一种从稀土溶液中分离稀土元素的方法技术

本发明专利技术涉及一种从稀土溶液中分离稀土元素的方法，将具有式(I)结构的化合物活化后与稀土溶液进行反应；式(I)中，R1和R2独立的选自H或C1～C9的烷基。本发明专利技术提供的方法能有效地将钇与镧系元素分离，本发明专利技术使用指定的化合物作为萃取剂，与工业应用的环烷酸萃取剂相比，该化合物组分单一，化学结构稳定，萃取有机相浓度不降低，萃取性能稳定；并且，所述化合物对轻稀土元素和钇分离系数明显高于环烷酸，对重稀土元素和钇分离系数同样高于环烷酸，在分离能效上能完全取代环烷酸，具有十分良好的应用前景。。。。

【技术实现步骤摘要】
一种从稀土溶液中分离稀土元素的方法


[0001]本专利技术涉及稀土回收
，尤其涉及一种从稀土溶液中分离稀土元素的方法。

技术介绍

[0002]在稀土元素离子分离领域，工业上主要采用环烷酸作为萃取剂从稀土元素混合物中萃取分离钇元素。环烷酸是石油化工工业的副产物，来源受限，并且其组分复杂，需要在较高的pH条件下才能萃取稀土，长期使用后其成分容易发生变化，导致有机相浓度降低，影响分离工艺的稳定性。目前，研究者迫切寻找新型的羧酸萃取剂以代替环烷酸，例如：中国专利CN1084574A公开了一种分离稀土元素用的羧酸型萃取剂，分子式为ROCH2COOH，式中R为C8～C20的直链或支链的烷基或为C4～C16的直链或支链烷基的取代苯基，推荐用仲辛基苯氧基取代乙酸，这类新萃取剂可在稀土元素萃取分离工艺中，有效地将钇与全部镧系元素分离，并可克服环烷酸萃取分离钇时有机相浓度降低的问题，此外，新萃取剂也适用于镧系元素间的分离。
[0003]虽然分子式为ROCH2COOH的烷基苯氧羧酸可以将钇与镧系元素分离，萃取性能稳定，但萃取体系中重稀土与钇的分离系数显著低于环烷酸体系，这导致重稀土元素与钇难以分离，从而需要设计更多级数的萃取槽来达到分离效果。
[0004]因此，需要对羧酸萃取剂分子结构进行调控，开发一种既能够克服萃取有机相浓度降低问题，并且对重稀土元素和钇分离系数较高的萃取剂。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于克服萃取有机相浓度降低，提高重稀土元素和钇分离系数。本专利技术提供一种从稀土溶液中分离稀土元素的方法，该方法中作为萃取剂的化合物的化学结构稳定，对重稀土元素和钇分离系数高。
[0006]一种从稀土溶液中分离稀土元素的方法，将具有式(I)结构的化合物活化后与稀土溶液进行反应；
[0007]所述式(Ⅰ)的结构：
[0008][0009]式(Ⅰ)中，R1和R2独立的选自H或C1～C9的烷基，n选自1～20的自然数，x选自1～5的自然数，y选自1～5的自然数。
[0010]优选的，将所述化合物先经无机碱皂化活化后，再与稀土溶液混合进行反应。
[0011]优选的，R1和R2均为H。
[0012]优选的，n选自1
‑
6的自然数。
[0013]优选的，n为1或2或3。
[0014]优选的，R1和R2独立的选自C1～C6的烷基。
[0015]优选的，R1和R2独立的选自甲基或辛基。
[0016]优选的，x为1或2，y为1或2。
[0017]优选的，所述稀土溶液包含镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪和钇中的一种或多种稀土离子。
[0018]优选的，所述稀土溶液中稀土离子的总浓度为0.05～1.5mol/L。
[0019]优选的，所述稀土溶液的pH值为1～7。
[0020]本专利技术提供了一种从稀土溶液中分离稀土元素的方法，该方法中用作萃取剂的化合物能有效地将钇与镧系元素分离，与工业应用的环烷酸萃取剂相比，该萃取剂组分单一，化学结构稳定，萃取有机相浓度不降低，萃取性能稳定；并且，所述化合物对轻稀土元素和钇分离系数明显高于环烷酸，对重稀土元素和钇分离系数同样高于环烷酸，在分离能效上能完全取代环烷酸，具有十分良好的应用前景。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的实施例3的4
‑
(4,4'
‑
二正辛基二苯氨基)
‑4‑
氧代丁酸的核磁共振氢谱图。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]本专利技术提供了一种从稀土溶液中分离稀土元素的方法，将具有式(I)结构的化合物与稀土溶液进行活化反应；
[0024]所述式(Ⅰ)的结构：
[0025][0026]式(Ⅰ)中，R1和R2独立的选自H或C1～C9的烷基，n为1～20的自然数，x为1～5的自然数，y为1～5的自然数。(R1)
x
表示R1在苯环上的取代位置可以为邻位、间位或对位，取代基的个数可以为x个，x范围为1～5的自然数。
[0027]在本专利技术的某些实施例中，将所述化合物先经无机碱皂化活化后，再与稀土溶液混合进行反应。
[0028]在本专利技术的某些实施例中，从稀土溶液中分离稀土元素的方法，具体包括以下步骤：
[0029]a)将所述化合物与有机溶剂混合，得到萃取剂溶液；
[0030]b)将所述萃取剂溶液与无机碱溶液混合，进行皂化，得到皂化的萃取剂溶液；
[0031]c)述皂化的萃取剂溶液与稀土溶液混合，进行萃取，钇在水相中富集，贫钇稀土在有机相中富集。
[0032]在本专利技术的某些实施例中，R1和R2都为H。
[0033]在本专利技术的某些实施例中，n选自1
‑
6的自然数。
[0034]在本专利技术的某些实施例中，n为1或2或3。
[0035]在本专利技术的某些实施例中，R1和R2独立的选自C1～C6的烷基。
[0036]在本专利技术的某些实施例中，x为1或2，y为1或2。
[0037]在本专利技术的某些实施例中，所述R1和R2独立的选自甲基或正辛基。
[0038]在本专利技术的某些实施例中，所述化合物选自式(I
‑
1)～式(I
‑
7)所示的结构中的一种；
[0039][0040][0041]在本专利技术的某些实施例中，所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、庚烷、辛烷、二氯甲烷、三氯甲烷和磺化煤油中的一种或几种。
[0042]在本专利技术的某些实施例中，所述萃取剂溶液的浓度为0.5～1.0mol/L。在某些实施例中，所述萃取剂溶液的浓度为0.60mol/L。
[0043]将化合物与有机溶剂混合后得到萃取剂溶液，再将所述萃取剂溶液与无机碱溶液混合，进行皂化，得到皂化的萃取剂溶液。
[0044]在本专利技术的某些实施例中，所述无机碱溶液为氢氧化钠的水溶液。在本专利技术的某些实施例中，所述无机碱溶液的浓度为8～12mol/L。在某些实施例中，所述无机碱溶液的浓度为10.8mol/L。
[0045]在本专利技术的某些实施例中，所述皂化的温度为25～65℃，时间为0.5～2h。在某些实施例中，所述皂化的温度为65℃、45℃或25℃。在某些实施例中，所述皂化的时间为0.5h、1h或2h。
[0046]在本专利技术的某些实施例中，所述皂化的萃取剂溶液的皂化度为80％～85％。在某
些实施例中，所述皂化的萃取剂溶液的皂化度为83.3％。
[0047]得到皂化的萃取剂溶液后，将所述皂化的萃取剂溶液与稀土溶液混合，进行萃取，钇在水相中富集，贫钇稀土在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从稀土溶液中分离稀土元素的方法，其特征在于，将具有式(Ⅰ)结构的化合物活化后与稀土溶液进行反应；所述式(Ⅰ)的结构：其中，R1和R2独立的选自C1～C9的烷基；其中，n、x和y满足以下条件之一：
①
n选自1～20的自然数，x选自2～5的自然数，y选自1～5的自然数；
②
n选自1～20的自然数，x选自1～5的自然数，y选自2～5的自然数；
③
n选自12～20的自然数，x选自1～5的自然数，y选自2～5的自然数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述化合物先经无机碱皂化反应活化后，再与稀土溶液混合进行反应。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，R1和R2均为H。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳良，钟可祥，肖文涛，吴玉远，林锦池，
申请(专利权)人：福建省长汀金龙稀土有限公司，
类型：发明
国别省市：