稀土元素的溶劑萃取分離

1、· ·89 伊犁師范學(xué)院學(xué)報年第 期2002 4 Journal of ILi Teachers College 2002 NO.4稀土元素的溶劑萃取分離艾拜都拉，高紅艷（伊犁師范學(xué)院 化學(xué)系，新疆 伊寧 ）835000摘 要：本文介紹了稀土元素的不同種類的萃取劑及分離性能．關(guān)鍵詞：稀土元素；溶劑萃??；萃取劑中圖分類號：O614 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C 文章編號：— （ ） — — 1009 1076 2002 0

2、4 0089 03概述 1溶劑萃取分離法是指在被分離物質(zhì)的水溶液中，加入一種與水不相混溶的有機(jī)溶劑，借助于萃取劑的作用，使一種或幾種組分進(jìn)入有機(jī)相，而另一些組分則仍留在水相中，從而達(dá)到分離的目的．溶劑萃取分離技術(shù)在無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、放射化學(xué)、核素的提煉及回收等都得到了廣泛的應(yīng)用．早在 世紀(jì)中葉， 首先用乙醚從瀝青鈾礦中萃取硝酸鈾酰； 世紀(jì)末， 19 Peligo 19 Rote等又用乙醚從濃鹽酸中萃取三氯化鐵； 世紀(jì) 年代以后，有機(jī)螯

3、合劑開始應(yīng)用于金屬 20 20離子的溶劑萃取中，發(fā)展了各種選擇性好的萃取劑．目前，有機(jī)磷類、胺類、含硫類及冠醚類萃取劑都已得到應(yīng)用．溶劑萃取技術(shù)的特點(diǎn)：儀器設(shè)備簡單，操作簡易快速，回收率高，純度好，選擇性好，應(yīng)用范圍廣泛；除用于分離外， 還能作為濃集手段．該法缺點(diǎn)是有機(jī)溶劑的毒性大，多級萃取操作費(fèi)時、麻煩、操作強(qiáng)度大；有些試劑昂貴，成本高．溶劑萃取技術(shù)的分類：由于萃取過程的復(fù)雜性，萃取體系的分類方法多種多樣．徐光憲先生曾提出將萃取體系分

4、為簡單分子萃取體系、中性絡(luò)合萃取體系、螯合萃取體系、離子締合萃取體系、協(xié)同萃取體系、高溫萃取體系的分類方法．本文不采用上面的分類方法，而根據(jù)萃取溶劑的不同進(jìn)行討論．稀土元素溶劑萃取分離現(xiàn)狀及發(fā)展 2設(shè)計(jì)新的特效萃取劑是一項(xiàng)重要的任務(wù)．長期以來，萃取化學(xué)以溶液化學(xué)及絡(luò)合物化學(xué)為基礎(chǔ)，發(fā)展了不少有效的萃取體系．下面就稀土元素的不同種類萃取劑分別討論．酸性磷（膦）酸酯 2.1酸性磷（膦）酸酯是各類萃取劑中分離性能最好的萃取劑．在二烷基磷酸中，

5、酯烷基結(jié)構(gòu)對分離性能沒有顯著影響．具有一定結(jié)構(gòu)的烷基磷酸單烷基酯對稀土的平均分離因素較二烷基磷酸高，如 乙基己基磷酸單 乙基己基酯（ 2- 2- P507)在硝酸體系的平均分離因數(shù)為 ，高于已見報道的其它萃取劑，在鹽酸體系也表現(xiàn)出 3.04收稿日期： － － 2002 03 18作者簡介：艾拜都拉（ — ），男（維吾爾族），講師；高紅艷（ — ），女（回族），副教授． 19551968· ·91 生所謂“倒序”現(xiàn)象．

6、利用這個現(xiàn)象，在水相再加上抑萃絡(luò)合劑，組成“推拉體系”進(jìn)行鐠釹分離，有機(jī)相優(yōu)先萃鐠，水相優(yōu)先絡(luò)合釹，使分離系數(shù)大大提高．在硝酸鹽介質(zhì)的“倒序”萃取被認(rèn)為季胺鹽所萃取的是稀土硝酸鹽絡(luò)陰離子，而輕稀土較重稀土更易生成的緣故．季胺鹽在堿氫酸鹽介質(zhì)萃取稀土就不產(chǎn)生“倒序”現(xiàn)象．含氮螯合萃取劑 2.5含氮螯合萃取劑對稀土的萃取也有報道． 羥基喹啉（ ）萃 8- HQ取鑭的形式為 LaQ3；而萃取鐠、銪、鈥、鐿的形式為LnQ3· ，在高

7、 濃度為 2HQ HQ LnQ3· ．當(dāng)添加 ， 菲繞啉（ ）或正庚基氯化銨（ 3HQ 1 10- phen R4 ），萃取形式為 NClLnQ3·· 或 2HQ phen R4NLnQ4· ，并且可提高稀土的分離性能．在 （ 烯基 HQ KelexX100 7- Cl- 2-， ， ， 四甲基己基） 羥基喹啉或 ， 菲繞啉，對萃取與分離都有促進(jìn)作用． - 3 3 6 6- - 8- 1 10-

8、其它螯合萃取劑 2.6在其它螯合萃取劑中，研究較多的為 二酮類及酰胺類等． B-4-?；吝蛲且环N新型的 二酮螯合劑，近二十年，國內(nèi)外科學(xué)工作者對這類化合B-物，特別是對 苯基 甲基 苯甲?；吝蛲?進(jìn)行了大量的研究工作． 是 1- - 3- - 4- [PMBP] PMBP鑭系、錒系及堿土金屬的優(yōu)良萃取劑之一．文獻(xiàn) 研究了 ， ′ 癸二酰 雙 （ 苯基[4] 4 4 - - - 1- -甲基 吡唑酮 ） 對稀土的萃取研究． 與全部

9、稀土元素形成的萃合 3- - - 5 [ DBPMP]DBPMP 物組成均為 （ ），它對稀土的萃取能力和分離能力均大于 ，與輕稀土的絡(luò) MA HA PMBP合能力隨原子序數(shù)的增大而增大，與重稀土的絡(luò)合能力變化較小，觀察到“四分組效應(yīng)”．協(xié)同萃取體系 2.7同時使用兩種或兩種以上的萃取劑使萃取效率比單獨(dú)使用大為提高的現(xiàn)象稱為協(xié)同效應(yīng)，這種萃取體系稱為協(xié)同萃取體系．目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有協(xié)同萃取現(xiàn)象的體系很多，甚至三種萃取劑混合使用也有報道．

10、在這些體系中，研究的最多的是螯合萃取劑（ · ） 與中性磷萃取劑（ ）以及酸性磷萃取劑 與 TTA PMBPTBP[HDEMP] 中性磷萃取劑所組成的體系．采用不同協(xié)萃體系其原因也有所不同，有的是協(xié)萃絡(luò)合物穩(wěn)定性高，協(xié)萃分配比大（如 與 體系）；有的是價格便宜、萃取容量較大，同 TTA TBP時可避免三相形成（如 與 體系）；有的是由于協(xié)萃效應(yīng)，有可能使萃取分離 HDEHP TBP在更低 值下進(jìn)行，這樣可避免金屬離子的水解及聚

11、合作用等． PH最后值得一提的是固相萃取體系．固相萃取是一種新型分離與富集方法，它是指萃取體系中兩相之一在一定溫度時為固態(tài)，而在較高溫度時為液態(tài)的萃取方法．該法的特點(diǎn)是分相快，污染小，一般不出現(xiàn)第三相或乳化現(xiàn)象，近年已引起化學(xué)界重視．常用固相溶劑有萘、二苯酮、聯(lián)苯、石蠟等．參考文獻(xiàn)：馬思新，嚴(yán)小敏，王三益，龍海燕，袁承業(yè)． 乙基己基膦酸單（ 乙基己基）酯萃取鑭系元素 [1] 2- 2-的化學(xué) ．中國科學(xué)， （ ）： ．[J] 1981

12、5 565- 573袁承業(yè)，葉偉貞，馬恒勵，等．酸性磷（膦）酸酯的合成及其化學(xué)結(jié)構(gòu)與萃取釹、鎢、鐿和釔的 [2]性能研究 ．中國科學(xué) 輯， （ ）： ．[J] B 1982 3 193- 203袁承業(yè)，胡永生．一元烷基磷（膦）酸酯萃取稀土的結(jié)構(gòu)和性能的相關(guān)分析 ．中國科學(xué) 輯， [3] [J] B（ ）： ．1987 1 27- 34錢博，趙忠順，張進(jìn)勝，等． 苯基 甲基 二氯乙酰基吡唑酮 和三正辛基氧化膦協(xié)同萃取鑭 [4] 1- -