【摘要】：稀土是重要的戰(zhàn)略性資源,廣泛應(yīng)用于軍工、航天、能源、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)以及功能材料等多個(gè)領(lǐng)域,隨著高精尖技術(shù)的發(fā)展,對單一高純稀土的需求日益增多。溶劑萃取是稀土萃取分離提純過程中的重要手段,目前常用的萃取劑為P204、P507及C272。P204對相鄰稀土的分離系數(shù)很低,主要用于稀土的分組分離;P507對單一稀土的選擇性高于P204,廣泛用于單一稀土的分離提純,但存在平均分離系數(shù)低、反萃酸度高等缺點(diǎn);C272對稀土具有較高的選擇性、易反萃,但飽和容量小、易乳化,限制了其實(shí)際應(yīng)用。本文首先研究了二(2-乙基己基)次膦酸(P227)對重稀土元素鉺和镥的萃取行為。結(jié)果表明,在平衡pH=2.0、相比(O/A)=1:1、接觸時(shí)間(t)=10min條件下,P227對Er(III)、Lu(III)的萃取率可達(dá)到99%以上;在pH=1.25、O/A=1:1、t=10min條件下,P227對Er(III)、Lu(III)的分離系數(shù)達(dá)4.71;采用不同濃度的鹽酸對負(fù)載有機(jī)相進(jìn)行反萃,最佳反萃酸度為2mol/L HCl;P227對Er(III)、Lu(III)飽和容量分別為0.137、0.175mol/L。研究結(jié)果表明:P227的綜合性能(分離系數(shù)、反萃性能、飽和容量)優(yōu)于P204、P507與C272。本論文詳細(xì)研究了P227對稀土分離過程中常見雜質(zhì)鐵、鋁、硅的萃取行為�？疾炝私佑|時(shí)間、相比、pH值等條件對萃取率的影響,以及反萃酸濃度、反萃相比、反萃級數(shù)等條件對反萃率的影響,同時(shí)還研究了負(fù)載鐵、鋁、硅的有機(jī)相對Er(III)、Lu(III)的萃取和反萃行為,得出以下結(jié)論。(1)在平衡pH=1.5,接觸時(shí)間為10min,相比(O/A)=1:1時(shí),P227對Fe(Ⅲ)的萃取率達(dá)到最大值(約97%),當(dāng)pH(29)1.5時(shí),萃取體系開始乳化。3mol/L的HCl可獲得最佳的單級反萃效果,經(jīng)過5級錯(cuò)流反萃,可達(dá)到99.12%的反萃率。以負(fù)載Fe(Ⅲ)的有機(jī)相分別萃取Er(III)和Lu(III),結(jié)果表明,負(fù)載Fe(Ⅲ)的增多明顯降低稀土離子的萃取率和反萃率,說明以P227為萃取劑時(shí),Fe(Ⅲ)與稀土離子存在較強(qiáng)的競爭。(2)在平衡pH=2.0,接觸時(shí)間為10min,相比(O/A)=1:1時(shí),P227對Al(Ⅲ)的萃取率達(dá)到最大值(15.69%),當(dāng)pH(29)2.25時(shí),萃取體系開始乳化。2mol/L的HCl可獲得最佳的單級反萃效果,經(jīng)過8級錯(cuò)流反萃,可達(dá)到94.32%的反萃率。以負(fù)載Al(Ⅲ)的有機(jī)相分別萃取Er(III)和Lu(III),結(jié)果表明,負(fù)載Al(Ⅲ)幾乎沒有降低稀土離子的萃取率,說明以P227為萃取劑時(shí),Al(Ⅲ)與稀土離子的競爭中處于劣勢,但負(fù)載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)與鹽酸中的Cl-形成了AlCln3-n,并與P227分子中的P=O基團(tuán)發(fā)生了締合。(3)在平衡pH=1.25,接觸時(shí)間為10min,相比(O/A)=1:1時(shí),P227對Si(IV)的萃取率達(dá)到最大值(13.26%),當(dāng)pH(29)2.0時(shí),萃取體系開始乳化。3mol/L的HCl可獲得最佳的單級反萃效果,經(jīng)過6級錯(cuò)流反萃,可達(dá)到97.95%的反萃率。以負(fù)載Si(IV)的有機(jī)相分別萃取Er(III)和Lu(III),結(jié)果表明,負(fù)載Si(IV)對稀土離子的萃取率和反萃率影響都很小。說明以P227為萃取劑時(shí),Si(IV)與稀土離子的競爭中處于劣勢,在反萃過程中也沒有發(fā)生締合作用。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TF845

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2642723