[發(fā)明專利]用烴氧基取代乙酸為萃取劑富集和制備高純鈧的工藝

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 02128346.X
• 申請(qǐng)日: 2002-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN1397653A
• 公開（公告）日: 2003-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李德謙;王弋戈;孟淑蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C22B3/26
• 分類號(hào): C22B3/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一類濕法冶金稀土金屬分離工藝，具體的說是屬于一種用烴氧基取代乙酸作為萃取劑從含鈧稀土中富集和制備高純鈧的工藝。

背景技術(shù)

鈧本身所具有的優(yōu)異性能使其在電光源、宇航、電子工業(yè)、核技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)等重要領(lǐng)域獲得應(yīng)用。然而由于鈧的化學(xué)活性很高，很難制得高純度的金屬，因而雖然早在1879年就有nilson發(fā)現(xiàn)了鈧，但直到1937年才由Fisher用熔鹽電解法制得了純度為95％的金屬鈧，并于1973年由Spedding制得了純度為99.9％的金屬鈧。從組成復(fù)雜和含鈧量低的原料中富集、分離和提取高純鈧的過程相當(dāng)復(fù)雜，致使鈧的產(chǎn)量不大，價(jià)格昂貴。當(dāng)前，高純鈧的濕法冶金分離工藝主要用液一液萃取技術(shù)。所用萃取體系各有不同，但廣泛應(yīng)用的則是羧酸萃取體系。中國(guó)專利CN95117985公開了嚴(yán)純?nèi)A等題為“一種從含鈧混合物中富集和制備高純鈧的方法”，此發(fā)明提供了一種以含鈧稀土料液為原料，其中鈧含量wt％：0.02％-20％，用環(huán)烷酸作為萃取劑，煤油為稀釋劑，添加適量的醇，從鹽酸溶劑中以錯(cuò)流萃取富集微量鈧，鈧富集度為10-15％，再用分餾萃取法制備高純鈧，鈧的純度為99.99％-99.9999％。然而生產(chǎn)實(shí)踐表明，由于環(huán)烷酸為石油中的付產(chǎn)物，組成復(fù)雜，水溶性大，長(zhǎng)期使用后，萃取劑的成份發(fā)生變化，并且由于pKa值較高，需要在較高pH值下萃取稀土，所以易產(chǎn)生乳化的現(xiàn)象。

葉偉貞等在題為“分離稀土金屬的萃取劑”中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?3112500.6中公開了一類分子式為ROCH₂COOH的烴氧基取代乙酸作為分離稀土金屬的羧酸型萃取劑。這類新萃取劑有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，組成較簡(jiǎn)單，它們的pKa值均比環(huán)烷酸的pKa值小，故能在較低的pH下萃取稀土元素，有助于克服環(huán)烷酸萃取稀土?xí)r產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，是一類有希望代替環(huán)烷酸成為稀土分離的羧酸型新萃取劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用烴氧基取代乙酸從含鈧稀土中富集和制備高純鈧的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的萃取劑為烴氧基取代乙酸(H₂A₂)，如仲辛基苯氧基取代乙酸或仲壬基苯氧基取代乙酸等，其分子式為：

式中R為碳數(shù)為C₇-C₁₀的烴基。這類化合物從礦物酸介質(zhì)中萃取稀土?xí)r，鈧與鑭系元素的分離系數(shù)最小的大于50，最大的大于260，鈧與釔的分離系數(shù)大于400，由此可見通過多級(jí)萃取可達(dá)到鈧與其它稀土定量分離及制備高純鈧的目的。其萃取反應(yīng)屬陽離子交換反應(yīng)。本發(fā)明采用皂化H₂A₂可提高H₂A₂萃取RE(III)的容量和分離系數(shù)。由于在液-液萃取過程中RE(III)與H₂A₂中的H⁺進(jìn)行交換，使萃余水相中酸度不斷提高，影響RE(III)進(jìn)一步的萃取分離。為維持在一定分離系數(shù)條件下Sc與Ln的萃取分離，就必須將H₂A₂預(yù)先進(jìn)行皂化以維持分離過程中平衡水相所需pH值。

H₂A₂萃取Sc(III)的反應(yīng)機(jī)理如下：

由于Ln與Y的離子半徑均大于Sc，所以H₂A₂萃取Ln(III)和Y(III)的反應(yīng)為：

式中M代表Ln和Y，(O)代表有機(jī)相，(a)為水相。

本發(fā)明采用混合醇ROH作為H₂A₂體系的添加劑，ROH可改善H₂A₂體系的物理現(xiàn)象，消除乳化，用烷烴或芳烴作為稀釋劑，組成H₂A₂-ROH一烷烴或芳烴萃取劑體系。使用氯化或硝化稀土為料液，鹽酸或硝酸作為洗酸和反酸。得到Sc(III)純度可達(dá)99.99-99.999％。