反萃酸浓度、反萃相比、反萃级数等条件对反萃率的影响,同时还研究了负载铁、铝、硅的有机相对Er(III)、Lu(III)的萃取和反萃行为,得出以下结论。(1)在平衡pH=1.5,接触时间为10min,相比(O/A)=1:1时,P227对Fe(Ⅲ)的萃取率达到最大值(约97%),当pH(29)1.5时,萃取体系开始乳化。3mol/L的HCl可获得最佳的单级反萃效果,经过5级错流反萃,可达到99.12%的反萃率。以负载Fe(Ⅲ)的有机相分别萃取Er(III)和Lu(III),结果表明,负载Fe(Ⅲ)的增多明显降低稀土离子的萃取率和反萃率,说明以P227为萃取剂时,Fe(Ⅲ)与稀土离子存在较强的竞争。(2)在平衡pH=2.0,接触时间为10min,相比(O/A)=1:1时,P227对Al(Ⅲ)的萃取率达到最大值(15.69%),当pH(29)2.25时,萃取体系开始乳化。2mol/L的HCl可获得最佳的单级反萃效果,经过8级错流反萃,可达到94.32%的反萃率。以负载Al(Ⅲ)的有机相分别萃取Er(III)和Lu(III),结果表明,负载Al(Ⅲ)几乎没有降低稀土离子的萃取率,说明以P227为萃取剂时,Al(Ⅲ)与稀土离子的竞争中处于劣势,但负载Al(Ⅲ)降低了稀土的反萃率,可能是由于在反萃的高酸度下Al(Ⅲ)与盐酸中的Cl-形成了AlCln3-n,并与P227分子中的P=O基团发生了缔合。(3)在平衡pH=1.25,接触时间为10min,相比(O/A)=1:1时,P227对Si(IV)的萃取率达到最大值(13.26%),当pH(29)2.0时,萃取体系开始乳化。3mol/L的HCl可获得最佳的单级反萃效果,经过6级错流反萃,可达到97.95%的反萃率。以负载Si(IV)的有机相分别萃取Er(III)和Lu(III),结果表明,负载Si(IV)对稀土离子的萃取率和反萃率影响都很小。说明以P227为萃取剂时,Si(IV)与稀土离子的竞争中处于劣势,在反萃过程中也没有发生缔合作用。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TF845

【参考文献】