[發(fā)明專利]一種P204摻雜聚苯胺的固相萃取劑及其萃取輕稀土方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910135380.2
• 申請(qǐng)日: 2019-02-22
• 公開（公告）號(hào): CN109680169B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李勇;趙曼;秦倩倩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B59/00
• 分類號(hào): C22B59/00;C22B3/40
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李馨

一種P204摻雜聚苯胺的固相萃取劑及其萃取輕稀土方法，屬于稀土濕法冶金和固相萃取技術(shù)領(lǐng)域。一種P204摻雜聚苯胺的固相萃取劑，將本征態(tài)聚苯胺與P204溶液以5～24:1g/L的比例進(jìn)行摻雜得固相萃取劑，所述P204溶液的濃度為0.01mol/L。本發(fā)明所述固相萃取劑萃取輕稀土的方法，以輕稀土溶液為原料液，輕稀土的濃度為0.01～0.1mol/L，pH為1～5；將P204摻雜聚苯胺的固相萃取劑與稀土原溶液以1～5：100g/ml的比例混合后進(jìn)行固液萃取。本發(fā)明以摻雜態(tài)聚苯胺粉末為固體萃取劑，價(jià)格低廉、穩(wěn)定性高、不易產(chǎn)生乳化，不需要皂化，減少氨氮廢液的排放，分離操作簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境無污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于稀土濕法冶金領(lǐng)域和固相萃取技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種P204摻雜聚苯胺的固相萃取劑及其萃取輕稀土方法。

背景技術(shù)

稀土元素位于元素周期表的ⅢB族，由鈰、鐠、釹等鑭系元素，以及與它們相似的釔和鈧等17種元素組成。稀土元素具有一系列的優(yōu)良性能，被廣泛應(yīng)用于冶金、玻璃陶瓷、原子能、電子、紡織、醫(yī)藥等國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。稀土元素已經(jīng)成為新材料發(fā)展中的重要的原材料。我國是世界上最大的稀土資源國，不僅儲(chǔ)量大，而且元素分配全面。

現(xiàn)階段萃取稀土元素的方法有：分步法、離子交換法和溶劑萃取法等分離方法，溶劑萃取法具有處理量大、反應(yīng)速度快、分離效果好等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為國內(nèi)外稀土工業(yè)生產(chǎn)中提取和分離稀土的主要方法。但是為滿足工業(yè)要求，該生產(chǎn)工藝體系存在皂化、氨氮廢水量大、酸堿消耗量高等環(huán)境污染問題，難于治理。因此探索出一種新型萃取分離工藝迫在眉睫。

P204萃取劑(二(2-乙基己基)磷酸)為酸性磷類萃取劑，由于其水溶性小，穩(wěn)定，與被萃取稀土生成的萃合物在有機(jī)相中具有較高的溶解度，并且價(jià)廉易得，故在稀土分離中大量應(yīng)用，但在分離稀土的過程中也存在著反萃不徹底，以及產(chǎn)生氨氮廢水、高鹽廢水等眾多問題。聚苯胺(PANI)作為最有發(fā)展前景的導(dǎo)電高分子材料之一，其原料價(jià)格廉價(jià)易得，合成方法簡(jiǎn)便，化學(xué)及物理性能優(yōu)良，環(huán)境穩(wěn)定性好，被廣泛應(yīng)用于防腐涂料、光電子器件、重金屬離子吸附等也有著潛在的應(yīng)用前景。聚苯胺在酸性介質(zhì)中可能被摻雜，有機(jī)質(zhì)子酸摻雜的聚苯胺具有更廣闊的應(yīng)用前景。中國專利CN106916949A公開了一種P204萃取法從南方稀土礦中提取稀土的工藝；中國專利CN105771914A公開了聚苯胺改性污泥吸附劑的制備及去除水中六價(jià)鉻的方法；中國專利CN106519666A公開了一種牛磺酸二次摻雜聚苯胺及其制備方法；中國專利CN102513068A一種改性聚苯胺吸附劑及在廢水處理中的應(yīng)用；但具體到以酸性磷類萃取劑P204為摻雜劑摻雜到聚苯胺粉末中形成固體萃取劑，用于萃取稀土元素還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)目前溶劑萃取法萃取稀土元素過程存在的有機(jī)溶劑揮發(fā)、分離操作復(fù)雜、易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象、易造成二次污染、易產(chǎn)生第三相、產(chǎn)生大量有機(jī)廢液難于處理等問題提供一種P204摻雜聚苯胺的固相萃取劑及其萃取輕稀土方法。該方法是以摻雜聚苯胺固體粉末為萃取劑，通過固-液萃取將稀土元素從酸性溶液中轉(zhuǎn)移到固體粉末中，通過抽濾進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)稀土從水溶液中的提取。

一種P204摻雜聚苯胺的固相萃取劑，所述萃取劑是于20℃攪拌條件下將本征態(tài)聚苯胺與P204溶液以5～24:1g/L的比例進(jìn)行摻雜反應(yīng)得固相萃取劑，所述P204溶液的濃度為0.01mol/L。

本發(fā)明中所述P204溶液的溶劑為乙醇，即P204溶于乙醇中形成濃度為0.01mol/L的溶液。

優(yōu)選地，所述本征態(tài)聚苯胺按照下述方法制得：在攪拌過程中將過硫酸銨溶液以過硫酸銨與苯胺的質(zhì)量比為1：1的比例滴加至苯胺溶液中得混合溶液，所述過硫酸銨溶液為過硫酸銨以30:1g/L的比例溶解于1mol/L鹽酸中所得溶液，所述苯胺溶液為苯胺以30:1g/L的比例溶解于1mol/L鹽酸中所得溶液；將混合溶液于室溫反應(yīng)10h，水洗至濾液澄清，固液分離，烘干固體得聚苯胺，將上述所得聚苯胺經(jīng)脫摻雜反應(yīng)后水洗得本征態(tài)聚苯胺。