一种萃取剂、萃取体系及应用_2

文档序号:8959794阅读:来源:国知局
中,所述的酸的水溶液的摩尔浓度较 佳地为〇· 5mol/L-6. Omol/L,更佳地为4. Omol/L-5. Omol/L,所述的摩尔浓度是指酸的物质 的量占酸的水溶液总体积的比。所述的酸的水溶液中的酸可为本领域常规的酸,较佳地为 无机酸。所述的无机酸较佳地为盐酸、硫酸和硝酸中的一种或多种,更佳地为盐酸。
[0031] 在不违背本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳 实例。
[0032] 本发明所用试剂和原料均市售可得。
[0033] 本发明的积极进步效果在于:
[0034] 1、本发明的萃取体系在含稀土离子的水相的pH值为1.0-3. 0范围内可以有效的 分离稀土元素,平均分离系数为2. 45,特别是对重稀土元素(Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y) 的分离,平均分离系数为2. 37,是目前发现的对重稀土元素分离效果最有效的萃取体系。
[0035] 2、本发明的萃取体系在萃取稀土离子时饱和容量为0. 16mol/L(饱和容量为Imol 萃取剂所能负载的稀土离子的量),不改变P507-盐酸萃取体系高饱和容量的优点。
[0036] 3、本发明的萃取体系,其萃取和反萃取均在较低的酸度下完成,尤其对重稀土 元素的反萃取,在盐酸的摩尔浓度为4. Omol/L-5. Omol/L时能将Lu反萃完全,远低于 P507-盐酸萃取体系(P507-盐酸萃取体系盐酸的摩尔浓度为6mol/L时对Lu的反萃取率 仅为80. 4% ),大大节约酸碱用量,降低生产成本的同时减少了污染物排放,有利于保护环 境。
[0037] 4、本发明的萃取体系可以使负载有机相中的稀土元素被反萃完全,提高了稀土元 素的纯度且有机相的再生性好。
【具体实施方式】
[0038] 下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实 施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件,或按照商 品说明书选择。
[0039] 实验所用涉及及来源信息:
[0040] 萃取剂P507购自洛阳中达化工有限公司,纯化后使用。纯化方法按照文献(袁 承业等,1981,化学学报,881-894)。P227合成方法参照文献(袁承业等,1982,中国科学, 193-203 和专利 CN 101475588A)。
[0041] 下述实施例中:
[0042] 有机相是指包含稀释剂和萃取剂的有机相,其中,所述的萃取剂包括2-乙基己基 膦酸单2-乙基己基酯和二-(2-乙基己基)次膦酸。
[0043] 水相是指含稀土离子的水相,其中,所述的含稀土离子的水相的制备方法包括下 列步骤:将稀土氧化物与浓盐酸混合,并加入盐析剂(一般为氯化钠),再稀释到所需浓度。 其中稀土离子均为+3价。水相的pH值在1. 0-3. 0之间。其中,盐析剂在水相中的摩尔浓 度一般为 0· 5mol/L_2. Omol/L。
[0044] 包含有机相和水相的萃取体系简称P507-P227萃取体系。分配比D为一次萃取完 成后平衡有机相中稀土含量与平衡水相中稀土含量(水相中稀土含量通过电感耦合等离 子体发射光谱法(ICP-OES)测定,然后用差减法求得有机相中稀土含量)的比值,即
[0045] D = Reorg/Reaq (1)
[0046] Re代表稀土元素;
[0047] 稀土元素1相对于稀土元素2的分离系数β定义为:
[0048] β = D1ZD2 (2);
[0049] nP507 : ηΡ227代表 Ρ507 和 Ρ227 的摩尔比。
[0050] 相比(〇:Α)代表有机相与水相体积比。
[0051] 平均分离系数是指各稀土元素的分离系数之和除以稀土元素的总个数。
[0052] 实施例1
[0053] P507-P227萃取体系对稀土元素的萃取分离
[0054] 有机相:0· 50mol/L P507 和 P227 (nP5Q7:nP227= 1 : 1)的正十二烷溶液
[0055] 水相:含0. 01mol/L单一稀土离子的1.0 M NaCl溶液,pH = 3. 0,即水相中含稀土 离子和盐析剂NaCl,其中,稀土离子的摩尔浓度为0. 01mol/L,盐析剂NaCl的摩尔浓度为 1.0 mol/L,水相的pH值为3. 0。
[0056] 相比(0: A) = I: I (5mL: 5mL)
[0057] 将有机相与水相混合,在25°C振荡平衡30min。P507-P227萃取体系对稀土元素 的萃取数据见下列表1。由表1数据可知,P507-P227萃取体系对稀土元素的平均分离系数 为2. 55,可有效的分离相邻的稀土元素;重稀土元素 Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y之间的 平均分离系数为2. 47。
[0058] 表 1
[0060] 实施例2
[0061] P507-P227萃取体系对稀土元素的萃取分离
[0062] 有机相:0· 50mol/L P507 和 P227 (nP5Q7:nP227= 1 : 1)的煤油溶液
[0063] 水相:含 0· 01mol/L 单一稀土离子的 1.0 M NaCl 溶液,pH = 3. 0
[0064] 相比(0: A) = I: I (5mL: 5mL)
[0065] 将有机相与水相混合,在25°C振荡平衡30min。P507-P227萃取体系对稀土元素的 萃取数据同实施例1相当。其中,P507-P227萃取体系对稀土元素的平均分离系数为2. 45, 可有效的分离相邻的稀土元素;重稀土元素 Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y之间的平均分离 系数为2. 43。
[0066] 实施例3
[0067] P507-P227萃取体系对稀土元素的萃取分离
[0068] 有机相:1. 20mol/L P507 和 P227 (nP5Q7:nP227= 1 : 1)的正庚烷溶液
[0069] 水相:含 0· 06mol/L 单一稀土离子的 I. 5M NaCl 溶液,pH = 2. 3
[0070] 相比(0: A) = 2:1 (5mL: 5mL)
[0071] 将有机相与水相混合,在25°C振荡平衡20min。P507-P227萃取体系对稀土元素的 萃取数据同实施例1实验结果相当。其中,P507-P227萃取体系对稀土元素的平均分离系 数为2. 48,可有效的分离相邻的稀土元素;重稀土元素 Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y之间 的平均分离系数为2. 45。
[0072] 实施例4
[0073] P507-P227萃取体系对稀土元素的萃取分离
[0074] 有机相:0· 50mol/L P507 和 P227 (nP5Q7:nP227= 1 : 1)的正十二烷溶液
[0075] 水相:含 0· 01mol/L 单一稀土离子的 1.0 M NaCl 溶液,pH = 1. 3
[0076] 相比(0:A) = l:l(5mL:5mL)
[0077] 将有机相与水相混合,在25°C振荡平衡30min。P507-P227萃取体系对稀土元素 的萃取数据见表2,其中,P507-P227萃取体系对稀土元素的平均分离系数为2. 66,可有效 的分离相邻的稀土元素;重稀土元素 Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y之间的平均分离系数为 2. 27。
[0078] 表 2
[0080] 实施例5
[0081] P507-P227萃取体系对稀土元素的萃取分离
[0082] 有机相:1. 50mol/L P507 和 P227 (nP5Q7:nP227= 1 : 1)的甲苯溶液
[0083] 水相:含 0· 02mol/L 单一稀土离子的 1.0 M NaCl 溶液,pH = 1. 3
[0084] 相比(0: A) = I: I (5mL: 5mL)
[0085] 将有机相与水相混合,在25°C振荡平衡30min。P507-P227萃取体系对稀土元素的 萃取数据与实施例2实验结果相当。其中,P507-P227萃取体系对稀土元素的平均分离系 数为2. 46,可有效的分离相邻的稀土元素;重稀土元素 Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y之间 的平均分离系数为2. 25。
[0086] 实施例6
[0087] P507-P227萃取体系对稀土元素的萃取分离
[0088] 有机相:0· 50mol/L P507 和 P227 (nP5Q7:nP227= 1:3)的正十二烷溶液
[0089] 水相:含 0· 01mol/L 单一稀土离子的 1.0 M NaCl 溶液,pH = 3. 0
[0090] 相比(0: A) = I: I (5mL: 5mL)
[0091] 将有机相与水相混合,在25°C振荡平衡30min。P507-P227萃取体系对稀土元素的 萃取数据见表3,其中,P507-P227萃取体系对稀土元素平均分离系数为2. 15,可有效的分 离相邻的稀土元素;重稀土 Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y之间的平均分离系数为2. 17。
[0092] 表 3
[0094] 实施例7
[0095] P507-P227萃取体系对稀土元素的萃取分离
[0096] 有机相:0· 50mol/L P507 和 P227 (nP5Q7:nP227 = 3:1)的正十二烷溶液
[0097] 水相:含 0· 01mol/L 单一稀土离子的 1.0 M NaCl 溶液,pH = L 3
[0098] 相比(0: A) = I: I (5mL: 5mL)
[0099] 将有机相与水相混合,在25°C振荡平衡30min。P507-P227萃取体系对稀土元素的 萃取数据见表4,其
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