一种稀土的萃取分离方法技术

本发明专利技术提供了一种稀土的萃取分离方法，包括：以包含萃取剂和稀释剂的有机相对含有稀土的溶液进行萃取，所述萃取剂选自离子液体中的两种，所述离子液体的阳离子选自季铵型阳离子或季鏻型阳离子，所述离子液体的阴离子选自酸性膦萃取剂经去质子化得到的阴离子。本发明专利技术以两种不同的双功能化离子液体复配作为萃取剂对稀土元素进行萃取时具有显著的协同萃取效应，对稀土的萃取效率高，分离效果好。实验结果表明，本发明专利技术对La3+、Nd3+、Eu3+、Dy3+和Er3+的协萃系数可高达6、100、400、300和450，对Ce3+、Pr3+、Sm3+、Ho3+和Lu3+的协萃系数分别为3、9、15、25和30，具有明显的协同效应。

【技术实现步骤摘要】
一种稀土的萃取分离方法
本专利技术涉及稀土分离领域，具体涉及一种稀土的萃取分离方法。
技术介绍
稀土作为重要的战略资源，日益受到国内外的广泛关注。二(2-乙基己基磷酸)(P204)和2-乙基己基膦酸2-乙基己基酯(P507)在世界稀土工业和核工业中被广泛应用，是两种重要的工业化稀土分离萃取剂。在我国传统稀土分离工艺中，P204和P507等酸性萃取剂首先要经过皂化的步骤，除去氢离子，打破酸性萃取剂之间由于氢键造成的二聚体，提高萃取剂的萃取能力，如中国专利文献CN103641150A及中国专利文献CN103602812A公开的方法等。但皂化会带来大量的废水，对环境造成严重污染(LiuYH，ChenJ，LiDQ.Applicationandperspectiveofionicliquidsonrareearthsgreenseparation.SepSciTechnol.2012；47(2):223-232；WangLS，HuangXW，YuY，XiaoYF，LongZQ，CuiDL.EliminatingammoniaemissionsduringrareearthseparationthroughcontrolofequilibriumacidityinaHEH(EHP)-Clsystem.GreenChem.2013；15:1889-1894)。目前，非皂化萃取技术已经引起研究人员的广泛关注，现有技术公开了多种非皂化萃取方法，如中国专利文献CN200510137公开了一种非皂化磷类混合萃取剂萃取分离稀土元素的工艺；中国专利文献CN200710098732公开了从硫酸稀土溶液中萃取分离四价铈、钍、氟及少铈三价稀土的工艺方法；中国专利文献CN102443699A公开了一种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；中国专利文献CN101787451A公开了一种提高酸性磷型萃取剂萃取分离稀土元素效率的方法。上述方法中，由于萃取剂未经皂化，萃取时氢离子仍然会被交换下来，影响萃取体系的酸平衡。中国专利文献CN200910217922.7采用季铵碱和有机膦(羧)酸萃取剂之间的中和反应消除萃取剂上的氢离子，实现了非皂化萃取，该方法所制备的酸碱耦合型双功能化离子液体萃取剂(代号为ABC-BIL)可有效避免膦(羧)酸萃取剂应用所产生皂化废水对环境造成的污染(SunXQ，JiY，HuFC，HeB，ChenJ，LiDQ.Theinnersynergisticeffectofbifunctionalionicliquidextractantforsolventextraction.Talanta.2010；81:1877-1883)，现已经被广泛应用于稀土分离工艺开发中，如中国专利文献CN201210093082.X公开了采用上述离子液体对稀土元素进行萃取分离的方法；中国专利文献CN201210375821.4公开了采用上述离子液体对盐酸体系中稀土元素进行萃取分离的方法；中国专利文献CN201210375006.8公开了采用上述离子液体对硫酸体系中稀土元素进行萃取分离的方法；中国专利文献CN201110210781.3公开了上述离子液体萃取分离四价铈或四价铈与氟的方法。但是，现有技术一般采用上述离子液体中的一种作为萃取剂，其对稀土元素的萃取能力有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种稀土的萃取分离方法，本专利技术提供的萃取分离方法具有明显的协同效应，对稀土的萃取效率高，分离效果好。本专利技术提供了一种稀土的萃取分离方法，包括：以包含萃取剂和稀释剂的有机相对含有稀土的溶液进行萃取，所述萃取剂选自离子液体中的两种，所述离子液体的阳离子选自季铵型阳离子或季鏻型阳离子，所述离子液体的阴离子选自酸性膦萃取剂经去质子化得到的阴离子。优选的，所述离子液体的阳离子选自式(I)所示的季铵型阳离子或式(II)所示的季鏻型阳离子：式(I)或式(II)中，R1、R2、R3和R4独立地选自C1～C18的烷基、苯基、苄基或酮基。优选的，所述离子液体的阴离子选自去质子化二(2-乙基己基磷酸)或去质子化2-乙基己基膦酸2-乙基己基酯。优选的，所述萃取剂为四乙基铵二(2-乙基己基磷酸)和四乙基铵2-乙基己基膦酸2-乙基己基酯；或者为四正丁基铵二(2-乙基己基磷酸)和四正丁基铵2-乙基己基膦酸2-乙基己基酯；或者为四乙基铵二(2-乙基己基磷酸)和四丁基铵2-乙基己基膦酸2-乙基己基酯；或者为四正辛基鏻二(2-乙基己基磷酸)和四正辛基鏻2-乙基己基膦酸2-乙基己基酯。优选的，所述萃取剂中两种离子液体的摩尔比为1～9:9～1。优选的，所述稀释剂选自航空煤油、磺化煤油、260#溶剂油或离子溶剂；所述离子溶剂的阳离子选自1-丁基-3-甲基咪唑、1-己基-3-甲基咪唑或者1-辛基-3-甲基咪唑；阴离子选自六氟磷酸根、三氟甲基磺酰亚胺或者二(全氟乙基磺酰)亚胺。优选的，所述有机相中，所述萃取剂和稀释剂的体积比为0.01～0.50：0.99～0.30。优选的，所述有机相中还包括相改良剂。优选的，所述相改良剂选自甲庚醇、异辛醇或者磷酸三丁酯。优选的，所述稀土为La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Gd3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Yb3+、Lu3+或Y3+。更为优选的，所述稀土为La3+、Nd3+、Eu3+、Dy3+或Er3+。本专利技术提供的稀土的萃取分离方法，以包含萃取剂和稀释剂的有机相对含有稀土的溶液进行萃取，所述萃取剂选自离子液体中的两种，所述离子液体的阳离子选自季铵型阳离子或季鏻型阳离子，所述离子液体的阴离子选自酸性膦萃取剂经去质子化得到的阴离子。在本专利技术中，阳离子选自季铵型阳离子或季鏻型阳离子、阴离子选自酸性膦萃取剂经去质子化得到的阴离子的离子液体为双功能化离子液体，以两种不同的双功能化离子液体复配作为萃取剂对稀土元素进行萃取时具有显著的协同萃取效应，对稀土的萃取效率高。实验结果表明，以本专利技术提供的方法对稀土进行萃取分离时，对La3+、Nd3+、Eu3+、Dy3+和Er3+的协萃系数可高达6、100、400、300和450，对Ce3+、Pr3+、Sm3+、Ho3+和Lu3+的协萃系数分别为3、9、15、25和30，具有明显的协同效应。具体实施方式本专利技术提供了一种稀土的萃取分离方法，包括：以包含萃取剂和稀释剂的有机相对含有稀土的溶液进行萃取，所述萃取剂选自离子液体中的两种，所述离子液体的阳离子选自季铵型阳离子或季鏻型阳离子，所述离子液体的阴离子选自酸性膦萃取剂经去质子化得到的阴离子。在本专利技术中，阳离子选自季铵型阳离子或季鏻型阳离子、阴离子选自酸性膦萃取剂经去质子化得到的阴离子的离子液体为双功能化离子液体，以两种不同的双功能化离子液体复配作为萃取剂对稀土元素进行萃取时具有显著的协同萃取效应，对稀土的萃取分离效率较高。本专利技术中，所述离子液体的阳离子选自季铵型阳离子或季鏻型阳离子，所述季铵型阳离子优选如式(I)所示，所述季鏻型阳离子优选如式(II)所示：式(I)或式(II)中，R1、R2、R3和R4独立地选自C1～C18的烷基、苯基、苄基或酮基。具体而言，所述季铵型阳离子优选具有以下结构：所述季鏻型阳离子优选具有以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土的萃取分离方法，其特征在于，包括：以包含萃取剂和稀释剂的有机相对含有稀土的溶液进行萃取，所述萃取剂选自离子液体中的两种，所述离子液体的阳离子选自季铵型阳离子或季鏻型阳离子，所述离子液体的阴离子选自酸性膦萃取剂经去质子化得到的阴离子。

【技术特征摘要】
1.一种稀土的萃取分离方法，其特征在于，包括：以包含萃取剂和稀释剂的有机相对含有稀土的溶液进行萃取，所述萃取剂选自离子液体中的两种，所述离子液体的阳离子选自季铵型阳离子或季鏻型阳离子，所述离子液体的阴离子选自酸性膦萃取剂经去质子化得到的阴离子；所述稀土为La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu3+、Gd3+、Tb3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Yb3+、Lu3+或Y3+；所述离子液体的阳离子选自式(I)所示的季铵型阳离子或式(II)所示的季鏻型阳离子：式(I)或式(II)中，R1、R2、R3和R4独立地选自C1～C18的烷基、苯基、苄基或酮基。2.根据权利要求1所述的萃取分离方法，其特征在于，所述离子液体的阴离子选自去质子化二(2-乙基己基磷酸)或去质子化2-乙基己基膦酸2-乙基己基酯。3.根据权利要求1～2任意一项所述的萃取分离方法，其特征在于，所述萃取剂为四乙基铵二(2-乙基己基磷酸)和四乙基铵2-乙基己基膦酸2-乙基己基酯；或者为四正丁基铵二(2-乙基己基磷酸)和四正丁基铵...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓琦，王艳良，郭向广，
申请(专利权)人：厦门稀土材料研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35