含氨基中性膦萃取剂用于萃取分离铀的用途和方法与流程

技术特征：

1.下面通式I的含氨基中性膦萃取剂用于萃取分离铀的用途：

其中，

R₁和R₂各自独立地选自C_1-12烷基，优选C_4-10烷基，更优选C_5-9烷基，最优选为C_6-8烷基；

R₃和R₄各自独立地选自C_1-5烷基和氢；

R₅和R₆各自独立地选自C_1-16烷基和氢，且R₅和R₆至多一个为氢；

优选地，R₁和R₂的总碳原子数为8至20之间的整数，优选为10至18之间的整数；

优选地，R₁和R₂为相同的烷基，更优选为相同的C_5-9烷基；

优选地，R₃和R₄各自独立地选自C_1-5烷基和氢，优选C_1-3烷基和氢；优选地，R₃和R₄的总碳原子数为0至10之间的整数，优选为0至5之间的整数；

优选地，R₅选自C_1-10烷基和氢，优选C_1-8烷基和氢，R₆选自C_1-14烷基，优选C_1-12烷基；优选地，R₅和R₆的总碳原子数为1至16之间的整数，优选为2至13之间的整数；

优选地，通式I中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆的总碳原子数为10～46，包括并不限于10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45和46个碳原子，优选为13～36，更优选为15～34；

优选地，所述通式I的含氨基中性膦萃取剂为选自1-(2-乙基己基氨基)甲基膦酸二(2-乙基己基)酯、1-(2-乙基己基氨基)乙基膦酸二(2-乙基己基)酯、1-(2-乙基己基氨基)正丙基膦酸二(2-乙基己基)酯、1-(2-乙基己基氨基)1-甲基乙基膦酸二(2-乙基己基)酯、1-(N,N-二甲基氨基)-丙基膦酸二(2-乙基己基)酯、1-(2-乙基己基氨基)-1-乙基正丙基膦酸二(2-乙基己基)酯、1-(N,N-二丁基氨基)乙基膦酸二(2-乙基己基)酯、1-(十二烷基氨基)甲基膦酸二甲基酯中的一种或多种。

2.一种萃取分离铀的方法，所述方法包括使用权利要求1中所述的通式I的含氨基中性膦萃取剂萃取分离铀的步骤，优选地，所述萃取分离铀的方法可以采用溶剂萃取或固液萃取的方法进行。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述溶剂萃取方法包括：将包含通式I的含氨基中性膦萃取剂的中性膦萃取体系与含铀的料液混合来进行萃取得到含铀萃取液和提铀尾液；

所述中性膦萃取体系包含通式I的含氨基中性膦萃取剂、非必需的辅助萃取剂、非必需的相改良剂和稀释剂；

所述辅助萃取剂主要起协助萃取作用，能增强含氨基中性膦萃取剂对铀的萃取性能。所述辅助萃取剂可以选自如下通式II的磷(膦)萃取剂：

其中，

Z为O或S；

R₇选自氢、C_1-12烷基、C_1-12烷氧基、-SH和用选自C_1-12烷基中的至少一个取代基取代的-NH₂等，优选选自氢、C_1-10烷基、C_1-10烷氧基、-SH和用选自C_4-10烷基中的至少一个取代基取代的-NH₂等；更优选选自C_1-10烷基和C_1-10烷氧基；

R₈和R₉各自独立地选自C_4-12烷基、C_4-12烷氧基和用选自C_4-12烷基中的至少一个取代基取代的-NH₂等，优选选自C_4-10烷基、C_4-10烷氧基和用选自C_4-10烷基中的至少一个取代基取代的-NH₂等，更优选选自C_4-10烷基和C_4-10烷氧基；

优选地，所述辅助萃取剂选自：中性磷(膦)萃取剂，例如直链三烷基氧化膦(Cyanex 923)、支链三烷基氧化膦(Cyanex 925)、三辛基氧化膦(TOPO)、甲基膦酸二甲庚酯(P350)、2-乙基己基膦酸二(-2-乙基己基)酯、磷酸三丁酯(TBP)；酸性磷(膦)萃取剂，例如二(2,4,4-三甲基戊基)二硫代膦酸(Cyanex 301)、二(2,4,4-三甲基戊基)硫代膦酸(Cyanex 302)、二(2-乙基己基)磷酸(P204)、2-乙基己基膦酸单-2-乙基己基酯(P507)、二(2,4,4-三甲基戊基)膦酸(Cyanex 272)、二(2-乙基己基)膦酸(P227或P229)；中性磷酰胺萃取剂，例如三异辛基磷酰胺、二异辛基-异辛氧基磷酰胺、异辛基-二异辛氧基磷酰胺、三(二异丁基)磷酰胺、二(二异丁基)-异辛氧基磷酰胺、三癸基磷酰胺和二已基-癸氧基磷酰胺；和以上萃取剂以任意比例混合的混合萃取剂；

所述相改良剂为选自C_4-10烷醇中的一种或多种，优选为选自正辛醇、异辛醇、2-甲基庚醇、及上述三种醇任意比例混合的混合醇和磷酸三丁酯中的一种和多种；更优选地为混合醇或2-甲基庚醇；

所述稀释剂选自：C_5-16烷烃，例如戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷等；航空煤油；磺化煤油，液体石蜡，例如250～400℃轻质润滑油馏分等；C_5-16脂环族烷烃，例如环戊烷、C_1-4烷基取代的环戊烷、环己烷、C_1-4烷基取代的环己烷、十氢萘等；C_6-10芳烃，例如苯、甲苯、二甲苯(包括邻-、间-、对-二甲苯和混合二甲苯)；优选地，稀释剂为选自航空煤油、磺化煤油、庚烷和二甲苯中的一种或多种；

在所述含氨基中性膦萃取体系中，所述含氨基中性膦萃取剂、非必需的辅助萃取剂、非必需的相改良剂及稀释剂的体积比为：中性膦萃取剂：辅助萃取剂：相改良剂：稀释剂＝1～60：0～40：0～20：40～99，更优选为含氨基中性膦萃取剂：辅助萃取剂：相改良剂：稀释剂＝10～40：0～20：0～20：50～90；还优选为含氨基中性膦萃取剂：辅助萃取剂：相改良剂：稀释剂＝15～35：0～15：0～15：55～85；

在该萃取步骤中，优选地，萃取级数可以为1～20级，优选为3～8级；

优选地，中性膦萃取体系与料液的流量比为0.1～20：1，优选为0.2～10：1。

4.根据权利要求3所述的方法，其还包括：

非必需地用洗涤液洗涤含铀萃取液；

用反萃剂反萃取含铀萃取液中的铀得到含铀反萃取产物；

所述萃取、洗涤和反萃取优选在一系列分液漏斗、混合澄清萃取槽或离心萃取器中进行，更优选在混合澄清萃取槽或离心萃取器中进行；

优选地，所述萃取、洗涤和反萃取间歇或连续进行，优选连续进行；

优选地，洗涤级数为0～15级，优选为0～5级；

优选地，洗涤流量比为含铀萃取液：洗涤液＝约1：0.1～5，优选约1：0.2～2；

优选地，反萃取级数为1～10级，优选2～6级；

优选地，反萃取流量比为含铀萃取液：反萃液＝1：0.1～5，优选为1：0.2～2。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述固液萃取方法包括将使用通式I的中性膦萃取剂制得的固态分离材料与含铀的料液接触，进行萃取得到含铀的固态分离材料和提铀尾液；

优选地，所述固液萃取方法在树脂柱中进行，其中将固态分离材料加入树脂柱中，然后加入含铀料液使所述固态分离材料与含铀的料液接触进行固液萃取；

优选地，所述固态分离材料选自负载有通式I的中性膦萃取剂的树脂、多孔硅球、硅藻土。

6.根据权利要求5所述的方法，其还包括：

非必需地用洗涤液洗涤含铀的固态分离材料；

用反萃液反萃取含铀固态分离材料中的铀。

7.根据权利要求5所述的方法，其还包括：

用洗涤液洗涤含铀的固态分离材料，收集洗涤后的洗涤液，当洗涤液中铀含量低于0.01g/l时，停止加入洗涤液；

用反萃液反萃取含铀固态分离材料中的铀，收集反萃后的反萃液，当反萃液中铀含量低于0.01g/l时，停止加入反萃液。

8.根据权利要求4或6所述的方法，其中，

所述洗涤液为硝酸、硫酸、盐酸或以上酸任意比例混合的混合溶液；

洗涤液的酸度，以氢离子的摩尔浓度表示，为约0.2～4mol/L；

所述反萃液为酸溶液如盐酸溶液、硝酸溶液或以上酸任意比例混合的混合酸溶液；碱溶液如氨水、氢氧化钠或碳酸钠；草酸盐溶液如草酸钾或草酸钠；

优选地，所述酸溶液的H⁺浓度为2～10mol/L；优选为3～8mol/L；所述碱溶液以氢氧根浓度表示为0.001～6mol/L；优选为0.1～2mol/L；所述草酸盐溶液中草酸根浓度从0.01mol/L～饱和溶液。