[發(fā)明專利]中性磷酰胺萃取劑用于萃取分離釷的用途和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410409451.0
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN104131164A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖伍平;李艷玲;張志峰;盧有彩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類號: C22B3/38
• 分類號: C22B3/38;C22B60/02
• 代理公司: 北京金信立方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 朱梅;李維盈

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及釷的分離純化方法，更具體而言，涉及一種中性磷酰胺萃取劑用于萃取分離釷的用途以及使用該中性磷酰胺萃取劑萃取分離釷的方法。

背景技術(shù)

釷是錒系元素之一，是一種放射性元素，經(jīng)過中子轟擊，可得到鈾-233，因此它是潛在的核燃料。目前，中國已探明的釷總儲量約28～30萬噸，居世界前列，且大部分伴生于稀土資源中。然而目前在中國，釷的利用率幾乎為零，大量的釷隨著稀土的開采進(jìn)入到渣及尾礦中，造成了極大的環(huán)境污染及資源浪費。

早期的釷分離工藝采用磷酸三丁酯(TBP)為萃取劑，從硝酸體系中萃取分離釷。但由于TBP的水溶性大，導(dǎo)致萃取劑消耗量大，此外，萃取過程需要在較高的硝酸介質(zhì)中進(jìn)行，致使酸的消耗量大，且加劇TBP的分解。中國專利申請98122348.6和02123913.4公開了從氟碳鈰礦和氟碳鈰礦與獨居石混合礦的浸出液中萃取分離釷的工藝，其中以伯胺N1923為萃取劑，將浸出液中的釷回收并富集到95～99％，釷的收率達(dá)到95％。但是，上述純度還沒有滿足釷作為核能原料的用途。

本發(fā)明的發(fā)明人長期致力于釷及稀土的分離純化研究，已針對釷的分離提純分別設(shè)計發(fā)明了兩項分離提純釷的中國專利：No.201110074345.8及No.201210552752.x，其中采用了中性膦萃取劑作為萃取劑，所述中性膦萃取劑的通式為G₃P＝O；其中各個G獨立地為選自烷基和烷氧基中的一種。但是上述方法仍然存在不足，如所采用的中性膦萃取劑負(fù)載釷容量相對較低(30％的萃取劑對釷的負(fù)載量為40g/l)，以及所采用的中性膦萃取劑在強(qiáng)酸條件下的穩(wěn)定性雖然較TBP有了相當(dāng)大的提高，但仍略有不足，導(dǎo)致重復(fù)利用率較低。

因此，仍然需要進(jìn)一步開發(fā)新的釷的分離提純方法，找尋新型萃取體系，使得能有效地以及進(jìn)一步提高中性膦萃取劑的穩(wěn)定性，提高重復(fù)利用率。

發(fā)明內(nèi)容

磷酰胺類萃取劑的合成方法及在萃取分離四價鈰方面的應(yīng)用已經(jīng)申請了中國專利申請No.201410040023.5。但是，鈰屬于稀土元素之一，其性質(zhì)與屬于錒系元素的釷有巨大差異。據(jù)發(fā)明人所知，磷酰胺類萃取劑在釷的分離提純中的應(yīng)用目前還沒有報道。為此，發(fā)明人對于磷酰胺類萃取劑在釷的分離提純中的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究，從而完成了本發(fā)明。

本發(fā)明一方面提供了通式I所示的中性磷酰胺萃取劑用于萃取分離釷的用途。

其中，

R₁選自C₁～C₁₈烷基；優(yōu)選選自C₄～C₁₄烷基；

R₂選自H和C₁～C₁₈烷基；優(yōu)選為C₁～C₁₈烷基，更優(yōu)選為C₄～C₁₄烷基；以及

R₃和R₄各自獨立地選自：-NR₅R₆和C₁～C₁₈烷氧基，

R₅選自H和C₁～C₁₈烷基；

R₆選自C₁～C₁₈烷基。

在通式I所示的中性磷酰胺萃取劑中，R₁、R₂、R₃和R₄的總碳原子數(shù)為14～36，優(yōu)選為16～30，更優(yōu)選為18-27。

本發(fā)明另一方面提供了一種分離純化釷的方法，所述方法包括使用通式I所示的中性磷酰胺萃取劑。

本發(fā)明的分離純化釷的方法可以采用溶劑萃取的方法進(jìn)行，其中將本發(fā)明的中性磷酰胺萃取劑配制成液體萃取體系使用，也可以采用固液萃取的方法進(jìn)行，其中采用使用本發(fā)明的中性磷酰胺萃取劑制成的例如萃淋樹脂等的固態(tài)分離材料。

在一種實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的分離純化釷的方法包括將包含通式I所示的中性磷酰胺萃取劑的中性磷酰胺萃取體系與含釷的料液混合進(jìn)行萃取得到含釷萃取液和提釷尾液的步驟。

所述中性磷酰胺萃取體系包含通式I所示的中性磷酰胺萃取劑、非必需的輔助萃取劑、非必需的相改良劑和稀釋劑；優(yōu)選地，上述各成分的體積比為：中性磷酰胺萃取劑：輔助萃取劑：相改良劑：稀釋劑＝1～40：0～30：0～20：50～99。