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非皂化P507体系萃取分离镧和锕元素谈存敏;曹石巍;黄清钢;陈德胜;秦芝【期刊名称】《核化学与放射化学》【年(卷),期】2024(46)3【摘要】由于稀土生产过程中锕元素未被有效分离去除,导致我国部分稀土产品的放射性超出豁免值(α和β总放射性小于1 Bq/g)。
本工作以非皂化的2-乙基己基磷酸单-2-乙基己基酯(P507)为萃取剂,二乙基三胺五乙酸(DTPA)或N-(2-羟乙基)乙二胺-N,N',N'-三乙酸(HEDTA)为水相掩蔽剂,乳酸为酸度缓冲剂,分别在盐酸和硝酸体系中研究了对镧和锕两种元素的萃取分离。
结果显示,弱酸试剂可有效缓冲稀土料液的酸度,使萃取反应向有利于生成有机配合物的方向进行。
在pH为3.0、初始La^(3+)浓度为0.2 mol/L的盐酸溶液中,该体系对La^(3+)的萃取效果较单一的皂化P507有显著提高,D(La)可达5.0。
在pH为2.0~2.5的硝酸体系中,恒定DTPA/HEDTA和乳酸的浓度分别为0.02 mol/L和1.0 mol/L,此时Ac^(3+)被有效掩蔽,D(Ac)的最大值仅有0.46,SF(La/Ac)值较盐酸体系的3~4可提高至5~7。
此外,该非皂化P507体系也可以优先去除稀土低酸废水中的放射性Ac^(3+),其SF(Ac/La)值随乳酸浓度的增加可提高至14,这一现象能够用于实现有效控制稀土工业废水中放射性物质的目标。
【总页数】11页(P221-230)【作者】谈存敏;曹石巍;黄清钢;陈德胜;秦芝【作者单位】中国科学院近代物理研究所;先进能源科学与技术广东省实验室;甘肃省同位素实验室【正文语种】中文【中图分类】O614.35;O614.33【相关文献】1.锕系、镧系元素分离中新萃取剂的研究(Ⅲ) --新萃取剂HMBMPPT的合成及其对铀(Ⅵ)的萃取研究2.皂化P507微乳体系萃取钴和镍3.皂化P507体系有机相负载硅对稀土La萃取的影响4.不同镁盐在硫酸萃取体系下皂化P507的对比5.功能离子液体在镧锕系离子萃取分离中的研究进展因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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。
铜湿法冶金中的萃取剂刘清明a ,余润兰b ,方 正a ,陈爱良c(中南大学a 1化学化工学院b 1资源加工与生物工程学院c 1冶金科学与工程学院,长沙410083)摘 要:介绍国内外铜湿法冶金中萃取剂的研究进展,描述五种羟肟萃取剂的结构、性能及使用情况,比较LIX 系列、Acorga系列、前苏联和我国合成的萃取剂的萃取性能,探讨羟肟萃取剂分离Cu/Fe 的作用机理,阐述选择萃取剂的原则。
关键词:冶金技术;萃取剂;综述;铜;湿法冶金中图分类号:TF811;TF80412 文献标识码:A 文章编号:1001-0211(2009)02-0088-05收稿日期:2007-04-10基金项目:国家973项目资助(2004CB619200)作者简介:刘清明(1981-),男,湖北荆州市人,硕士生,主要从事冶金物理化学等方面的研究。
联系人:余润兰(1965-),男,湖南冷水江市人,教授,博士,主要从事生物冶金等方面的研究。
随着我国国民经济的快速发展,各行各业对铜的需求量与日俱增,而国内的铜资源现状是贫矿多富矿少,因此采用流程短、投资少、成本低、环境友好、产品质量高的湿法工艺将成为21世纪的必然趋势[1-3]。
在浸出-萃取-电积(L -SX -EW)铜的湿法冶金工艺流程中,萃取是实现浸出液分离的关键步骤,而萃取剂的性能又直接影响萃取的效率,因此萃取剂的研究工作倍受关注。
自上世纪60年代以来,国内一些单位先后进行过铜萃取剂的研究工作,已经取得了一定的成果。
国外铜萃取剂已形成不同类型、比较完整的系列产品。
目前,国内所使用的萃取剂大多靠进口,萃取剂的国产化势在必行。
主要综述了国内外主要羟肟萃取剂的结构、性能及使用情况,比较了工业上已大规模应用萃取剂的萃取性能。
1 羟肟萃取剂羟肟萃取剂具有-C(OH )-C -C =NOH 结构,给体官能团是羟基和肟基,成键方向在一个平面上。
按其主要成分的化学结构,羟肟萃取剂可分为羟醛肟和羟酮肟两类。
修改稿日期:2005203224;作者简介:李新利(1978-),女,硕研,助教,电邮nanjingli @1631com 。
萃取精馏分离醋酸/水溶液溶剂研究进展及机理分析3李新利,唐聪明(西华师范大学化学化工学院,南充 637002)摘要:介绍了萃取精馏法分离醋酸水溶液萃取剂的研究进展,在此基础上初步分析了萃取剂与原溶剂组分间的相互作用,醋酸提供质子给萃取剂,与萃取剂分子之间产生松弛的化学作用,从而改变了醋酸在液相中的活度系数,即改变了水对醋酸的相对挥发度。
针对几种分离效果较优的萃取剂,探讨了该萃取剂与醋酸发生质子化的可能位置。
本文分析结果表明,对于醋酸水溶液的分离,酰胺和砜类是可能合适的萃取精馏溶剂。
关键词:醋酸;水;萃取精馏;质子化中图分类号:TQ 42 文献标识码:A 文章编号:100129219(2005)062632040 前言萃取精馏是一种特殊精馏方法。
它是向共沸物或不易分离的混合物中加入一种萃取溶剂,使难分离组分间的相对挥发度增大,从而达到设计的分离要求。
醋酸水溶液是高度非理想物系,传统的普通精馏法不仅塔板数多,能耗大,而且难以分离彻底。
以萃取精馏法分离醋酸水溶液的研究已有不少的文献报道[1212],但是前人的工作主要集中于萃取剂的选择和萃取精馏塔条件实验等方面。
本文在对萃取剂进行综述的基础上,分析讨论了萃取剂与醋酸分子间质子化作用位置与形成的络合物结构。
1 萃取精馏法分离醋酸水溶液萃取剂的研究进展111 单一萃取剂的研究进展人们很早就知道叔胺类物质对酸与非酸溶液具有很好的分离效果。
因此,Von G arwin [2]提出用二甲基苯胺来分离醋酸水溶液。
但是二甲基苯胺与水形成最低共沸物。
Wolgang Muller [3]提出以1,22吗啉乙烷(熔点72℃,沸点20418℃[01013MPa ])为萃取剂,对醋酸含量50%(质量分数,下同)的酸水溶液进行减压萃取精馏,塔顶水含酸仅0101%;虽然1,22吗啉乙烷分离效果很好,但存在因熔沸点过高引起的需保温管路输送、溶剂回收塔减压操作等问题。
Mextral1923A改性Mextral507P萃取剂的研究季尚君，徐志刚，邹潜，李建，汤启明，王朝华（重庆康普化学工业股份有限公司）摘要：本文进行了用Mextral1923A对Mextral507P进行改性处理方面的研究，并研究其对稀土元素的萃取性能。
文中首先研究了Mextral1923A单独对盐酸的萃取情况，结果表明Mextral1923A具备一定的萃取盐酸能力，对Mextral1923A萃取稀土元素的萃取能力进行研究发现Mextral1923A萃取稀土元素的量很少在实验条件下几乎不具备萃取稀土。
通过研究Mextral1923加入对Mextral507P萃取性能的影响中发现Mextral1923A适当的加入到Mextral507P中能够很明显的提高Mextral507P的萃取能力，最后通过研究对比改性前后的有机相红外光谱图发现，改性剂Mextral1923A加入到Mextral507P中与Mextral507P发生了一定的酸碱反应。
通过研究得出循环处理的有机相中Mextral1923A有种形式，一种是以原始形态，一种以铵盐的形态。
而Mextral507P则以其混合前的形态存在于有机相中。
关键词：Mextral1923A；改性；Mextral507PStudy on Mextral1923A modified Mextral507PJI Shangjun, Xu Zhigang, Zou Qian, Li Jian, Tang Qiming, Wang Chaohua(Kopper Chemical Industry Corp. Ltd.)Abstract: In this paper, studied the modification of Mextral507P by using Mextral1923A, and study the extraction properties of rare earth elements. In this paper, the extraction of hydrochloric acid by Mextral1923A is studied, the results showed that Mextral1923A had a certain ability of extracting hydrochloric acid, the extraction ability of Mextral1923A was studied, and the amount of rare earth elements in Mextral1923A was seldom found in the experimental conditions.By studying the effect of Mextral1923 addition on the properties of Mextral507P extraction, Mextral1923A was found to be able to significantly improve the extraction capacity of Mextral507P，in the end, the modified Mextral1923A was added to the Mextral507P and the Mextral507P was found to have a certain acid base reaction with the modified，by comparing and study the infrared spectra of organic phase before and after modification. There are two forms of Mextral1923A in the organic phase of the cycle, one is in the original form, and the other is a form of ammonium salt. And the Mextral507P in the organic phase is in the form of its mixed before. Keywords:Mextral1923A; Modified; Mextral507P近年来溶剂萃取分离稀土元素的研究依旧比较热门，国内外研究的学者较多。
酸性萃取剂因其在目前的稀土萃取分离行业中已经具备一定的生产应用规模，采用新的萃取体系或萃取设备俨然不具备一定的实际生产应用价值，因此目前国内研究较多的非皂化萃取体系，较多的是体现在对酸性萃取体系的改进和改良。
由于酸性萃取剂在萃取稀土元素的过程中与稀土离子之间发生离子交换作用，酸性萃取剂多为有机弱酸，因此交换作用会将酸性萃取剂中的氢离子释放到水溶液中，随着离子交换作用的进行，萃取过程中会不断的释放氢离子，水溶液中的氢离子浓度将逐渐的上升，氢离子浓度的上升会抑制有机弱酸的解离，因此会使酸性萃取剂的萃取能力显著的下降，研究发现，将酸性萃取剂部分与碱反应生成有机酸盐后，在萃取稀土的过程中仍然能发生离子交换作用，并且此时所释放出有机酸盐的阳离子，由于该阳离子不是氢离子，不会改变水溶液的酸度，因此不会对有机酸的解离起到抑制作用，因此目前的酸性萃取体系在萃取稀土元素之前需要与碱进行反应生成盐，该过程称为酸性萃取剂的皂化处理。
萃取剂的皂化处理，增加了生产成本的同时，还增加了皂化过程产生的废水废渣对环境的污染，处理不好还会恶化萃取剂的萃取性能[1]。
为了达到环境排放指标，同时又要提高萃取剂的萃取性能，非皂化萃取体系被逐渐的提出，并且国内外研究较多。
黄小卫等人研究了采用酸性萃取剂P204和酸性萃取剂P507、C272、C301、C302、HEOPPA等中的一种或者两种构成新的萃取体系萃取稀土，用于研究非皂化萃取稀土体系，由于其添加的其它萃取剂的反萃酸性要比P204低，因此能够在一定程度上提高酸性萃取剂P204的反萃性能[2]。
廖春生研究了将季铵盐添加到酸性萃取剂中与酸性萃取剂P204或者P507构成混合萃取剂用于萃取稀土元素，由于季铵盐属于强碱性萃取剂因此能够在一定程度上缓解氢离子对酸性萃取剂性能的影响[3]。
常宏涛等人研究了向萃取体系的水相中加入柠檬酸来提高萃取分离稀土的能力，研究表明柠檬酸的加入能够很大程度上提高酸性萃取剂P204萃取分离稀土的能力，柠檬酸的添加能够抑制酸性萃取剂二聚体的形成，并且柠檬酸不会被萃取到有机相中，研究具有一定的实际应用价值，但是添加柠檬酸的成本增加，并且柠檬酸的回收也需要进一步解决。
常宏涛等人还研究了超声波辅助酸性萃取剂萃取分离稀土元素的研究，研究结果表明，超声波加载到萃取体系中能够显著的提高萃取分离稀土，超声波的加载能够将酸性萃取剂的二聚体打破从而增加萃取稀土的能力，该方法的应用会增加萃取设备的复杂程度，增加了生产的成本[4-5]。
杨幼明等人研究了向酸性萃取剂P507中添加N235，通过研究表明N235的添加能够显著的提高酸性萃取剂的萃取稀土能力，因为未经酸化处理的N235在水溶液中几乎不能够萃取稀土，但是会结合水相中的氢离子，作为非皂化萃取稀土具备一定的研究价值[6]。
杨华玲等人研究了双功能团离子液体，通过研究其对稀土元素的萃取，对开辟新的萃取稀土体系具有一定的实际意义[7]。
重庆康普化学工业股份有限公司近年来在金属萃取方面的萃取剂研究较多，作为国内较大的金属萃取剂生产研发企业，其生产的Mextral系列金属萃取剂具备较好的萃取分离性能，针对目前的研究现状，本文研究了盐酸体系下采用向Mextral507P中加入非酸性的萃取剂Mextral1923A，通过研究Mextral1923A加入到Mextral507P中对Mextral507P萃取分离稀土元素的影响，为非皂化萃取分离稀土元素做一定的基础研究。
1.实验原料与方法1.1实验药品与仪器萃取剂Mextral507P、萃取剂Mextral1923A、稀释剂MextralDT100，工业纯，重庆康普化学工业有限公司。
稀土氧化物，纯度>99.9%，包头稀土三厂。
浓氨水、浓盐酸、EDTA钠盐、二甲酚橙均为分析纯。
数显酸度计、恒温摇床。
1.2 实验方法有机相：Mextral507P有机溶液、Mextral1923A有机溶液以及Mextral507P和Mextral1923A混合有机溶液，根据Mextral507P、Mextral1923A以及一定配比的Mextral507P和Mextral1923A与MextralDT100按照一定体积比配制而成。
萃取试验：按照一定的相比移取水相和有机相放置于锥形瓶中，用恒温摇床振荡一定时间后，用分液漏斗进行分相，萃取前后水溶液中的稀土浓度以二甲酚橙为指示剂采用EDTA标准溶液进行滴定，有机相中的稀土浓度采用差减法得出。
2结果与讨论2.1Mextral1923A对盐酸的萃取已有的报道表明胺类萃取剂在工业中具备萃取氢离子的作用，但是具体结合情况需要验证，这样才能确定胺类萃取剂Mextral1923A加入到Mextral507P中以及需要加入的量。
因此在向萃取剂Mextral507P中添加Mextral1923A之前需要研究Mextral1923A萃取盐酸的具体情况。
实验在相比为1:1，振荡时间为6min，温度常温条件下选用10%Mextral1923A 的MextralDT100溶液，与不同浓度的盐酸反应，实验所得结果如图1和图2所示。
从图1中可以看出Mextral1923A萃取盐酸的浓度不会随着盐酸的浓度增加而增加，这表明不管在什么浓度的盐酸体系中进行萃取，Mextral1923A与盐酸的结合量都是一个定值，从图1中可以看出，10%的Mextral1923A煤油溶液萃取盐酸量为0.291mol/L，按照Mextral1923A为纯物质计算，10%的煤油溶液浓度为0.290mol/L，因此可以得出一个Mextral1923A只能结合一个盐酸。
图1不同的盐酸浓度对Mextral1923A萃取盐酸的影响从图2为萃取盐酸前后有机相的红外光谱图，图2中A（3000-2700）处所出的峰为Mextral1923A的N-H 和C-H 振动峰的重合又称为Mextral1923A的“特征胺谱带”。
C1（1606.33）处的峰为-NH2不对称伸缩振动峰。
B（2024.05）处的峰为-NH3+合频振动峰。
C2（1603.4）处的峰为-NH3+不对称伸缩振动峰，峰强度较大。
