P507-LA-HCl体系萃取分离镧铈的研究
发布时间：2022-02-08 23:10
稀土是不可再生的重要战略资源,在高新技术材料中具有不可替代的作用。而镧铈元素是地壳含量最多,工业储量和产量最大,使用范围最广的两种稀土元素。目前工业上镧铈的分离主要采用以皂化P507为主体萃取剂的溶剂萃取工艺,该体系存在含氨氮皂化废水量大和酸碱消耗高、非稀土杂质乳化、三相等问题,进而造成生产成本高和环境污染。因此,开发一种高效节能、绿色环保的萃取新工艺代替原有的皂化工艺已迫在眉睫。本文采用P507-LA-HC1体系分离镧铈,从源头上杜绝皂化废水的产生,采用TBP对络合剂乳酸进行回收。首先研究了 P507-LA-HCl体系萃取分离镧铈的性能,得到了以下主要结果:（1）La、Ce的分配比随水相酸度升高而下降,随络合剂乳酸浓度增加而提高,并遵循“正序萃取”的规律,且明显高于P507-HC1体系;萃取容量随着水相酸度增加而降低,随络合剂乳酸浓度增加而增大,且明显大于P507-HC1体系的萃取容量,其中镧、铈的最大萃取容量 SLa=40.06g/L、SCe=44.88g/L,高于 P507 皂化体系 S=28g/L。表明 P507-LA-HCl体系对镧铈有较好的萃取性能。（2）镧铈分离系数随着平...
【文章来源】：东北大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．４工艺流程图??Ｆｉｇ．?１．４?Ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ??
ｐＨ?ｐＨ??图３．３不同乳酸浓度下，Ｐ５０７萃取ＬａＣｌ３、ＣｅＣｂ时料液ＤＬａ、ＤＣｅ与ｐＨ值的关系??Ｆｉｇ．?３．３?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｐＨ?ａｎｄ?ＤＬａ?Ｄｅｅ?ｉｎ?ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ＬａＣｂＶＣｅＣｂ?ｂｙ?Ｐ５０７?ｉｎ?ｔｈｅ?ａｂｓｅｎｃｅ?ａｎｄ??ｐｒｅｓｅｎｃｅ?ｏｆ?ＬＡ??因此乳酸的加入可以在－定程度上减小萃取交换下来的氢离子的影响和萃取过程中??水相酸度变化的幅度，提高萃取过程中的水相酸度的稳定性，从而使同一料液酸度条件??下乳酸体系镧铈的分配比明显大于盐酸体系。但是由于乳酸的电离常数是恒量??ｐＫａ＝［Ｈ＋］［Ｌａｃ＿］，同一乳酸溶度下，溶液的ｐＨ值越大，酸度越小，其电离出来的Ｌａｃ－浓??度越小，而且高酸度条件会抑制乳酸的电离，从而导致可缓冲萃取过程中溶液酸度的Ｌａｃ＿??减少，其缓冲作用减弱。此外，氢离子的大量存在也使弱酸性的Ｐ５〇７中的磷羟基中的??氢不易电离，不易与稀土离子发生交换，从而导致稀土离子的分配比降低。??３．１．３乳酸浓度对镧铈分配比的影响??为了考察在不冋料液酸度条件下络合剂ＬＡ浓度对Ｐ５０７萃取镧铈分配比的影响，以??络合剂ＬＡ浓度与分配比Ｄ作阁，图３．４分别为不冋乳酸浓度下，ＤＬａ、ＤＣｅ随络合剂ＬＡ??浓度变化关系图。??从图中可以看出在相同料液酸度条件下
萃取条件：稀土浓度（ＬａＣｌ３／ＣｅＣｈ）＝０．２ｍｏｌ／Ｌ?［Ｐ５０７］＝ｌ?．５ｍｏｌ／Ｌ??Ｆｉｇ．?３．７?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｆｅｅｄ?ｌｉｑｕｉｄ?ａｃｉｄｉｔｙ?ｏｎ?ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ?ｃａｐａｃｉｔｙ??从图３．７可以看出，Ｐ５０７萃取镧铈的饱和萃取容量随着料液ｐＨ的増加（水相酸度??的降低）而升高，原因是Ｐ５０７是弱酸性萃取剂，水相中的氢离子抑制了磷羟基中的氢??的电萬，不易与ｆ布土罔子发生父换，抑制／萃取过程的正常进行，导致稀土离子难以萃??取进入有机相，而使Ｐ５０７的饱和萃取量降低。其中铈的萃取量ｓＣｅ略高镧的萃取量于??Ｓｕ。此外，酸度的提高，水相中的氢离子抑制了乳酸的电离，致使萃取过程中能够缓冲??溶液酸度的乳酸根减少，亦使Ｐ５０７的饱和萃取量随酸度的增加而降低。??从图３．８可以看出，Ｐ５０７萃取镧铈的饱和萃取容量随着料液中ＬＡ浓度的增加而提??高。其原因是在萃取过程中料液中的乳酸根可与Ｐ５０７萃取稀土时交换下的氢离子结合，??起到缓冲水相酸度的效果。在同一酸度下
【参考文献】：
期刊论文
[1]P204与N235协同萃取钕的研究[J]. 常宏涛,季尚军,李梅,柳召刚,张称心. 有色金属(冶炼部分). 2015(03)
[2]稀土产业现状与资源整合重组对策[J]. 张璞,李毅. 稀土. 2013(01)
[3]我国稀土产业发展的问题及对策建议[J]. 王同涛,富贵,孔江涛,朱晓暄. 有色金属工程. 2012(03)
[4]南方稀土湿法冶炼废水综合回收与治理研究(上)[J]. 杨清宇,王琳丽,蔡锡元,韩建设. 有色冶金节能. 2012(01)
[5]稀土冶炼废水处理技术发展现状[J]. 王春梅,张永奇,黄小卫,龙志奇. 有色冶金节能. 2012(01)
[6]Centrifugal extraction of rare earths from wet-process phosphoric acid[J]. WANG Liangshi, YU Ying, LIU Ying, and LONG Zhiqi National Engineering Research Center for Rare Earth Materials, General Research Institute for Nonferrous Metals, and GRIREM Advanced Materials Co. Ltd., Beijing 100088, China. Rare Metals. 2011(03)
[7]稀土萃取分离技术现状分析[J]. 韩旗英. 湖南有色金属. 2010(01)
[8]稀土分离理论及其实践的新进展[J]. 严纯华,吴声,廖春生,贾江涛,程福祥,王嵩龄,张玻. 无机化学学报. 2008(08)
[9]电渗析技术的发展及应用[J]. 李广,梁艳玲,韦宏. 化工技术与开发. 2008(07)
[10]HDEHP和HEH/EHP在硫酸介质中对Y3+的协同萃取及反萃行为研究[J]. 黄小卫,张永奇,龙志奇,王春梅,李红卫,薛向欣. 稀土. 2008(03)
博士论文
[1]有机羧酸稀溶液的络合萃取过程研究[D]. 管国锋.南京工业大学 2002
硕士论文
[1]P507-N235体系稀土无皂化萃取分离关键技术研究[D]. 邓声华.江西理工大学 2012
本文编号：3615928
【文章来源】：东北大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．４工艺流程图??Ｆｉｇ．?１．４?Ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ??
ｐＨ?ｐＨ??图３．３不同乳酸浓度下，Ｐ５０７萃取ＬａＣｌ３、ＣｅＣｂ时料液ＤＬａ、ＤＣｅ与ｐＨ值的关系??Ｆｉｇ．?３．３?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｐＨ?ａｎｄ?ＤＬａ?Ｄｅｅ?ｉｎ?ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ＬａＣｂＶＣｅＣｂ?ｂｙ?Ｐ５０７?ｉｎ?ｔｈｅ?ａｂｓｅｎｃｅ?ａｎｄ??ｐｒｅｓｅｎｃｅ?ｏｆ?ＬＡ??因此乳酸的加入可以在－定程度上减小萃取交换下来的氢离子的影响和萃取过程中??水相酸度变化的幅度，提高萃取过程中的水相酸度的稳定性，从而使同一料液酸度条件??下乳酸体系镧铈的分配比明显大于盐酸体系。但是由于乳酸的电离常数是恒量??ｐＫａ＝［Ｈ＋］［Ｌａｃ＿］，同一乳酸溶度下，溶液的ｐＨ值越大，酸度越小，其电离出来的Ｌａｃ－浓??度越小，而且高酸度条件会抑制乳酸的电离，从而导致可缓冲萃取过程中溶液酸度的Ｌａｃ＿??减少，其缓冲作用减弱。此外，氢离子的大量存在也使弱酸性的Ｐ５〇７中的磷羟基中的??氢不易电离，不易与稀土离子发生交换，从而导致稀土离子的分配比降低。??３．１．３乳酸浓度对镧铈分配比的影响??为了考察在不冋料液酸度条件下络合剂ＬＡ浓度对Ｐ５０７萃取镧铈分配比的影响，以??络合剂ＬＡ浓度与分配比Ｄ作阁，图３．４分别为不冋乳酸浓度下，ＤＬａ、ＤＣｅ随络合剂ＬＡ??浓度变化关系图。??从图中可以看出在相同料液酸度条件下
萃取条件：稀土浓度（ＬａＣｌ３／ＣｅＣｈ）＝０．２ｍｏｌ／Ｌ?［Ｐ５０７］＝ｌ?．５ｍｏｌ／Ｌ??Ｆｉｇ．?３．７?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｆｅｅｄ?ｌｉｑｕｉｄ?ａｃｉｄｉｔｙ?ｏｎ?ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ?ｃａｐａｃｉｔｙ??从图３．７可以看出，Ｐ５０７萃取镧铈的饱和萃取容量随着料液ｐＨ的増加（水相酸度??的降低）而升高，原因是Ｐ５０７是弱酸性萃取剂，水相中的氢离子抑制了磷羟基中的氢??的电萬，不易与ｆ布土罔子发生父换，抑制／萃取过程的正常进行，导致稀土离子难以萃??取进入有机相，而使Ｐ５０７的饱和萃取量降低。其中铈的萃取量ｓＣｅ略高镧的萃取量于??Ｓｕ。此外，酸度的提高，水相中的氢离子抑制了乳酸的电离，致使萃取过程中能够缓冲??溶液酸度的乳酸根减少，亦使Ｐ５０７的饱和萃取量随酸度的增加而降低。??从图３．８可以看出，Ｐ５０７萃取镧铈的饱和萃取容量随着料液中ＬＡ浓度的增加而提??高。其原因是在萃取过程中料液中的乳酸根可与Ｐ５０７萃取稀土时交换下的氢离子结合，??起到缓冲水相酸度的效果。在同一酸度下
【参考文献】：
期刊论文
[1]P204与N235协同萃取钕的研究[J]. 常宏涛,季尚军,李梅,柳召刚,张称心. 有色金属(冶炼部分). 2015(03)
[2]稀土产业现状与资源整合重组对策[J]. 张璞,李毅. 稀土. 2013(01)
[3]我国稀土产业发展的问题及对策建议[J]. 王同涛,富贵,孔江涛,朱晓暄. 有色金属工程. 2012(03)
[4]南方稀土湿法冶炼废水综合回收与治理研究(上)[J]. 杨清宇,王琳丽,蔡锡元,韩建设. 有色冶金节能. 2012(01)
[5]稀土冶炼废水处理技术发展现状[J]. 王春梅,张永奇,黄小卫,龙志奇. 有色冶金节能. 2012(01)
[6]Centrifugal extraction of rare earths from wet-process phosphoric acid[J]. WANG Liangshi, YU Ying, LIU Ying, and LONG Zhiqi National Engineering Research Center for Rare Earth Materials, General Research Institute for Nonferrous Metals, and GRIREM Advanced Materials Co. Ltd., Beijing 100088, China. Rare Metals. 2011(03)
[7]稀土萃取分离技术现状分析[J]. 韩旗英. 湖南有色金属. 2010(01)
[8]稀土分离理论及其实践的新进展[J]. 严纯华,吴声,廖春生,贾江涛,程福祥,王嵩龄,张玻. 无机化学学报. 2008(08)
[9]电渗析技术的发展及应用[J]. 李广,梁艳玲,韦宏. 化工技术与开发. 2008(07)
[10]HDEHP和HEH/EHP在硫酸介质中对Y3+的协同萃取及反萃行为研究[J]. 黄小卫,张永奇,龙志奇,王春梅,李红卫,薛向欣. 稀土. 2008(03)
博士论文
[1]有机羧酸稀溶液的络合萃取过程研究[D]. 管国锋.南京工业大学 2002
硕士论文
[1]P507-N235体系稀土无皂化萃取分离关键技术研究[D]. 邓声华.江西理工大学 2012
本文编号：3615928
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