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稀土百科 | 酸性络合萃取体系分离稀土 中国稀金谷大数据
2022-06-22
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有络合剂存在下萃取稀土，研究得比较多的有胺类萃取剂、中性磷类萃取剂和酸性萃取剂，其中酸性萃取剂包括羧酸类和酸性磷类萃取剂。

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胺类络合萃取体系


伯胺能从硫酸体系中有效地萃取稀土。Rice试验过几十种胺类化合物对稀土的萃取性能，结果表明只有叔碳伯胺适用于硫酸体系中萃取稀土，相邻元素的分离系数为1.4。Bauer用Primene JM-T-煤油从硫酸体系中萃取铈组稀土，水相加入抑萃络合剂 DTPA，单级萃取分离系数显著提高。但是在多级萃取中没有得到很好的分离效果。例如，稀土组成为La2O334％， CeO2 52％， Pr6O11 3.7％，Nd2O310％，Sm2O30.3％的原料，虽经50级分馏萃取只得到纯度为55％的La2O3。

用无铈混合轻稀土为原料，经20级分馏萃取也只得到纯度为95％的La2O3，其回收率为96％。叔胺硝酸盐能从弱酸性、高盐析剂溶液中萃取稀土，萃取只有倒序性质，水相加入正序抑萃络合剂能够显著提高分离系数。Bauer 用A336（三烷基胺）为萃取剂，LaNO3做盐析剂萃取La-Ce和Tm-Yb。结果表明，当水相加入DTPA、pH＝4时，βLa／Ce＝8.5；pH＝2～3时，βTm／Yb＝3.4。

徐光宪等在研究了硝酸甲基三烷基铵-二甲苯萃取镨钕的机理的基础上，往水相加入DTPA用于提高错钕的分离系数，实验研究了DTPA浓度、萃取剂浓度和水相pH变化对 Pr-Nd分离系数的影响。结果表明：当Pr浓度＝0.090mol／L、Nd浓度＝0.270mol／L、DTPA 浓度＝0.223mol／L、LaNO3浓度＝2.0mol／L 和萃取剂浓度＝0.65mol／L，pH＝3.3时，βPr/Nd达到最大为4.92。

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羧酸络合萃取体系


Bauer 采用环烷酸为萃取剂萃取分离稀土元素，当水相中加入络合剂 EDTA时，对提高钇组稀土之间的分离系数有利，结果表明该体系萃取分离稀土元素的平均分离系数为2.2，钇的萃取顺序与pH有关，pH＜8时钇在Tb-Dy之间；pH＝10时钇在钕的位置，因此可以通过调整水相pH，两步萃取分离钇。

当水相中加人DTPA时，能提高铈组稀土的分离系数，结果表明该体系萃取分离稀土元素的平均分离系数为3.5，但是水相中加入 DTPA 降低了钇组稀土的分离系数，研究表明在所有的pH范围内，钇都在钕的位置，因此用环烷酸-DTPA体系可以从重稀土中分离钇。

吴文远等通过在稀土氯化物溶液中加入络合剂柠檬酸（H3AOH），采用非皂化的P204萃取剂分离轻稀土元素。采用单级萃取研究了不同稀土料液、酸度和柠檬酸浓度条件下，P204-HCl-H3AOH体系中轻稀土元素的分配比和萃取饱和容量，并用回归分析法建立了以料液酸度、柠檬酸浓度和稀土浓度为变量的三元一次回归方程，分析了酸度、柠檬酸浓度和稀土浓度三因素对轻稀土的分配比和分离系数的影响。

研究表明：当料液酸度pH为1.0、柠檬酸浓度为0.25mol／L、稀土浓度为 0.25mol／L时，轻稀土元素的分配比最大达到 DLa＝0.1767、Dce＝0.7353、DPr＝1.5221 和DNd＝2.4201，轻稀土元素间最大分离系数分别为 βce/La＝4.16、BPr/Ce＝2.07和βNd/Pr＝1.59。同样工艺参数下，在串级萃取分离轻稀土的生产线上得到有效级平均分离系数分别是βCe/La＝3.50、βPr/Ce＝2.05和βNd/Pr＝1.35，此值均高于该生产线皂化的P204萃取体系中βce/La＝2.14、βPr/Ce＝1.67和βNd/Pr＝1.33。并且随着柠檬酸浓度的升高，P204萃取稀土的容量逐渐增大，最大可以达到29.71g／L，比盐酸体系提高近50％。

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