【摘要】：稀土因其特殊的物理化學性能,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相,生產(chǎn)中的氨氮廢水問題困擾著稀土企業(yè),是稀土企業(yè)亟待解決的重要難題。針對上述不足,利用馬來酸對酸有較強的緩沖能力的性質(zhì),設(shè)計了一種非皂化緩沖萃取體系,即通過在萃取體系的水相中添加馬來酸,采用非皂化的萃取劑P507分離稀土元素�？疾炝薖507-非皂化緩沖萃取體系中,稀土濃度、料液酸度和馬來酸濃度對稀土元素的分配比、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理。文中首先對適合P507萃取體系的緩沖劑進行了篩選,發(fā)現(xiàn)馬來酸的萃取效果較好。研究了馬來酸的緩沖原理,當料液酸度增大時,馬來酸根與氫離子結(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。采用單級萃取的實驗方法,研究了稀土元素分配比與稀土濃度、料液酸度和馬來酸濃度的關(guān)系。結(jié)果表明:當稀土濃度為0.2mol·L~(-1),料液pH為3.5,馬來酸濃度為0.5mol·L~(-1)時,稀土元素的分配比達到最大值1.7355;單級稀土萃取量最大值為0.2285mol·L~(-1)。研究了馬來酸濃度對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、料液酸度和馬來酸濃度對相鄰稀土分離系數(shù)的影響,實驗發(fā)現(xiàn):相鄰稀土元素間分離系數(shù)隨馬來酸濃度和料液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載有機相的分子結(jié)構(gòu)變化,研究了P507-非皂化緩沖萃取體系的萃取機理。結(jié)果表明:P507-非皂化緩沖萃取體系屬于陽離子交換反應(yīng),馬來酸并未隨稀土離子萃入有機相,只是充當緩沖劑的作用,通過緩沖萃取過程中交換下來的氫離子,縮小水相酸度變化幅度,提高P507的萃取效果。P507-非皂化緩沖萃取體采用了非皂化技術(shù),可有效解決傳統(tǒng)稀土溶劑萃取氨氮廢水污染問題,為稀土萃取分離綠色環(huán)保提供技術(shù)基礎(chǔ)。
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TF845
【圖文】：

nG3P=O + RE(NO3)n= RE(NO3)n·nG3P 可以純化鈾，也可以用來分離鈾、釷、稀土。在金屬萃多數(shù)采用 25%～50%濃度的 TBP。P350 在稀土分離方 P350 對鑭的萃取效果較好。P350 對稀土鑭的選擇性強比P=O 與稀土的配位能力更強，因此 P350 的反萃比或螯合）萃取體系合）萃取體系的萃取也稱為陽離子交換萃取體系的萃中的金屬離子 Mn+所取代，使易萃取物萃入有機相，離。它分為三大類：一是螯合物萃�。欢撬嵝粤最惉F(xiàn)在南方稀土工業(yè)中常用的萃取劑是 P204、P507、環(huán)體系的種類很多，應(yīng)用于輕稀土萃取工業(yè)的萃取劑主要是）磷酸，縮寫為 D2EHPA，其結(jié)構(gòu)式如圖 1.1 所示。

第一章 緒 論個被 2-乙基已基（疏水烷基）取代，所以 P204 難溶溶劑，通常以二聚分子(HA)2存在。由于 P204 分子中離，所以 P204 屬于有機弱酸。OO-，則P204 的解離平衡可簡化為：HA H++ A-其萃取反應(yīng)可表示為：RE3++ 3(HA)2 (O)= RE(HA2)3 (O)+ 3H+素的分配比隨著原子序數(shù)的增加而增大，即隨離子半做正序萃取。體系是：2-乙基已基磷酸單 2-乙基已基酯，其結(jié)構(gòu)式如圖

圖 1.4 皂化萃取分離稀土工藝本課題設(shè)計的無皂化萃取分離稀土工藝采用緩沖體系萃取稀土，緩沖體系跟稀土料液直接進入萃取槽，無需皂化，這與現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝不同。圖 1.5 為本課題探究的無皂化緩沖體系萃取工藝的工藝流程與現(xiàn)有皂化萃取工藝的對比。圖 1.5 無皂化萃取分離稀土工藝可見，此項技術(shù)可省去皂化段，將大大降低稀土冶煉分離企業(yè)氨氮排放量，縮短了工藝流程，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

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本文編號：2777293