稀土萃取分离过程自动控制研究现状及发展趋势

在简要描述稀土萃取分离生产过程的基础上,综述了目前国内外稀土萃取分离过程中稀土元素成分在线检测的方法、装置及其应用现状;稀土串级萃取分离生产过程的计算机流程模拟以及稀土萃取生产过程的自动控制方法、技术及其应用现状.指出了稀土元素组分含量的软测量方法,以综合生产指标为目标的稀土萃取分离生产过程优化控制方法以及由生产过程管理系统和过程控制系统两层结构组成的稀土萃取分离生产过程综合自动化系统已成为稀土萃取分离生产过程自动化未来发展的方向.     

稀土萃取分离技术方法研究

稀土在工业诸多领域中发挥着关键作用,在增材制造材料和介电材料等高新技术领域均显示出可期的应用前景。稀土元素的分离是衔接稀土资源与高性能稀土功能材料的关键过程,所以高效提纯稀土元素变得尤为重要。本文梳理了化学沉淀法、离子交换与吸附法、萃取色层法、溶剂萃取法、液膜分离法这些经典方法和化学气相传输法、氧化还原法、萃取沉淀法、微生物法、非平衡溶剂萃取法这些新技术方法的优缺点和适用性,侧重分析了这些技术方法在节能减排方面的最新研究情况,并展望了稀土分离提纯领域的重点发展方向,以期为稀土资源的绿色高效开发利用提供依据和借鉴。     

稀土分离纯化技术研究现状

随着科学技术不断进步,在工业应用中对单一稀土纯度的要求越来越高,高效分离纯化稀土元素是充分利用稀土资源的保障。由于绿色环保意识和要求的增强,对稀土分离纯化工艺技术提出了新的挑战。在几十年生产应用中,分离纯化稀土元素的技术方法不断完善改进,文章综述了分级结晶和沉淀法、化学气相传输法、离子交换法、萃取树脂色层法、溶剂萃取法、液膜法和氧化还原法在稀土分离纯化中的应用现状,并对比分析了不同方法存在的优势和弊端。在此基础上,阐述了溶剂萃取法中中性萃取剂、酸性萃取剂、胺类萃取剂和离子液体萃取剂的发展应用现状,同时探讨了络合剂和协同体系对分离稀土性能的影响。并展望了未来稀土分离纯化技术研究的发展方向,为更加绿化高效开发利用稀土资源提供借鉴。     

稀土硫氰酸盐磷酸三丁酯体系的萃取热力学函数的递变规律

稀土硫氰酸盐磷酸三丁酯萃取体系已有不少人作过研究,但由于相邻稀土的分离因数较小,未能获得广泛应用。在前期的实验工作中,我们在用硫氰酸铵溶液洗提磷酸三丁酯萃取色谱柱上的稀土元素时,曾注意到钇最先自柱中流出,并实现了钇和其它稀土元素的定量分离。在众多的稀土分离体系中,钇的分配比或保留值小于其它稀土元素的情况并不多见。这类     

N，N’-二甲基-N，N’-二己基-3-氧戊二酰胺萃取镧系元素的研究

0 引言 溶剂萃取因反应速度快,分离效果好,已成为国内外分离提纯稀土的主要方法。在稀土元素的萃取分离中,为了提高萃取效率,从高放废液中分离、除去锕系和镧系元素从而实现选择性分离,首要问题是选择结构合适的萃取剂和萃取条件嗍。由于酰胺类萃取剂具有螯合性能,对Ln（Ⅲ）、An（Ⅲ,Ⅳ,Ⅵ）和碱土金属都有良好的萃取能力,而且此类化合物耐辐射,不易水解,能够燃尽,不产生二次污染,是一种比较有发展前途的萃取剂,在核燃料后处理方面展示较好的应用前景。     

稀土萃取分离工艺研究新进展

综述了近年来我们实验室在稀土萃取分离工艺研究方面取得的一些新进展。主要有:(1)稀土萃取分离工艺的计算机一步放大;(2)回流启动技术;(3)三出口新工艺;(4)稀土料液浓缩新方法;(5)稀土与非稀土元素的分离;(6)专家系统技术在稀土萃取分离工艺控制中的应用。     

N，N′-二甲基-N，N′-二己基-3-氧戊二酰胺萃取镧系元素的研究

溶剂萃取因反应速度快,分离效果好,已成为国内外分离提纯稀土的主要方法[1～3].在稀土元素的萃取分离中,为了提高萃取效率,从高放废液中分离、除去锕系和镧系元素从而实现选择性分离,首要问题是选择结构合适的萃取剂和萃取条件[4].由于酰胺类萃取剂具有螯合性能,对Ln(Ⅲ)、An(Ⅲ,Ⅳ,Ⅵ)和碱土金属都有良好的萃取能力,而且此类化合物耐辐射,不易水解,能够燃尽,不产生二次污染,是～种比较有发展前途的萃取剂,在核燃料后处理方面展示较好的应用前景[5～7].     

引入阻断剂的硫酸稀土皂化萃取工艺研究

硫酸稀土溶液是稀土分离过程中的重要中间产品,皂化剂引入的Na+,NH4+等离子易导致硫酸稀土复盐沉淀,制约了皂化萃取剂在硫酸体系中萃取稀土元素的工业应用。提出了一个在硫酸体系中引入阻断剂实现皂化萃取稀土的工艺设想,并给出了阻断剂的选取方法。利用萃取分离过程中一价阳离子、阻断剂离子和稀土离子按萃取顺序在槽体中形成的自然分布,隔断一价阳离子与稀土离子的接触,从而避免了难溶硫酸稀土复盐的生成,为工业实现硫酸体系皂化萃取稀土提供了可能。     

二(2-乙基己基)磷酸与二(1-甲基庚基)磷酸对稀土元素萃取性能的比较

二(2-乙基己基)磷酸对轻稀土元素及钐-钕、铽-钆的萃取分离系数较大,是稀土萃取工艺中较普遍应用的一种酸性磷型萃取剂,但是它对中稀土(铕-钐,钆-铕)及重稀土(钇-钬、铒-钇)的萃取分离系数则不够大,而且具有萃取容量小、易乳化等缺点,因此寻找高选择性、高容量的新型萃取剂是稀土萃取化学研究的一项重要任务.     

萃取色谱分离稀土元素进展

评述了近年来我国学者对萃取色谱分离稀土元素各种体系的研究及其在高纯稀土分离方面的应用，并对高纯稀土制备的发展方向进行了展望。     

HEH(EHP)-煤油-HCl-RECl_3体系单一稀土的萃取平衡

HEH(EHP)(2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯)作为萃取剂,萃取分离稀土的研究结果表明,HEH(EHP)有较高的分离系数,是一种有效的稀土分离萃取剂。为深入了解HEH(EHP)对稀土元素的萃取性能,以便提供萃取分离工艺的设计参数,我们研究了HEH(EHP)-煤油-HCl-RECl_3体系在不同初始条件下,15个单一稀土的萃取平衡数据,     

P507-盐酸体系萃取色谱分离稀土元素时提高轻稀土进料浓度的问题

编辑同志: 柱上萃取色谱分离稀土元素时,料液浓度对轻稀土元素的分离有十分显著的影响。其主要原因是进料过程中,稀土元素被有机相萃取后,所释放的酸使料液酸度增加,从而影响料液中稀土元素继续被有机相萃取。由于各稀土元素被有机相P507萃取的能力不同,所以在同一酸度下,各稀土元素受到的影响大小亦不尽一样。P507萃取轻稀土元素的能力较弱,料液浓度对轻稀土的分离影响尤为突出。本文就提高进料液浓度的措施、注意事项等谈谈自己的体会和经验,以期引起讨论,並予指正。根据资料介绍,柱上萃取色谱分离稀土元素的进     

磷酸体系中微量稀土元素萃取回收技术研究

研究了从磷矿硫酸湿法制备磷酸过程中回收伴生稀土元素的萃取分离技术,首先进行了不同萃取剂的筛选,同时考察了萃取剂浓度、磷酸浓度、相比、反应温度、杂质元素等对稀土萃取率的影响.结果表明:在该体系下,P204(二(2-乙基己基)磷酸)单独萃取稀土的能力最强,而且较高的萃取剂浓度、较大相比及低的磷酸浓度有利于稀土的萃取,不同杂质对稀土萃取存在不同程度的影响;并对萃取反应机制进行了考察,得到P204在磷酸介质中萃取微量稀土的反应式,该萃取反应的焙变△H<0,为放热反应.     

读者园地

问：如何将试样中的稀土元素分离并提纯后用作光度法测定稀土总量时制作工作曲线的基准?     

P_(507)-HCl体系萃取柱色谱法分离稀土的研究——1.酸度试验

本文系统地研究了盐酸酸度对P_(507)萃取色谱分离稀土的影响,并求得15个相邻稀土元素的分离系数。     

铌-锆基体中痕量钐、铕、钆、镝的连续离心分离技术

正稀土离子易与氟离子生成难溶于水的稀土氟化物,这一特点使特种材料中稀土元素的分离、测定工作面临难题,例如在含铌-锆多元混合基体等材料中微量、痕量稀土元素的测定中,前处理过程不可避免应用到F-,而F-的存在会使得稀土元素形成氟化物沉积在离子交换柱或萃取色层柱中,造成分离困难或测定结果错误。以稀土氟化物溶解性质为理论基础,融合连续离心分离技术,理论上可克服特殊材料中微量、痕量稀土元素的分离、测定难题。本工作结合钐、铕、钆、镝的氟化聚合性质[1],针对铌-锆多元混合基体中痕     

北京有色金属研究总院稀土研究所

北京有色金属研究总院稀土研究所(原稀土研究室)成立于1958年,是中国最早从事稀土工业研究和开发的单位。主要从事世界最大的稀土矿——白云鄂博和中国南方离子吸附型稀土矿的综合利用研究。研究领域包括:矿石分解、湿法冶金提取、单一稀土元素分离和提纯、金属及合金的制备和稀土新材料的研制、开发等。新材料包括:稀土荧光粉、稀土电光源材料、稀土贮氢材料、稀土电池材料、稀土永磁材料、稀土抛光粉和汽车尾气净化稀土催化剂及装置等。     

2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯萃取稀土元素机理的研究 III.高浓度稀土元素(III)在H~+(HNO_3,HCl)-H_2O-HEH(EHP)-煤油体系中的分配及萃取反应

2-乙基己基膦酸单(2-乙基己基)酯[HEH(EHP),HL]是萃取分离稀土元素的有效萃取剂.作者及马恩新等研究了HEH(EHP)萃取低浓度稀土元素的平衡反应.Lenz等认为二(2-乙基己基)磷酸(HDEHP)萃取高浓度Nd(Ⅲ)和Sm(Ⅲ)时,ClO_4~-及NO_3~-参与萃取反应.定量研究HEH(EHP)从矿物酸溶液中萃取高浓度稀土元素(Ⅲ)的平衡规律及萃取反应具有实际意义,有关这方面的研究尚未见报道. 本文结合分离工艺,系统地研究了高浓度稀土元素在H~+(HNO_3,HCl)-H_2O-1.50FHEH(EHP)-煤油体系中的分配平衡,通过IR、NMR及平衡有机相中NO_3~-和Cl~-浓度的定量测定,提出了低酸度下不同稀土浓度的萃取反应.     

从掺钕钇铝石榴石晶体中回收稀土

为实现YAG系列晶体生产过程所产生废弃物中的稀土元素的综合利用,以废弃Nd:YAG晶体碎片为原料,经过破碎、碱熔、水洗、酸溶、除杂等一系列工序,得到非稀土杂质较低的氯化钇钕混合溶液,直接作为萃取分离线的原料。实验选用的碱熔融预处理及环烷酸萃取除杂,可有效地将Al与稀土元素分离;而且碱熔融预处理工艺能显著提高废弃Nd:YAG晶体碎片中稀土酸浸出的效率。在最优条件下可回收高达91.3%的稀土元素。     

稀土萃取分离流程的优化选择

溶剂萃取分离法是稀土分离的主要方法。稀土萃取分离的工艺包括溶剂萃取体系、工艺参数的优化选择[1-2]和分离流程的优化选择[3]。优化目的是减少消耗,降低成本。1　选择稀土分离流程的判别式用Ａ、Ｂ、Ｃ分别表示单一稀土元素或多个稀土元素的组合,萃取次序为Ａ-Ｂ-Ｃ,其摩尔分数分别为ｆＡ、ｆＢ、ｆＣ。βＡＢ为Ａ/Ｂ切割的分离系数,βＢＣ为Ｂ/Ｃ切割的分离系数。分离ＡＢＣ混合稀土的二出口流程有以下两种:流程Ｉ　　　　　　　流程ＩＩ选择Ａ/ＢＣ切割即选择流程Ｉ,选择ＡＢ/Ｃ切割即选择流程ＩＩ。显然,分离流程的优化选择实质上…