P507-非皂化緩沖萃取體系稀土分離技術(shù)研究.pdf

1、稀土因其特殊的物理化學性能，廣泛用于各種領域，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。考察了 P507-非皂化緩沖萃取體系中，稀土濃度、料

2、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

3、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

4、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，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