重稀土元素作為“超級工業(yè)味精”,是“高精尖”科技不可或缺的基礎(chǔ)原料,然而由于釔與重稀土元素之間理化性質(zhì)接近,而且在南方離子型稀土礦中釔的含量高,這給釔和重稀土的分離帶來巨大困難。本文針對傳統(tǒng)酸性萃取劑環(huán)烷酸在萃取分離釔和重稀土的過程存在著酸堿消耗量大、分離效率低、萃取現(xiàn)象差的問題,引入[N1888]Cl對CA12進行離子液體皂化后構(gòu)成新型萃取劑[N1888][CA12],對[N1888][CA12]-煤油各項性能進行考察,隨后將這一新型萃取體系用于生產(chǎn)實際的釔富集料液的分離。針對分離過程存在的有機相粘度大、水反萃不完全的問題,進行了有機相相改善研究和有機相反萃再生研究,提出離子液體皂化→萃取分離釔→水10級反萃重稀土富集物→NaOH再生處理→離心→過濾→萃取分離的釔分離提純生產(chǎn)工藝。在[N1888][CA12]-煤油體系萃取分離釔的工藝研究過程中。首先開展了CA12的離子液皂化最優(yōu)條件實驗,確定了離子液體皂化的最優(yōu)工藝參數(shù)。對[N1888][CA12]-煤油體系萃取酸度進行考察,并確定最優(yōu)萃取酸度為pH=2⁶,在此基礎(chǔ)上對CA12-煤油體系、CA12-[N1888... 

【文章來源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

傳統(tǒng)皂化工藝與離子型皂化工藝對比

針對[N1888][CA12]-煤油體系串級萃取分離提純釔的過程中存在有機相粘度大、油水分相速度慢和萃取過程中易乳化的問題，向[N1888][CA12]-煤油體系中加入 TBP 組成[N1888][CA12]-TBP-煤油體系，通過一系列的實驗對比[N1888][CA12]-煤油體系和[N1888][CA12]-TBP-煤油體系在有機相粘度、油水分相時間、萃取率、反萃率等萃取性能上的區(qū)別，并確定兩體系的萃取機理和萃取化學(xué)反應(yīng)方程式，最后使用[N1888][CA12]-煤油體系和[N1888][CA12]-TBP-煤油體系分別對釔富集液進行萃取，考察分配比和分離系數(shù)的區(qū)別。(3) [N1888][CA12]-煤油體系反萃再生工藝研究實驗過程中發(fā)現(xiàn)無論是[N1888][CA12]-煤油體系還是[N1888][CA12]-TBP-煤油體系使用水進行反萃時都難以將有機相中的 RE3+全部反萃至水向。因此，實驗將負(fù)載有機相使用水進行 10 級逆流反萃取后，開展使用不同濃度 NaOH、Na2C2O4、HCl、EDTA 二鈉對[N1888][CA12]-煤油體系進行再生萃取劑的實驗，優(yōu)選出 NaOH 和 Na2C2O4后進一步開展離心、過濾、靜置影響因素的實驗，最后對經(jīng)過反萃再生的萃取劑進行循環(huán)萃取實驗，探索一條[N1888][CA12]-煤油體系反萃再生工藝路線。

雖然采用兩步法可以得到高純度的[N1888][CA12]，但是這種方法僅適用的離子液體合成，不適合工業(yè)化大批量生產(chǎn)離子液體，2003 年 Bradaric 成法合成大批量[P66614][C272][74]，這給了本研究課題很大的啟發(fā)，結(jié)合課成果[75]，決定采用一步合成法對 CA12 進行離子液體皂化。12 的離子液體皂化過程文獻查閱以及前期預(yù)實驗結(jié)果，CA12的離子液體皂化過程確定為將4.0g0mL 甲醇中加熱至 70℃并攪拌至完全溶解，將 26.4gCA12 加入到 NaOH攪拌反應(yīng)，在 CA12 與 NaOH 反應(yīng) 0.5h 后向此溶液中加入 40.4g [N1888下攪拌反應(yīng) 1h，直至溶液變?yōu)橹行裕诖诉^程中也可以向溶液中加入 CA12 調(diào)節(jié) pH 至中性。將產(chǎn)品用布氏漏斗進行初步過濾將溶液中的 NaC，隨后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在真空的條件下將甲醇和水于 70°C 下旋出，再用l 洗凈，所得產(chǎn)物于真空干燥箱中 70°C 干燥 12h，得到[N1888][CA12]，并對改粘稠液體進行核磁共振分析（見 2.33NMR 數(shù)據(jù)）。（氯離子濃度小于率：98.9 %）

【參考文獻】：
期刊論文
[1]中科院海西研究院稀土分離研究獲新進展[J].   黃金科學(xué)技術(shù). 2016(03)
[2]離子型稀土資源高效利用技術(shù)[J]. 楊斌,楊幼明.  科技資訊. 2016(11)
[3]稀土萃取分離皂化工藝及其廢水資源化探討[J]. 劉瑞金,趙治華,桑曉云,許慧,高媛.  稀土. 2015(04)
[4]Technology development for rare earth cleaner hydrometallurgy in China[J]. Xiao-Wei Huang,Zhi-Qi Long,Liang-Shi Wang,Zong-Yu Feng.  Rare Metals. 2015(04)
[5]草酸沉淀反萃余液制備大粒度氧化釹工藝研究[J]. 楊明,吳迪,葉信宇,焦蕓芬,吳龍,黃昕,李琴.  有色金屬科學(xué)與工程. 2015(01)
[6]Extraction mechanism of cerium（Ⅳ） in H2SO4/H3PO4 system using bifunctional ionic liquid extractants[J]. 張麗,陳繼,金為群,鄧岳鋒,田君,張陽.  Journal of Rare Earths. 2013(12)
[7]風(fēng)化殼淋積型稀土礦浸取過程中基礎(chǔ)理論研究現(xiàn)狀[J]. 田君,唐學(xué)昆,尹敬群,羅仙平.  有色金屬科學(xué)與工程. 2012(04)
[8]中國的稀土狀況與政策[J].   中國金屬通報. 2012(24)
[9]保衛(wèi)重稀土[J]. 賈懷東,彭學(xué)濤.  資源與人居環(huán)境. 2012(04)
[10]含不同價態(tài)的多組份體系萃取平衡算法研究[J]. 吳聲,廖春生,嚴(yán)純?nèi)A.  中國稀土學(xué)報. 2012(02)

博士論文
[1]非皂化萃取分離稀土、釷、氟過程機制及調(diào)控技術(shù)研究[D]. 王良士.北京有色金屬研究總院 2014

碩士論文
[1]P507-N235萃取分離稀土工藝研究[D]. 藍橋發(fā).江西理工大學(xué) 2014



本文編號：3050646