论文部分内容阅读
稀土元素包括钪、钇和镧系共17种元素,由于它们具有独特的光、电和磁性质,被广泛应用于高精端科技领域里。重稀土元素包括钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇,重稀土元素存在储量少,难回收,价值昂贵以及可替代性小等问题。放射性元素钍在核能工业上具有潜在的应用价值,在南方离子型稀土矿中,有少量的钍和稀土混杂在矿床中。本文以有效地萃取和分离重稀土以及钍元素为目的,详细研究了两种新的协同萃取体系对重稀土和钍元素的萃取和分离选择性。溶剂萃取是一种非常有效的萃取分离技术,协同萃取方法又是溶剂萃取中重要的研究领域。在某些情况下,萃取体系的协同萃取效应不仅可以加强萃取能力还能提高萃取选择性。考虑到一些可能的协同萃取效应,利用混合萃取剂体系萃取分离稀土和钍元素越来越受到人们的广泛关注。CA-12和C272的协同萃取体系可以提高Y与重稀土的分离选择性,但CA-12和C272萃取过程中都需要皂化,产生皂化废水污染环境。作为绿色溶剂的离子液体可以优化传统萃取剂存在的缺陷,研究新型的离子液协同萃取体系也引起了人们的广泛关注。为改善传统萃取体系CA-12和C272萃取过程中存在的上述问题,本文研究了在盐酸体系中,双功能化离子液体[N1888][SOPAA]和[P66614][BTMPP](Cyphos IL-104)的协同萃取效应,讨论了该萃取体系对Lu(Ⅲ)的萃取分离规律,其结果显示,该混合体系对Lu(Ⅲ)表现出良好的协同效果,通过斜率法得到[N1888][SOPAA]与Lu(Ⅲ)的化学计量比为2:1,[P66614][BTMPP]与Lu(Ⅲ)的化学计量比为4:1,确定该协萃体系的萃取机理为离子缔合机理。讨论了水相pH、NaC1浓度等因素对协同萃取结果的影响,实验结果表明在一定pH值和盐析剂浓度下,该混合体系表现出明显的协萃能力。此外协同萃取体系[N1888][SOPAA]和[P66614][BTMPP]萃取重稀土的分离系数的顺序为βLu/Y>βYb/Y>βTm/Y>βEr/Y>βHo/Y,解决了在南方离子型稀土矿中钇的含量高且钇与重稀土元素之间物理化学性质接近、难分离等问题。另外反萃容易,在盐酸浓度不低于1mol/L时,稀土离子就可以完全被反萃完。研究表明:本方法在重稀土分离工艺上具有很好的应用前景。研究了在盐酸介质中Cyanex(?)572(C572)和Cyanex923协同体系萃取分离Th(Ⅳ)。结果表明,组合的C572和C923体系对于Th(Ⅳ)的萃取分离表现出了明显的协同效应。通过斜率法得到C572与Th(Ⅳ)的化学计量比为2:1,C923与Th(Ⅳ)的化学计量比为1:1。详细研究了 HCl浓度对协同萃取结果的影响,实验结果表明在一定的HCl浓度下,该混合体系表现出明显的协同萃取优势。