P507-HCl体系中稀土元素的分离系数

皂化P507体系有机相负载硅对稀土La萃取的影响吴文远;张丰云;尹少华;边雪【摘要】在皂化P507萃取稀土过程中,乳化是溶剂萃取中常见的现象,会导致稀土萃取率低和成本升高等.因此,研究了皂化P507体系对Si的萃取,并用负载Si的有机相萃取La,分析Si在两相中的乳化和负载Si的有机相对萃取稀土的影响.结果表明:仅有少量的Si可以进入有机相,Si在两相中的乳化直接影响稀土的萃取效果,当有机相连续与含Si溶液混合四次后,La的萃取量减少了7g/L.负载有机相红外光谱研究表明:Si没有参与皂化P507的萃合反应；水峰和羟基变化说明乳化与萃取过程密切相关.【期刊名称】《东北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(034)005【总页数】4页(P679-682)【关键词】硅;皂化P507;稀土;乳化;萃取【作者】吴文远;张丰云;尹少华;边雪【作者单位】东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819;东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819;东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819;东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】O614.3稀土金属从18 世纪末开始被陆续发现，它的特殊性质使其具有极为重要的用途，广泛应用于冶金、玻璃、陶瓷、石油化工、核工业、农业、医药和现代功能材料等方面［1］.皂化P507 萃取体系的分离系数和萃取容量较大，在中、重稀土的分离中显示出了很大的优势，是目前分离稀土元素的主要体系.经过长期的工业生产实践发现，P507 体系不仅反萃较困难，乳化更是困扰生产工作的重大问题，其使有机相大量流失，同时影响稀土萃取分离过程的正常进行，造成了巨大的经济损失. 萃取体系中存在着复杂多样的乳化剂，乳化的作用方式、界面乳化液的形成及其稳定机制也很复杂［2］.界面乳化物的形成被认为是有机成分通过吸附等作用，使微粒絮凝并聚集形成乳化.引起界面乳化的因素很复杂［3］，其中水相引起的乳化，是由于料液中含有易乳化的杂质、料液不清或者含有不溶性粉末物造成.有些料液虽然看上去很清亮，不含固体颗粒，但由于Si，Al，Fe 等杂质的存在会引起乳化，Si 是萃取过程引起乳化的重要元素之一.Allen［4］对Si 引起的乳化作了研究，认为当水相连续时会引起乳化.宁朋歌等［5］研究发现，料液中的SiO2胶体等不溶性物质，在乳化液滴表面形成了致密的固体膜，稳定了乳化液，可溶性无机盐在乳化液界面结晶出来，形成了比较稳定的界面乳化物.因此，本文通过研究Si 在萃取过程中所产生的乳化及其特点来分析有机相负载Si 对萃取稀土La 的影响.1 实验研究1.1 实验器材及设备SHA-C 恒温振荡器，pH -3E 型雷磁酸度计，Spectrum GX 傅立叶变换红外光谱仪，AQ -630 -01 原子吸收分光光度计.1.2 原料及试剂P507 萃取剂(山东淄博)与磺化煤油按体积比1∶1 混合稀释至浓度为1.5 mol/L.碳酸镧由包头稀土厂提供，用盐酸溶解至质量浓度为40 g/L(≥99.99%).其他试剂均为分析纯，由国药集团药业股份沈阳分公司提供.1.3 实验方法用适量3 mol/L 的NaOH 与P507 -磺化煤油混合均匀，将P507 皂化成需要的皂化值，在此实验中采用的有机相皂化值为0.4.混合数分钟后静置形成透明有机相，将水相放掉，此时的有机相萃取剂为P507 钠盐，即皂化P507.在室温下，按相比1∶1 准确量取10 mL 有机相和10 mL Si 料液，放入分液漏斗中，一定温度下振荡混合30 min，静置分层，放出萃余液，负载Si 有机相再萃取La 料液.萃余液中Si 和La 浓度分别采用ICP -OES 仪器分析和EDTA 容量法，有机相中Si 和La 浓度采用差减法.每组实验平行做至少3 次，所得结果取平均值. 利用红外光谱对有机相进行萃取机理分析，测试采用Perkin -Elmer 公司的Spectrum GX 傅里叶变换红外光谱仪，样品涂在KBr 压片上.2 实验结果与讨论2.1 Si 在水溶液中的行为研究Si 在水溶液中的存在形态是硅酸聚合程度的表征，硅酸聚合过程表述为硅酸首先聚合成单独颗粒，然后进一步聚集成链状与网状结构.袁更生等［6］认为硅酸放置时间过长会形成凝胶，其动态平衡为本实验也充分验证了硅酸钠存在着如上的转化形式，随着料液硅浓度的升高及放置时间的增长，溶液凝胶越来越严重.在硅酸溶液pH 值不同时，这种聚合反应会随着时间的延长生成三硅酸、四硅酸及高分子聚硅酸、二氧化硅胶体和二氧化硅溶胶等.二氧化硅溶胶是二氧化硅胶体粒子在溶剂中均匀扩散形成的胶体［7］.根据溶液pH 值的范围硅溶胶可分为酸性和碱性两种［8-9］，本实验中硅溶胶为酸性，而且胶体硅能被包裹到有机相的油滴中，胶体硅中—OH 基的氧能形成许多氢键，进而加重两相的乳化.2.2 Si 在皂化P507 体系中的乳化现象Si 在稀土萃取过程中会产生相应的乳化现象，与Al 类似，在水相中的乳化会随着溶液浓度的升高而逐渐减弱，在有机相中的乳化随着Si 含量的增加而逐渐加重，具体乳化现象如图1 所示.由图1 可知当料液中Si 的质量浓度小于0.2 g/L(图1a)时，水相易出现乳化，有机相较澄清；质量浓度在0.2～1 g/L(如图1b)范围内时，两相都会发生乳化；质量浓度大于1 g/L(如图1c)时，有机相出现乳化，水相相对澄清.实验过程中发现Si 料液及萃余液在放置一定时间后极易生成溶胶，造成了有机相及水相在一定程度上的乳化.伴随着萃取的连续进行，Si 会在有机相中不断累积导致有机相乳化程度加深，严重时会出现三相，阻碍了萃取的正常进行，使有机相大量流失.图1 不同浓度硅溶液混合后的乳化图片Fig.1 The emulsion pictures after mixing different Si concentrations(a)—0.20 g/L；(b)—0.86 g/L；(c)—1.82g/L.2.3 皂化P507 负载Si 时稀土的负载量研究2.3.1 皂化P507 对Si 负载量的研究皂化P507 萃取体系，温度为30，40，50 ℃，水相料液pH=3，4，5，不同质量浓度的硅酸钠溶液，有机相为皂化P507.水相与有机相各取10 mL，相比1∶1，混合萃取30 min，待两相静置分层，放出萃取液，测定两相中Si 的质量浓度.表1 Si 的负载量Table 1 The loaded capacity of Si由表1 可以看出综合料液酸度、混合温度和料液Si 质量浓度对有机相负载Si 量的影响规律:Si 的负载量虽然随着料液浓度的升高而增加，但负载量与料液中Si 的总量相比很少，最多也仅有0.34 g/L 进入有机相.由皂化有机相对Si 的负载量分析可知:皂化P507 基本不萃取Si.2.3.2 负载Si 有机相对萃取稀土的影响皂化P507 萃取体系，温度为40 ℃，水相料液pH=4 的氯化镧(氯化镧的质量浓度为40 g/L)、有机相为负载不同质量浓度Si 的皂化P507，水相与有机相各取10 mL，相比1∶1，混合萃取10 min，测定两相中La 的质量浓度.表2 为有机相负载硅后对稀土La 的萃取量.表2 有机相负载Si 时La 的萃取量Table 2 The extraction capacity of La for organic phase loaded Si当料液中Si 质量浓度小于0.8 g/L 时，进入到有机相中的量不到0.1 g/L，所以选取质量浓度较高的Si 料液进行预萃取，使有机相尽可能负载较多的Si，来研究负载Si 对La 萃取量的影响.如表2 所示，有机相负载少量Si 时稀土的萃取量相应减少，当有机相连续重复与含Si 水相混合时，稀土的萃取量可减少7 g 之多，此现象初步断定为负载Si 后有机相发生了乳化，乳化不仅污染了有机相，也使其萃取稀土的能力减弱.2.4 皂化P507 萃取Si 及La 的红外光谱为进一步研究负载Si 对皂化P507 萃取稀土的影响，分别对负载少量Si、负载Si，La 的有机相与皂化P507 进行红外光谱分析，扫描的波长范围为700～3 800cm-1.所得有机相FT -IR 图2 及主要特征峰的变化的结果如表3 所示.综合分析图2 和表3 可以发现:P507 中2 317 cm-1左右的P—O—H 的伸缩振动在皂化后完全消失，说明皂化后二聚体打开，生成了阴离子，萃取Si 和稀土后该峰重现，这是由于该键有较强的氢键作用，皂化萃取剂与酸性的硅溶液混合后由于有机相酸度的变化使二聚体重新生成，导致此伸缩振动向高频移动.皂化P507 负载Si 后，线1 与线4 作比较，P—OH 的伸缩振动以及P==O 基团均没有发生大的位移变化，说明皂化P507 不萃取Si；综合水峰的弯曲和伸缩振动的变化，说明了Si 的加入使—OH 参与了Si 的聚合反应，Si 的负载使水峰变化明显，这与乳化现象吻合，也说明了乳化与游离水有着密切的联系.图2 P507 有机相FT-IR 图Fig.2 The FT-IR picture of organic phase表3 有机相各基团吸收频率的变化Table 3 The wavenumbers of main features peak of the organic cm -1将线2，3 与4 作比较，负载Si 的有机相在萃完La 后，皂化P507 的P—O—H 基团在974.99 cm-1处的吸收峰向高波数移动，说明La 离子与P—O—Na 基团上的Na 交换形成P—O—Na 基团，使该峰的振动频率增强，在萃取完La 后，该键通过阳离子作用形成P—O—La；负载Si，萃完稀土之后有机相的P==O 基团的吸收频率皆移向低波数，约34 cm-1，说明萃取剂与稀土离子配位后，萃合物中形成P==O—RE 配位键，降低了P==O 双键的电子云密度，削弱了P==O 键的强度，使其振动频率下降［10］.P—OH，P==O 两基团的变化与负载硅的多少无关，即混合1 次Si 与混合4 次Si 的有机相再次萃取稀土后红外光谱的变化不大.红外光谱证明Si 的负载没有改变皂化P507的结构，即Si 没有参加有机相与La 的萃合反应，光谱研究验证了2.3.2 节所得的结论，Si 对有机相造成的乳化降低了萃取剂对稀土的萃取能力.3 结论1)硅酸由于自聚合作用，Si 质量浓度为0.2 g/L足以引起有机相乳化；皂化P507 萃取Si和稀土的过程中，Si 主要以高聚硅酸形态存在于溶液中，此种形态的硅酸呈网状结构，具有较强的吸附性，容易包裹有机溶剂，导致萃取两相发生不同程度的溶胶和乳化.2)皂化P507 不萃取Si，Si 在两相的混合过程中仅有少量进入到有机相.综合分析负载Si P507 萃取La 后的萃取容量及红外光谱表征得到:Si 在有机相中的乳化会降低皂化P507 萃取稀土La 的能力.参考文献：【相关文献】［1］Kanazawa Y，Kamitani M.Rare earth minerals and resources in the world［J］.Journal of Alloys and Compounds，2006，52(53):1339 -1343.［2］Tambe D E，Sharma M M.Factors controlling the stability of colloid stabilized emulsions Ⅰ:an experimental investigation［J］.Colloid Interface 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P507盐酸体系对轻稀土元素中铈和镨的萃取分离研究摘要：轻稀土元素中的铈和镨是重要的工业原料，广泛应用于催化剂、电子材料、光学玻璃等领域。

P507盐酸体系是一种常用的有机磷酸酯萃取剂，具有良好的选择性和萃取性能。

在铈和镨的萃取分离研究中，P507盐酸体系被广泛应用。

P507盐酸体系具有较高的选择性。

铈和镨在P507盐酸体系中的分配系数差异较大，可以通过调节体系的pH值、温度和萃取剂浓度等条件，实现对铈和镨的选择性萃取。

这为铈和镨的分离提供了一种有效的途径。

基于此，为了研究轻稀土元素中铈和镨的崔武，本研究利用萃取法从盐酸体系中分离了铈和镨元素，以P507作为萃取剂，煤油作为稀释剂，正辛醇作为添加剂，对轻稀土进行萃取实验研究，并考察了P507的浓度和皂化率对轻稀土金属分离的影响。

关键词：轻稀土萃取；P507盐酸体系；分离一、引言我国的稀土资源十分丰富，不仅储存量大，占据世界首位，同时品种齐全；稀土元素是包含化学元素周期表中的镧系金属元素与镧系元素化学性质相似的钪、钇等17种元素的总称；按照酸性萃取剂对萃取分离的特质、难易程度、工艺的不同，可以由弱酸度萃取的镧、铈和镨称为轻稀土。

轻稀土元素的电子结构非常相近，化学性质也非常相近，又总以共生矿的形式混合存在，所以轻稀土元素的分类非常困难，应用到轻稀土的材料大部分都对轻稀土的纯度要求较高，所以，为了更好的分离轻稀土元素，提取纯度更高的轻稀土元素，同时也为了探索轻稀土的元素本质特征，发现其功能体系和性能，拓展应用领域，我们必须要解决稀土分离的问题，基于此，本文作出了相应的研究和分析。

二、P507盐酸体系对轻稀土元素中铈和镨的萃取研究现状近几年，学者们一直在研究轻稀土的不同萃取体系，这些体系有一个共同点，就是萃取的成本较高，但是萃取的效果提升幅度不大；经过研究和总结，我们发现，P204和P507是稀土湿法冶金工业中应用效果比较好的两种萃取剂，所以这两种萃取剂的应用也非常广泛。

P507—盐酸—煤油萃取体系中去除氯化镨钕溶液中铝的工艺研究包头白云鄂博矿是稀土、铁、铌、钍等多金属复杂共生矿，稀土矿物主要以氟碳铈矿和独居石为主（比例约为3∶1～4∶1），属于典型的混合型轻稀土矿。

在稀土共生矿中一种典型矿样的Al2O3含量为2.68%，足见含量之高。

在P507—煤油—盐酸萃取体系分离LaCe/PrNd稀土原料时，由于铝离子在该工艺条件下属于易萃元素，会在反萃段PrNd液出口积累富集，这就造成了镨钕溶液中铝离子偏高的问题。

目前稀土分离企业常用的稀土与铝的分离方法有化学沉淀法、离心法、萃取法等。

每种方法均在料液产出后除铝，生产步骤复杂且产出的镨钕料液需进行后续单独除铝，不仅浪费了大量除铝试剂，增加了生产成本和生产环节，在后续除铝工序中由于收率的管控，损失了一部分镨钕料液，同时产出的废水比较难治理。

该工艺为了克服当前除铝方法的不足，在LaCe/PrNd萃取反萃段采用分步反萃法，实现镨钕与铝的分离。

它大大降低了除铝的后处理量，不仅节省了大量除铝试剂，减少了人工和生产环节，提高了生产效率，而且降低了生产成本，是一种全新的除铝方法。

本工艺的理念已经经过生产小试及扩试，即将用于工厂的生产。

1 试验1.1 试验所用的主要原辅材料1.1.1 原料配制原料化学成分如表1所示。

1.1.2 主要化工辅料实验所需主要化工辅料如表2所示。

1.1.3 分析检测电感耦合等离子体质谱仪、稀土浓度的化学分析方法。

1.1.4 实验设备250 mL梨形分液漏斗、烧杯、温度计、WH8401-90型多功能搅拌器、KS康氏振荡器1.2 实验方法（1）P507与煤油混合，配成浓度为1.5±0.1 mol/l的有机相。

（2）将调配好的有机相用5.0 mol/l氢氧化钠进行皂化，皂化度0.50±0.02 mol/l，排出废水。

（3）配制镨钕料液为浓度 1.50～1.71 mol/l，Al2O3含量在0.015～0.04 mol/l。

P204 P507 H2SO4体系萃取稀土元素的研究李建宁,黄小卫*,朱兆武,龙志奇,彭新林,崔大立(北京有色金属研究总院稀土材料国家工程研究中心,有研稀土新材料股份有限公司,北京100088)摘要:对P204与P507混合萃取剂在硫酸介质中萃取分离Nd和Sm的行为进行了研究。

重点考察了在硫酸介质中,P204添加一定量P507对稀土萃取能力、反萃性能以及Nd Sm分离效果的影响。

测定了不同比例的混合有机相在不同平衡酸度下的Nd,Sm分配比以及协同系数,并得到了相应条件下的Sm Nd分离系数。

试验结果表明,P204与P507混合体系在硫酸介质中萃取分离Nd,Sm时存在不同程度的正协同效应。

关键词:P204;P507;硫酸介质;协同萃取;Sm;N d;稀土中图分类号:O614 3 文献标识码:A 文章编号:1000-4343(2007)01-0055-04我国是稀土资源大国,其中包头混合稀土矿是我国第一大稀土矿,占我国稀土总储量的90%以上,世界总储量的约30%,是世界上第一大轻稀土矿。

目前,90%的包头稀土精矿均采用第三代硫酸法处理工艺[1,2]。

由其得到的硫酸稀土溶液一般采用两种流程提取稀土。

一种流程是碳铵沉淀转型,再经过盐酸溶解得到氯化稀土溶液后采用皂化P507萃取分离。

在这一流程中,由于碳铵沉淀工序产生大量的氨氮废水(约40m3废水 吨精矿),处理和回收都很困难,由此产生的环境污染问题已经引起了有关部门的高度重视,并加强了整治力度。

包头一些污染严重的稀土冶炼分离企业已被相继关停,勒令进行环保治理;因此,该流程已不能满足环保的要求。

另一种流程是直接用非皂化的P204对硫酸稀土料液进行钕钐萃取分离。

此流程不产生氨氮废水,化工材料消耗低,工艺简单连续,稀土回收率高。

但是为防止P204在低酸下的乳化,需将硫酸稀土料液酸度调到0.2[H+]mol L-1,造成萃余液酸度高,消耗大量中和剂。

另外,含中重稀土P204的反萃困难,反萃液余酸高。

稀土萃取分离技术方法研究摘要:稀土被誉为“21世纪的战略元素”，是高精尖产业必不可少的关键物质。

我国稀土功能材料产量占世界总产量的70%以上。

稀土因其特有的物理化学性质，在新材料领域和新型介电功能材料领域均有极高的应用价值。

近年来，利用激光束扫描和熔化铺好的金属粉末后逐层凝固再堆积冷却成形来合成新材料的激光增材制造技术加工铝合金及其复合材料得到不断发展和应用。

钪(Sc)元素在增材制造技术中被广泛应用于铝合金改性，生成的AlSc相能够促进非均质形核。

稀土元素Sc应用于铝合金的激光送粉增材制造也引起了国内外学者的广泛关注。

关键词：稀土元素；萃取分离；提纯技术引言稀土一词起源于18世纪，前后经历了近两个世纪的时间，稀土元素才全部被发现。

这17种稀土元素分别是原子序数为21的钪(Sc)和39的钇(Y)以及原子序数为57～71的15种镧系元素(镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu))。

稀土元素常用ＲE或ＲEE来表示，它们常常共生于稀土矿中，又因为“镧系收缩”的作用，各种稀土元素的性质非常相似，所以很难分离提纯。

一、溶剂萃取法溶剂萃取法具有分离速度快、生产效率高、产品纯度好、收率指标优、试剂消耗少、操作过程简单且连续进行、易于实现自动控制等优点，在稀土元素的分离过程以及稀土与非稀土分离过程中广泛应用。

采用萃取分离技术通常不仅可以得到单一、高纯的稀土产品，而且可以实现稀土元素的全分离,目前溶剂萃取法已成为稀土分离提纯的主流工艺。

溶剂萃取法分离稀土元素的过程中，采用分馏萃取工艺的萃取生产线由若干级混合澄清器串联或并联组成。

据调研情况显示，当前绝大多数分离企业普遍存在镨钕系列产品中组分铈超标的问题，对于镨钕系列产品，国标要求其铈含量在小于0.05％，而实际产线运行过程中可高达0.3％左右，萃取过程需要补加还原剂才能确保质量合格。

稀土萃取剂p507操作规程全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：稀土是一类特殊的金属元素，拥有多种独特的化学性质和应用价值。

为了提高稀土的萃取效率和纯度，科研人员研发出了各种稀土萃取剂，其中p507就是其中的一种。

稀土萃取剂p507操作规程对于提高萃取效率、保证操作安全和稀土品质至关重要。

一、实验场地及设备准备1.1 实验室应具备通风良好的实验室环境，避免有毒气体积聚。

1.2 所有实验所需的设备应进行检查，确保正常运转，避免因设备故障导致操作受阻。

1.3 所有操作人员应佩戴必要的防护设备，如手套、护目镜、口罩等，以防止操作过程中发生意外伤害。

二、p507溶液的配制和稀土萃取操作2.1 准备一定体积的p507溶液，根据实验需求选择合适的溶剂和浓度，并确保p507完全溶解。

2.2 将含有稀土的溶液与p507混合，搅拌均匀并静置一段时间，使稀土与p507完成反应。

2.3 根据实验需求选择适当的分离方法，如萃取分离、离子交换等，将p507中的稀土与杂质分离。

2.4 对得到的稀土产物进行洗涤和纯化处理，提高稀土的纯度和纯度。

三、废液处理及安全注意事项3.1 废液应按照危险废物处理规定进行处理，不能直接排放到环境中。

3.2 在操作过程中应小心操作，避免因操作不慎引起危险事件。

3.3 在操作结束后，及时清洁实验室设备和工作台，保持实验室整洁。

四、总结通过本文介绍，我们了解了稀土萃取剂p507的操作规程，包括实验场地及设备准备、p507溶液的配制和稀土萃取操作、废液处理及安全注意事项等内容。

只有严格遵守操作规程，才能保证稀土萃取的效率和稀土产品的品质。

希望本文对您有所帮助，谢谢阅读。

第二篇示例：稀土元素是一类非常珍贵且重要的金属，在现代工业和科技领域中扮演着重要的角色。

稀土元素的提取和精炼技术，在很大程度上决定了稀土元素的利用价值。

而稀土萃取剂P507则是稀土提取过程中常用的一种剂型，具有较强的提取能力和选择性。

P507萃淋树脂测定矿土中稀土总量的研究作者：谭小珍来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第12期摘要：本论研究了动态法减压微色谱柱技术分离微量混合稀土，并对动态法的上柱酸度、洗脱液的选择及有关金属离子的影响及消除进行分析。

实验结果表明该方法分离效果较好，测定值与标准矿样标准值接近。

关键词：P507萃淋树脂;稀土;偶氮胂Ⅲ萃取树脂作为一种化学分离手段，国外早在七十年代就有研究和报导，随后P507萃取树脂的出现，给稀土元素的分离富集和测试分析工作带来了佳音。

P507萃淋树脂分离稀土是近些年来研究成功的一种萃取色谱分离技术，它与P507溶剂萃取相比在萃取率、分离效果以及操作简便性方面都有着更好的优势，此外P507萃淋树脂分离富集稀土还具有萃取容量大、有利于环境保护等优点。

为了扩大对该技术的研究与应用，本论研究了动态法减压微色谱柱技术分离微量混合稀土，并对动态法的上柱酸度、洗脱液的选择及有关金属离子的影响及消除进行分析。

实验结果表明该方法分离效果较好，测定值与标准矿样标准值接近。

1 实验部分1.1 主要仪器及试剂P507萃淋树脂，粒度120-140目;偶氮胂Ⅲ溶液，0.05 %;AFS-9800型分光光度计（北京海光仪器）;PP15-P11型酸度计;微色谱柱，玻璃管内径3 mm，长度90 mm;减压装置。

稀土标准溶液。

称量光谱纯氧化铈0.1280 g，加入2mL硫酸和几滴过氧化氢，加热等到白烟挥发尽后，加入6mol/L的盐酸进行溶解，转入100mL容量瓶后加蒸馏水至刻度并摇匀。

铈的浓度为1mg/mL。

分别称取光谱纯氧化镧0.1173g，氧化钇0.1270g，氧化镱0.1392g。

用盐酸溶解再转入100mL容量瓶中加蒸馏水至刻度并摇匀。

溶液的浓度为1mg/mL。

混合稀土标准溶液。

取上述稀土标准溶液按镧：铈：钇：镱= 4：6：9：1的质量比混合均匀，制备10μg/mL 混合稀土溶液。

一氯乙酸缓冲溶液。

P507-N235体系稀土萃取分离性能研究杨幼明;邓声华;蓝桥发;聂华平;叶信宇【摘要】This paper studies the changing rule of rare earth separation coefficient of unsaponifiable extraction in P507-N235 system. The results show that the separation coefficient of La/Ce improves by adding N235 to P507 and it increases with the adding amount of N235. The La/Ce coefficient increases with the adding comparable O/A. The appropriate mixing and extracting time should be controlled in 8 min. Comparison experiment results show that the separation coefficient of rare earth inP507-N235 system is generally higher than that of the P507 system.%研究了P507-N235无皂化萃取体系稀土分离系数的变化规律.实验结果表明,P507中加入N235可提高La/Ce分离系数,且分离系数随N235加入量的增加而提高；相比O/A越大,La/Ce分离系数越高；萃取混合时间应控制在8 min较为合适；对比实验发现,P507-N235体系稀土元素间分离系数普遍高于现有的P507体系.【期刊名称】《有色金属科学与工程》【年(卷),期】2013(004)003【总页数】4页(P83-86)【关键词】稀土;P507;N235;分离系数;无皂化【作者】杨幼明;邓声华;蓝桥发;聂华平;叶信宇【作者单位】江西理工大学稀土学院,江西赣州341000;离子型稀土资源开发及应用省部共建教育部重点实验室,江西赣州341000;江西理工大学稀土学院,江西赣州341000;江西理工大学稀土学院,江西赣州341000;江西理工大学稀土学院,江西赣州341000;离子型稀土资源开发及应用省部共建教育部重点实验室,江西赣州341000;江西理工大学稀土学院,江西赣州341000;离子型稀土资源开发及应用省部共建教育部重点实验室,江西赣州341000【正文语种】中文【中图分类】TF845铵皂化是稀土萃取分离过程中常用的酸碱中和方法，造成稀土分离企业排放大量的氨氮废水，氨氮排放造成的环境问题已经严重制约着稀土行业的可持续发展[1-4]，我国对稀土行业氨氮排放的管理也越来越严格[5].为从根本上解决稀土冶炼分离企业的氨氮排放问题，国内已发明了有机相溶料、钙皂化以及结合模糊-联动萃取分离技术[6]的无皂化萃取分离技术[7-15]，这些技术为实现稀土分离无氨化作出了贡献，但仍存在其它无机盐废水污染问题.利用P507萃取稀土释放H+、N235萃取HCl的特征，设计了P507-N235无皂化双溶剂萃取体系，采用N235萃取P507萃取稀土过程交换下来的氢离子，维持体系酸度平衡，达到无需皂化的目的.前期试验发现，P507-N235体系对稀土的萃取效果良好[16-17].本文在前期的研究基础上，拟对P507-N235体系中各因素对La/Ce分离系数的影响规律进行研究，并且在相同条件下测定并对比P507-N235体系与现有的P507体系的稀土分离系数.1 实验1.1 实验试剂及仪器实验所用试剂：浓氨水（AR）、浓盐酸（分析级）、六次甲基四胺（AR）、二甲酚橙（AR）、EDTA（AR）、P507、N235、磺化煤油、氧化镧（99.9%）、氧化铈（99.9%）及稀土萃取分离槽中平衡水相料液.实验主要仪器：分液漏斗.1.2 实验方法取一定体积的有机相和水相溶液于分液漏斗中，置于振荡器上下振荡一定时间，振荡完成后置于架台.待静置分层后，取一定体积的萃余水相分析稀土浓度，并分析稀土配分，计算分配比及稀土间的分离系数.对于含多类稀土元素的料液，分离系数由等效法计算[18－19].1.3 分析方法按 GB/T 14635.3-93、GB/T 14635-2008 检测料液中稀土浓度，采用ICP等离子体发射光谱法检测分析稀土配分.2 实验结果与讨论2.1 N235浓度对La/Ce分离系数的影响实验选取N235体积浓度为10%~30%，P507体积浓度为30%的复合萃取剂为有机相（稀释剂为磺化煤油），以LaCl3、CeCl3总浓度为0.18 mol/L的混合稀土料液为水相，进行萃取实验.控制La、Ce摩尔比约为1∶1，并调节 pH值为 3.相比 O/A（体积比，下同）为1∶1，振荡时间10 min.分别测定料液及萃余液稀土浓度及配分，并计算La/Ce分离系数，考察P507-N235体系下N235浓度对La/Ce分离系数的影响，结果如图1所示.图1 N235浓度对La/Ce分离系数的影响实验结果表明，La3+、Ce3+共存溶液中，复合萃取剂优先萃取Ce3+；La/Ce分离系数随N235浓度的增加逐渐增大，当N235体积浓度达到30%时，分离系数达到16；当N235加入量少，复合萃取剂萃酸能力差，由于P507萃取稀土离子的量受平衡酸度的影响，萃取交换释放的H+阻碍萃取反应进行，因而La3+、Ce3+萃取率小，同时，La3+、Ce3+萃取平衡酸度低，La/Ce分离系数低，如N235体积分数为10%时的分离系数只有5.实验过程中发现，当N235浓度高时，有机相黏度大，分相困难，选取N235体积浓度为25%较好.2.2 相比对La/Ce分离系数的影响实验以N235浓度为25%、P507浓度为30%的复合萃取剂为有机相（稀释剂为磺化煤油），以LaCl3、CeCl3总浓度为0.18 mol/L的混合稀土料液为水相，进行萃取实验.控制La、Ce摩尔比约为1∶1，并调节 pH 值为 3.相比 O/A 分别为0.5∶1、1∶1、1.5∶1、2∶1、2.5∶1，振荡时间为 10 min.分别测定料液及萃余液稀土浓度及配分，并计算La/Ce分离系数，考察P507-N235体系中相比对La/Ce分离系数的影响，结果如图2所示.图2 相比对La/Ce分离系数的影响实验结果表明，La/Ce分离系数随相比的提高而增大，呈线性关系；相比较低时，La/Ce的分离系数小，如相比0.5∶1时，分离系数约为9，而相比2.5∶1时，分离系数超过20；当料液稀土浓度低时，相比对分相影响较大，超过1.5∶1萃取不饱和，易出现难分相情况，选取相比O/A=1∶1.2.3 混合时间对La/Ce分离系数的影响实验以N235浓度为25%，P507浓度为30%的复合萃取剂作为有机相（稀释剂为磺化煤油），以LaCl3、CeCl3总浓度为0.18 mol/L的混合稀土料液作为水相，进行萃取实验.控制 La3+、Ce3+摩尔比约为1∶1，pH值为3.萃取过程按O/A＝1∶1混合，振荡时间分别为 4 min、6 min、8 min、10 min、12 min.分别测定料液及萃余液稀土浓度及配分，并计算La/Ce分离系数，混合时间对La/Ce分离系数的影响结果如图3所示.图3 混合时间对La/Ce分离系数的影响实验结果表明，La/Ce分离系数随时间的增加而增大，说明反应时间长有利于促进萃取过程离子平衡，但实验发现，当振荡时间大于10 min时，分相慢，效果差，样品分析化验干扰大，混合时间为8 min较为理想，此时分离系数可达12.2.4 优化条件下各体系La/Ce分离系数对比在上述优化条件下，通过实验对比P507体系、P507-N235体系、P507-TBP体系及P507-仲辛醇体系下的La/Ce分离系数.其中现有P507体系P507∶煤油=1∶1（体积比），用浓氨水皂化，控制皂化率 36%；复合萃取体系P507浓度均为30%，P507-N235体系中N235浓度为25%，P507-TBP体系中TBP浓度、P507-仲辛醇体系中仲辛醇浓度均为30%.稀释剂为磺化煤油.La3+、Ce3+混合料液稀土浓度0.2 mol/L.萃取按O/A＝1∶1进行混合，振荡8 min.结果如表1所示. 表1 各类萃取体系La/Ce分离系数对比?实验结果表明，向P507中掺入TBP、仲辛醇等，同样可显著提高La/Ce分离系数，但实验发现，La3+、Ce3+在这两类体系下的分配比很小，表明该两类体系对La3+、Ce3+的萃取量很小，TBP和仲辛醇在该体系下的萃酸效果差，P507与TBP或仲辛醇几乎没有协萃效果；P507-N235体系下，La/Ce的分离系数优于现有P507体系的分离系数.2.5 P507-N235体系稀土分离系数实验以生产实践中不同萃取槽内的水相稀土溶液为原料（其中4*、5*样为人工配制的原料），测定并对比P507皂化、P507-N235两类萃取体系下各稀土元素间的分离系数.其中P507皂化体系P507∶煤油=1∶1（体积比），用氨水皂化，控制皂化率36%.P507-N235体系N235体积浓度为25%，P507体积浓度为30%，稀释剂为磺化煤油.按O/A＝1∶1混合，振荡 8 min.分别测定料液及萃余液稀土浓度及配分，并计算分离系数，结果如表2所示.表2 槽样测分离系数实验结果/%?续表2 槽样测分离系数实验结果/%注：“/”指不含有该组分.?表2中的分离系数是指相对于原料液配分，配分含量高于原料液和低于原料液的相邻两元素间的分离系数.结果显示，相同的原料液在实验条件下测定的稀土元素间分离系数，P507-N235体系普遍优于P507体系；不同的原料液成分，尤其是溶液中稀土元素多、配分相差较大的原料液，其相邻稀土元素间的萃取分离系数存在差别，如3#、4*#样计算的分离系数，这可能与实验条件下的萃取量有关，正如本文2.1和2.2章节中N235用量、相比会影响萃取分离系数值.3 结论（1）P507-N235体系La/Ce的分离系数随N235浓度的增加逐渐增大，但当N235的体积浓度达到25%以上时，影响油水分相.（2）P507-N235体系La/Ce分离系数随相比的提高而增大，当水相稀土浓度低时，相比大，油水分相难.（3）La/Ce分离系数随混合时间增加而增大，但混合时间长，油水分相难，8min较为合适.（4）P507-N235体系稀土元素间的分离系数优于P507体系.（5）TBP、仲辛醇萃取 HCl的能力比 N235差，其与P507构成的萃取体系较N235-P507体系对稀土的萃取容量小、萃取分离性能差.参考文献：[1]杨新华，张选旭，刘南昌.稀土分离过程废水综合利用[C]//2008(太原)首届中西部十二省市自治区有色金属工业发展论坛论，太原：山西有色金属学会，2008:317-320.[2]韩建设，刘建华，叶祥，等.南方稀土水冶含氨废水综合回收工艺探讨[J].稀土，2008，29(6):69-75.[3]刘文民.稀土冶炼分离中氨氮废水处理调研报告[R].呼和浩特：内蒙古大学，2009[4]方中心.浅议稀土生产废水的治理[C]//2008(太原)首届中西部十二省市自治区有色金属工业发展论坛论，太原：山西有色金属学会，2008:249-250.[5]GB 26451-2011.稀土工业污染物排放标准2011[S].[6]邓佐国,徐廷华,胡健康,等.关于模糊联动萃取技术的几点思考[J].有色金属科学与工程,2012,3(1):10-12.[7]黄小卫,李建宁,彭新林,等.一种非皂化有机萃取剂萃取分离稀土元素的工艺：中国,CN1730680A[P],2006-02-08.[8]黄小卫，李建宁，彭新林，等.一种非皂化磷类混合萃取剂萃取分离稀土元素的工艺：中国,CN1804063A[P]，2006-07-19.[9]黄小卫，李红卫，龙志奇，等.一种非皂化有机相萃取稀土全分离工艺:中国,CN1824814A[P],2006-08-30.[10]黄小卫，李红卫，龙志奇，等.一种高浓度稀土溶液非皂化萃取全分离工艺:中国,CN1880489A[P],2006-12-30.[11]龙志奇，黄小卫，彭新林，等.一种非皂化体系萃取分离稀土元素的工艺:中国,CN101050488A[P],2007-10-10.[12]杨文浩，张尚虎，廖春生，等.非皂化转型预纯化和联动萃取结合分离出单一稀土的方法:中国,CN102443699A[P],2012-05-09.[13]杨文浩，张尚虎，廖春生，等.无皂化萃取分离硫酸稀土的方法:中国,CN102417983A[P]，2012-04-18.[14]吴声，廖春生，贾江涛，等.离子型稀土矿非皂化预分组萃取分离方法:中国,CN1986849A[P],2007－06－27.[15]黄建荣.一种无皂化萃取分离稀土的方法:中国,CN101709392A[P]，2010－05－19.[16]杨幼明,聂华平,叶信宇,等.一种无皂化稀土萃取分离工艺:中国,CN102766766A[P],2012-11-07.[17]邓声华.P507-N235体系稀土无皂化萃取分离关键技术研究[D]赣州：江西理工大学，2012.[18]胡启阳.等效分离系数及多组分稀土串级萃取分离工艺设计[J].稀有金属与硬质合金，1997,131:1-4.[19] 黄桂文,曾晓荣,梁兵,等.La、Ce、Pr、Nd 四组分串级萃取 Ce/Pr分离系数的研究及其在工艺设计中的应用[J].稀土，2001,22（2）:22-25.。

P507非平衡萃取富集低浓度稀土与杂质铝分离基础研究P507非平衡萃取富集低浓度稀土与杂质铝分离基础研究摘要：稀土元素是具有重要的经济价值和应用前景的战略金属资源。

然而，在稀土的提取和分离过程中，常常会遇到难以处理的含铝样品，这使得稀土的分离变得具有挑战性。

本文通过研究P507非平衡萃取技术，探索了一种有效的低浓度稀土与杂质铝分离方法。

首先对P507进行了表征和研究，然后对萃取条件进行了优化和研究。

结果表明，在最佳的操作条件下，P507非平衡萃取法可以实现低浓度稀土和杂质铝的有效分离。

本研究结果为稀土资源的高效利用和开发提供了另一种新思路，具有重要的理论和实际意义。

关键词：稀土，P507非平衡萃取，杂质铝分离，低浓度，基础研究1. 引言稀土元素是一类重要的金属资源，具有广泛的应用前景。

稀土的提取和分离过程通常使用化学萃取技术，其中以碳酸铵作为稀土的选择性提取剂，然而对于含有铝等杂质元素的样品，通常需要进行预处理才能达到预期的分离效果。

而在存在金属离子和硫酸盐的情况下，铝的耐萃取性很强，其与稀土元素的分离、富集成为了提纯稀土的瓶颈问题。

非平衡萃取是近年来发展起来的新型分离技术之一，相较于传统的平衡萃取，非平衡萃取具有很多优势，包括更高的能量效率、更短的操作时间、更低的成本以及更易于尺度化等等。

本研究通过P507非平衡萃取技术的探索，可实现对稀土和杂质铝的高效分离。

2. 实验方法2.1 萃取剂P507的表征研究了P507的物理化学性质，通过FTIR和SEM等方法对其进行表征和研究，以确定其适用的反应条件。

2.2 富集和分离杂质铝在实验中，我们选择了氯化铝和硫酸亚铁作为杂质铝，将其加入含稀土的样品中，通过P507浸提富集稀土。

2.3 稀土分离在萃取过程中，我们选择了不同的萃取条件，如萃取时间、P507浓度、酸度和反应温度等等，以确定最佳的分离条件。

3. 结果和分析3.1 P507的表征分析结果显示，P507的表面积和孔径大小适中，具有很好的选择性和提取能力。