Cyanex 923从硫酸体系中萃取钪及其与P507和环烷酸的比较

稀土元素钪(Sc)在相关原料中含量低,伴生杂质元素多,回收困难。针对这一问题,本文系统对比了直链三烷基氧化膦(Cyanex 923)、2-乙基己基磷酸单-2-乙基己基酯(P507)、环烷酸在硫酸体系中对Sc的萃取、分离和反萃。Cyanex 923在高酸度下能完全萃取Sc,而环烷酸和P507则在低酸度下有较高萃取率。Cyanex 923分离Sc与锆(Zr)、钛(Ti)的最佳水相酸度为1 mol/L,分离系数分别为5. 6和10. 6。P507在水相H~+浓度为2 mol/L时对Sc/Zr、Sc/Ti有最大分离系数,分别是21和59. 7。虽然P507有更好的分离效果,但难以反萃。3种萃取剂中仅有Cyanex 923能被有效反萃,在反酸H+浓度为0. 4 mol/L时有最大反萃率。因此,Cyanex 923更适合从含Sc二次资源浸出液中分离回收Sc。     

P-507回流萃取法富集镥的研究——Ⅰ.P-507萃取分离镱镥混合稀土的性能

本文研究了2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯(P-507)在盐酸和硝酸体系中萃取镱镥混合稀土的性能。说明P-507在硝酸体系中的萃取分离系数较其在盐酸体系中高,而在盐酸体系中有更高的反萃效率。与二(2-乙基己基)磷酸(P-204)相比,P-507具有萃取酸度低、易反萃和不易乳化的优点。我们还确定了回流萃取法分离镥镱的基本参数,表明P-507是一种新型的分离重稀土的良好萃取剂。     

络合法除P507-N235体系中铁的研究

因铁离子具有强烈的水解倾向及易与其他离子形成配合物的性质,在溶剂萃取体系中的存在形式极为复杂。在稀土萃取体系中,采用P204或N235除铁,经盐酸反萃后,有机相中铁的反萃率较低,不能深度除去,影响萃取剂的萃取性能。而在P507-N235盐酸萃取体系中,Fe3+在低酸度下可被P507萃取,在高酸度下形成Fe Cl-4配合物被N235萃取,萃取率达99%以上,且难被反萃下来。研究采用草酸和EDTA络合法除去有机相中的铁,结果表明:草酸络合法除铁率较低,较难用草酸络合法将有机相中的铁反萃下来;在温度25℃、反萃时间14 min,相比1∶1的条件下,用EDTA络合法除铁,铁的反萃率可达97.51%,经4次错流反萃后,可将有机相中铁的浓度降至0.002 g·L-1,达到深度除铁的目的。     

P507萃取纯化V(Ⅳ)制备草酸氧钒及其物化性能

从钒渣钠化焙烧后的含钒浸液中, 采用2-乙基己基磷酸单-2-乙基己酯(P507)萃取-草酸反萃取-蒸发结晶新工艺制备了草酸氧钒, 优化了草酸反萃取工艺的条件. 研究结果表明, 采用2.0 mol/L草酸溶液, 在水相与有机相体积比V(A):V(O)为1:5时, 于50 ℃下经过三级(理论)反萃取, 钒的反萃取率可达到99.98%, 反萃取液中VOC₂O₄浓度可达290.0 g/L以上. 负载的反萃取液经膜过滤除去残留有机物后, 再经蒸发结晶得到草酸氧钒. 采用X射线衍射、 X射线能谱、 热场发射扫描电子显微镜及同步热分析等手段表征了草酸氧钒的物化性能, 结果表明, 草酸氧钒的结构为VOC₂O₄·2H₂O, 粒度分布均匀, 结晶度高.     

从负载铁的P204-Nspa煤油溶液中反萃铁

对负载铁的P204[二(2-乙基己基)磷酸]-Nspa磺化煤油溶液中铁的反萃过程进行了研究。考察了反萃剂种类、反萃剂浓度、反萃时间、反萃温度、反萃转速和反萃相比O/A(有机相与水相的体积比)等对铁的反萃率的影响。结果表明:以14 mol/L磷酸为反萃剂,反萃时间为50 min,反萃温度为303 K,反萃转速为200rpm,反萃相比O/A为1∶1时,铁的反萃率可达85.56%。反萃后得到的萃取剂仍具有较优的萃取性能,可循环利用。     

中空纤维分散液膜富集稀土元素

采用2-乙基己基膦酸单-2-乙基己基酯(HEHEHP)-正庚烷为萃取剂,盐酸为反萃取剂,中空纤维膜作支撑膜,研究中空纤维分散液膜技术富集稀土镱(Yb~(3+))离子。考察了体系物性:反萃分散相中反萃剂浓度、萃取剂浓度、萃取剂与反萃剂体积比、料液相p H值、稀土离子浓度;流体流动状态:反萃分散相与料液相流速变化等因素对富集稀土离子的影响。中空纤维分散液膜富集Yb~(3+)的最佳条件为:萃取剂浓度为0.25 mol/L,反萃取剂HCl浓度为4.00 mol/L,萃取剂与反萃剂体积比为10∶40,料液相p H=2.80,稀土离子浓度为0.025 mol/L。反萃分散相体积流量和料液相体积流量较小时,萃取率随流量的增加呈现逐渐增大的趋势。若两相体积流量过大,反萃过程进行不完全,萃取率反而下降。研究结果表明,中空纤维分散液膜技术可实现稀土离子的有效富集。     

双功能离子液体[A336][P507]在盐酸和硝酸介质中对Sc(Ⅲ)的萃取

利用双功能离子液体萃取剂三辛基甲基氯化铵2-乙基己基磷酸2-乙基己基酯盐([A336][P507])在HCl和HNO₃介质中对Sc(Ⅲ)的萃取和分离。 研究表明,萃取剂在低酸度条件下,对Sc(Ⅲ)有较好的萃取能力;但是当水相酸度从0.5 mol/L增加到4 mol/L,Sc(Ⅲ)的萃取率有较大程度的下降。 并且讨论了在HCl介质和HNO₃介质中,[A336][P507]萃取Sc(Ⅲ)的机理,由于Sc(Ⅲ)的半径最小,而且在萃取过程中存在P=O与P-O的竞争作用,使得其萃合物结构与轻稀土不同。 水相中加入盐析剂NaCl或NaNO₃对Sc(Ⅲ)的萃取有一定的促进作用;萃取过程的热力学参数的结果表明,萃取反应是放热反应。 还研究了混合稀土中Sc(Ⅲ)和其它稀土离子的分离,在较低酸度的条件下萃取剂[A336][P507]对其它稀土离子的萃取可以忽略不计,因此该萃取体系对Sc(Ⅲ)和其它稀土离子有较好的分离效果,显示了本研究潜在的应用价值。     

可区别铁离子荧光探针异构体的合成及其水样分析

分别以2-（2-氨基苯基）菲并咪唑和2-（3-氨基苯基）菲并咪唑为原料,与5-硝基水杨醛反应合成了两个菲并咪唑-苯酚异构体衍生物（PI?o?OH和PI?m?OH）。在水相体系中（V（DMF）∶V（HEPES） = 1∶1,pH = 7.4）,两个异构体发射中等强度的荧光。Fe³⁺存在下,两个异构体的荧光强度分别淬灭为原来的1/3和1/6,淬灭常数为4.8×10³和4.6×10³ L/mol,且淬灭效果不受其它干扰离子和pH值变化的影响。间位异构体PI?m?OH与Fe³⁺的荧光识别在2 min之内完成,配合速度明显优于邻位基异构体,且配合稳定性高于邻位异构体,配合常数为3.82×10⁴ L/mol。通过高分辨质谱和Job's曲线,确定了两个异构体与Fe³⁺识别配合比为1∶1,并建议了PI?m?OH-Fe³⁺ and PI?o?OH-Fe³⁺两个配合物的结构。两个异构体均可实现实际水样中Fe³⁺的定量检测,表明它们在实际水样的Fe³⁺分析中具有一定的应用价值。     

P507与N235混合溶剂的稳定性及对NdCl3的协萃效应

稀土萃取分离过程皂化产生的含盐废水严重污染环境。利用P507萃取稀土离子、N235萃取酸的特性,设计了P507-N235双溶剂无皂化稀土萃取体系,研究了双溶剂有机相的稳定性及对Nd3+的协萃效应。P507与N235混合时发生放热现象,红外光谱分析显示其特征峰发生了变化,但32次萃取-再生后的混合萃取剂的化学结构稳定;P507与N235对Nd3+具有显著的协萃效果,形成的萃合物为REA3.(R3N.HA).3R3NHCl。研究结果为无皂化稀土萃取分离新工艺开发提供了依据。     

二-（2-乙基己基）磷酸P204与三烷基叔胺N235协同萃取钼

研究了P204（二-(2-乙基己基)磷酸, HA）和N235（三烷基胺, R3N）二元体系在HCl介质中对金属钼的萃取,结果表明P204和N235混合萃取剂在萃取钼时存在协同效应,并且在N235摩尔分数为0.7时协萃系数为2.24;考察了溶液酸度、P204或N235浓度及温度对萃取钼的影响,确定了协萃络合物为(R3NH)3•HMo8O26•2(HA),并比较了负载前后有机相的红外光谱。     

二(1-甲基庚基)磷酸萃取色层法分离稀土元素的研究

在萃取色层法分离稀土元素中,常用的固定相有:二(2-乙基已基)磷酸(P-204)、2-乙基已基苯基磷酸、2-乙基己基磷酸单2-乙基己基酯(P-507)等。二(1-甲基庚基)磷酸(P215)是P204的异构体,它的支链在α位置上,空间位阻较大,因此对稀土元素的分离应具有较高的分离因数,反萃取的酸度也应比P204的低。我们将P215用于萃取色层法以分离稀土。在一定的酸度下,可将14个稀土元素分离,在有硫酸铵存在时,也可将Y与Ho和Er分离。     

从太平洋中部深海粘土盐酸浸出液中萃取回收钇的研究

针对太平洋中部深海粘土HCl浸出液酸度高、成分复杂等特点,克服现有萃取剂不足,采用新型萃取剂P535从高浓度HCl浸出液中直接萃取回收Y~(3+),考察料液酸度、萃取剂浓度、萃取时间和相比对萃取的影响以及HCl,H2SO4反萃剂对反萃的影响,分别绘制萃取平衡等温线和反萃平衡等温线,确定反萃方案并完成转型。结果表明:以有机相组成为10%P535(质量分数)+磺化煤油作为萃取剂,料液酸度为1.12 mol·L-1HCl,其最佳萃取条件为:萃取时间5 min,相比O/A=1∶2。经过3级逆流萃取,Y~(3+)萃取率达到98%,Fe~(3+)共萃进入有机相,其他金属基本不萃取。负载有机相用2 mol·L-1的H2SO4溶液可选择性反萃Y~(3+),得到Y_2(SO_4)_3溶液,反萃Y~(3+)的有机相再用8 mol·L-1HCl溶液反萃共萃的Fe~(3+),完成转型。     

P204-P507-H2SO4体系萃取稀土元素的研究

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。     

P507体系反萃取条件对平衡负载稀土量的研究

P507-盐酸体系是目前应用最为广泛的稀土萃取分离体系.在用P507-盐酸体系分离含中重稀土的原料时,由于重稀土元素（Tm,Yb,Lu）难于完全反萃,使得长期使用后的空白萃取剂中仍负载一定量的重稀土（称为平衡负载）.在重稀土元素分离时,平衡负载甚至高达有机相正常负载的10%以上,严重影响了相关分离工艺的运行和实际分离效果.根据多组分萃取分离体系的萃取-反萃平衡和物料平衡关系,将平衡负载引入反萃取参数计算的物料平衡模型,对反萃过程进行了计算机仿真模拟,研究了反萃酸的相对流量、反萃级数等工艺条件对平衡负载量的影响.模拟结果表明,平衡负载随反萃级数和反萃酸流量的增大而减小;消除重稀土平衡负载、保证反萃完全需要较高的反萃酸耗和较长的反萃级数.在工业生产中,可根据实际分离需要选择相对经济的工艺条件,将平衡负载控制在合理的范围内.     

离子液体[Emim]PF6-邻菲咯琳萃取回收废旧电池中镐、镍离子的研究

研究了疏水性离子液体[Emim] PF_6-邻菲咯琳萃取体系对废旧镍镉电池中镉、镍离子的萃取性能,考察了振荡时间、温度、平衡水相酸度和萃取剂用量时萃取性能的影响.在水相pH值为5.91、温度为80℃时,4.0mL4g/L的邻菲咯琳与3.0mL离子液[Emim] PF_6组成的萃取体系时废旧电池液中镉、镍离子萃取效果良好.同时研究了废旧离子液在不同时间及酸度下的反萃效果,在浓度为1.0mol/L的盐酸介质中反萃1h,镉、镍离子能较好地被反萃.     

三烷基混合叔胺-正辛醇-磺化煤油萃取菜籽粕酸脱毒液中的植酸

用三烷基混合叔胺(N235)-正辛醇-磺化煤油从菜籽粕酸脱毒废液中萃取植酸,研究了水相pH值、植酸浓度、N235浓度对植酸分配比的影响。 确定萃取植酸的最佳条件为：初始pH=3.0、N235的浓度0.17 mol/L、正辛醇浓度0.48 mol/L、相比R为5∶1、萃取时间5 min,对0.02 mol/L标准植酸溶液的萃取率为95.2%。 以0.25 mol/L NaOH溶液为反萃取剂,在相比5∶2下反萃取5 min,三级反萃取总收率达到82.6%。 实验证明加入正辛醇可提高N235萃取植酸的分配比,可能与正辛醇和N235形成“分子簇”结构产生协同萃取有关。     

氯化铝中萃取铁工艺

采用萃取剂N,N,N',N'-四丁基丙二酰胺(TBMA) 、N,N,N',N'-四辛基-3-氧戊二酰胺(TODGA)和甲基异丁基甲酮(MIBK)从氯化铝水溶液中萃取铁,以制备高纯氯化铝。 研究结果表明,当氯化铝溶液中盐酸浓度在4 mol/L左右时,TBMA和MIBK的萃取率在90%以上。 TODGA显示出优异的萃取分离性能。 当氯化铝溶液中Al³⁺浓度为2.0 mol/L,Fe³⁺浓度为0.0036 mol/L(0.2 g/L),HCl浓度为1.2 mol/L时,0.20 mol/L TODGA的环己烷或环己烷有机相对铁的一次萃取率达到99.9%以上,多次萃取后溶液中的铁含量低于0.01 mg/L,能深度去除氯化铝中的铁杂质,在工业化生产中有极大的应用价值。     

P507萃取色谱法分离镓、铟及其测定

2-乙基已基磷酸-2-乙基己基酯(P507)已广泛用于萃取分离稀土元素,用于萃取镓、铟、铊,在盐酸或硫酸介质中均具有较好萃取性质,易于反萃取。鉴于分析分离中萃取色谱法较萃取分离更为实用,我们进一步研究了萃取色谱分离镓、铟及其伴生元素的方     

2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯树脂色层分离电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钢中微量稀土元素

本文采用2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯(P-507)树脂,使微量稀土元素与钢中的基体元素,铁、钛、钒和钼分离,以 3.0 mol/L盐酸溶液洗脱P-507色层柱上的稀土元素,采用电感耦合等离子体原子光谱法(ICP-AES)同时测定了钢中La、Ce、Pr、Nd、Sm、Y和 Gd 7种微量稀土元素.试样的标准加入回收率99.3％～108％;相对标准偏差小于5％.     

HEH/EHP萃取剂中钍的反萃性能研究

研究了含钍HEH/EHP(2-乙基己基膦酸单-2-乙基己基脂)萃取剂中钍的反萃性能。采用HCl,HNO3和H2SO4三种矿物酸分别对钍进行了反萃试验研究,结果表明,当反萃酸浓度为[H+]=6 mol.L-1时,HCl和HNO3反钍率小于1%,而硫酸的反钍率接近69%,表明H2SO4是钍的有效反萃剂。以H2SO4作为反萃剂,研究了相比、反萃酸浓度、酸用量、萃取剂浓度及钍负载量对钍的反萃性能的影响。在此基础上,对钍的逆流反萃过程进行了研究,当起始酸浓度为7 mol.L-1时,分别采用1∶1和4∶1的相比进行3级逆流反萃,反萃率分别为92.10%和53.29%。