【摘要】：目前稀土萃取分離主要在混合澄清槽中以P507為主體萃取劑的溶劑萃取工藝,過程中存在皂化廢水污染環(huán)境,萃取設備(混合澄清槽)存在混合時間長、占地面積大和能耗高等問題,本論文提出了乳酸-檸檬酸協(xié)同絡合作用下微流體萃取分離稀土的新方法,實現(xiàn)萃取過程的“高效、綠色、安全”的目標。本文利用乳酸和檸檬酸為絡合劑,采用微流體技術進行輕稀土(La、Ce、Pr、Nd)元素的萃取分離研究。論文研究了各種因素對萃取參數(shù)的影響,獲得清潔萃取新工藝;著重研究了協(xié)同絡合作用下微流體萃取稀土的反應機理和傳質過程,揭示高效萃取分離稀土的實質。主要的研究成果如下:(1)首先研究了協(xié)同絡合作用下不同因素對微流體萃取分離稀土元素的基本參數(shù)影響,實驗結果表明:Ce/La、Pr/Ce和Nd/Pr萃取分離系數(shù)隨著pH增加而提高,隨著反應時間的增大先增大后不變,隨著微芯片寬度增加而降低,隨著微芯片的長度增加而增加;在最優(yōu)實驗條件(流速為9.38μL/min,pH值為2.25,芯片寬度為300μm,芯片長度為50cm)下,Ce/La、Pr/Ce和Nd/Pr的最大分離系數(shù)分別為9.50,4.03,2.34,高于目前工業(yè)上皂化體系結果。(2)其次采用斜率法、FT-IR、UV、NMR和MS波譜研究P507萃取La、Ce、Pr、Nd的反應機理,結果表明:在LA+H3cit-HCl介質中,有機相萃取稀土離子時Lac-、H2cit-均不參與萃合反應;P507與RE3+反應機理為陽離子交換機制,即一個稀土離子RE3+與三個P507二聚體反應生成RE(HA2)3絡合物,同時向水相釋放三個H+。(3)最后研究了微流體萃取兩相流動特性和傳質效果,結果表明:隨著微芯片寬度的增加,兩相流動從穩(wěn)定的段塞流依次轉變?yōu)橐旱瘟骱蛯恿髁鲃?比界面積隨著流速的增大先減小后不變,隨著芯片寬度的增大而減小,隨著芯片長度的增加而增加,范圍在3000～10600m2/m3;體積傳質系數(shù)隨著流速的增加而增加,隨著寬度的增加而減小,范圍在0.02～0.45s-1。綜上所述,乳酸-檸檬酸協(xié)同絡合微流體萃取技術可實現(xiàn)輕稀土元素的清潔高效萃取,為稀土行業(yè)的工業(yè)化提供理論基礎。
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TF845
【圖文】：

土概述逡逑４年以來，稀土元素逐漸被發(fā)現(xiàn)，當時人們把難溶于水的固體氧稀土元素在地殼中含量相對豐富，但是分布零散且不均勻。當元素非常困難，所以顯得稀土比較珍貴和稀少，所以得名“稀土元素是化學元素ｆ期表中的鑭（５７Ｌａ）及鈰（５８Ｃｅ）、鐠（５９Ｐｒ）、釹（６０每（６２Ｓｍ）、銪（ｗＥｕ）、ｆＬ（６４Ｇｄ）、域（６５Ｔｂ）、鏑（６ｆｉＤｙ＞、欽（６７Ｈ０）、）、鐿（７ＱＹｂ）、镥（７山ｕ）這１５種鑭系元素和與其性質相似的鈧（２１Ｓｃ）元素的總稱⑴。稀土元素位于第１１ＩＢ族，化學性質活潑，僅此于，常見化合價為正三價。由于稀土元素的獨特電子層結構，因學、光學、電學等性能，己廣泛應用于國防軍工、電子、能源、冶金、玻璃陶瓷、輕工、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護等領域。稀土元素料、熒光材料、電光源材料、超導材料、儲氫材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、磁致伸縮材料、磁致冷材料、光導纖氫化物電池材料等領域［２］。逡逑？Ｉ８Ｗ？４逡逑

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【參考文獻】

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本文編號：2720454