【摘要】：稀土元素作為“工業(yè)味精”,是世界“高精尖”科技與工業(yè)不可或缺的原料。然而我國各類稀土礦經(jīng)歷了長時間的采掘開發(fā),礦石資源日漸消減,礦石品位也日趨下降。我們國家正高速發(fā)展,面對國內(nèi)以及國際市場的緊張需求,尋找新的稀土來源、提高稀土資源的利用率,已經(jīng)成為一個迫在眉睫的任務(wù)。事實(shí)上,我國多類礦物資源,如燃煤,經(jīng)消耗使用以后產(chǎn)出的煤灰渣,卻可以作為良好的稀土來源。本文運(yùn)用新型萃取體系,針對燃煤灰燼進(jìn)行了一系列探究,致力于其中稀土的高效分離回收。對不同萃取體系在煤灰分離稀土中的應(yīng)用作出了分析、總結(jié)和展望。為了對新型萃取體系應(yīng)用于煤灰中分離稀土的研究打下良好基礎(chǔ),本文優(yōu)先開展了煤灰的浸出和除雜研究。過程中,首先對于各地區(qū)煤灰中的稀土配分進(jìn)行了一系列探究,包括各地區(qū)煤灰中稀土的含量及關(guān)鍵稀土元素在其中的占比情況。隨后探索了浸出條件,重點(diǎn)考察了酸對浸出率的影響。接著利用功能化離子液體[N_(1888)][SOPAA]和[N_(1888)]Cl從實(shí)際浸出液中除去雜質(zhì)離子,最后通過草酸對除雜后的浸出液進(jìn)行了稀土的沉淀回收并取得良好效果。在煤灰浸出液中稀土配分及相關(guān)雜質(zhì)成分確定之后,本文擬應(yīng)用Cyanex 572-正庚烷萃取體系對貴州省六盤水市燃煤灰燼中的稀土元素分離進(jìn)行研究。過程首先開展了Cyanex 572對稀土的萃取機(jī)理、萃取性能等的研究。結(jié)果表明:Cyanex 572-正庚烷萃取體系對于稀土鈧元素具有選擇性萃取的特點(diǎn);根據(jù)紅外光譜測試以及相應(yīng)的萃取實(shí)驗(yàn),得出了Cyanex 572萃取鈧的陽離子交換機(jī)理。隨后開展了Cyanex 572應(yīng)用于從燃煤灰燼的實(shí)際浸出液中提取鈧的實(shí)驗(yàn)探究。按照實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計,最終得到了鈧含量為28.623%的富集液,稀土鈧的含量較原浸出液提升近800倍。其次,開展了OPIPA-正庚烷新型萃取體系從燃煤灰燼中分離稀土的研究,發(fā)現(xiàn)此萃取體系具備優(yōu)先萃取鋁,其次萃取稀土元素的能力。對OPIPA-正庚烷體系萃取鋁的機(jī)理等進(jìn)行了一系列研究。過程中,發(fā)現(xiàn)在pH=3時,鋁和稀土元素的分離效果達(dá)到最佳;發(fā)現(xiàn)OPIPA與環(huán)烷酸相同條件下負(fù)載能力接近;發(fā)現(xiàn)在溶液含較高濃度鋁元素時,OPIPA對鋁和稀土具有更優(yōu)的分離能力。實(shí)驗(yàn)最終確定了由OPIPA和環(huán)烷酸配合使用以分離鋁和稀土的策略;在處理貴州煤灰的模擬浸出液時,實(shí)現(xiàn)了鋁和稀土的有效分離。
【圖文】：

第-章 緒論后提出關(guān)于各萃取體系應(yīng)用于煤灰中分離稀土的展望。具體研究思路如圖 1.1 所示。為了對新型萃取體系應(yīng)用于煤灰中分離稀土的研究打下良好基礎(chǔ)，本文優(yōu)先開展了煤灰的浸出和除雜研究。過程中，首先對于各地區(qū)煤灰中的稀土配分進(jìn)行系列探究。其次探索浸出條件，研究各地區(qū)煤灰中稀土的含量及關(guān)鍵稀土元素在總稀土含量中的占比情況。再次，對比不同浸出劑對煤灰中稀土浸出效率的影響。緊接著探究煤灰浸出液中雜質(zhì)鋁鐵鈣離子的除去方法，利用功能化離子液體[N1888][SOPAA]從實(shí)際浸出液中除雜，最后通過草酸對除雜后的浸出液進(jìn)行稀土的沉淀回收。在煤灰浸出液中稀土配分及相關(guān)雜質(zhì)成分確定之后，，本文擬應(yīng)用 Cyanex572-正庚烷萃取體系對貴州省六盤水市燃煤灰燼中的稀土元素分離進(jìn)行研究。首

分液漏斗、布氏漏斗、標(biāo)簽紙、自封袋、藥勺、篩網(wǎng)、坩堝等簡單實(shí)驗(yàn)儀器。EDS 是用日立公司生產(chǎn)的 SU1510 進(jìn)行的。2.3 [N1888][SOPPA]的合成及表征50mL 甲醇中加入 4.0g NaOH，加熱至 65℃，攪拌至 NaOH 完全溶解。將26.4g 仲辛基苯氧基乙酸（HSOPPA）加入其中，攪拌使之加快反應(yīng)。在 HSOPPA與 NaOH 反應(yīng) 0.5h 后，攪拌加入 40.4g 三辛基甲基氯化銨（[N1888]Cl），在 65℃條件下反應(yīng) 1h，直至溶液 Ph=7。在操作過程中可向溶液中加入少許 NaOH 或HSOPPA 進(jìn)行 pH 的調(diào)節(jié)。用布氏漏斗將產(chǎn)品進(jìn)行初步過濾，初步去除溶液中的NaCl。然后在真空的條件下，65℃，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將甲醇和水于旋出。水洗 3次，將 NaCl 洗凈去除，產(chǎn)物于真空干燥箱中 70°C 干燥 24h，得到粘稠液體[N1888][SOPPA]。（收率為 98.6 %，氯離子小于 0.05 wt.%）
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TF845

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2637568