[其他]稀土元素液-液萃取分离方法

说明书

本发明涉及水溶液中所含稀土元素的溶剂分离方法。

更精确地讲，本发明有关稀土元素硝酸盐水溶液中所含稀土元素的液-液萃取分离方法。

本发明所用“稀土”一词包括原子序数57-71（含57和71）的镧系稀土元素和原子序数39的钇。

在本发明叙述中，所谓“铈族稀土元素”意指根据原子序数从镧至钕的最轻稀土元素，而“钇族稀土元素”意指从钐至镥且包括钇的最重稀土元素。

众所周知，稀土元素因其性质差异极小而难于分离。

为了分离这些性质相近的元素，人们已提出在稀土元素分离过程中占有特殊重要性的方法即液-液萃取分离方法，其机理是在含稀土元素的溶液中用该溶液的非混溶萃取溶剂对稀土元素之一进行选择性萃取。

萃取溶剂已采用适于稀土元素分离的有机磷化合物的有机稀释剂溶液，特别是氧化三正辛基膦（TOPO）。不过，TOPO室温下呈因态并且因在煤油等适用稀释剂中溶解度低而使其不适于在某些条件下应用，特别是不适于在硝酸盐介质中和浓缩溶液中分离稀土元素。

此外，某些分离过程如钇从其它钇族稀土元素中分离的过程难于进行，原因是其性质极其相似，并且同样由于在工业上对稀土矿进行侵蚀的条件下，钇在钇族稀土元素中的含量相当高，当然含量与稀土矿组成有关。

申请人发现，下述萃取剂能够克服上述缺点并且在稀土元素性质相似情况下选择性也极好。

本发明涉及包括至少两种稀土元素的水溶液中所含稀土元素的液-液萃取方法，萃取在含欲分离稀土元素的硝酸盐的水相和含有机磷化合物构成的萃取剂的有机相之间进行，其特征是，所说萃取剂由至少两种分别对应于式（Ⅰ）和（Ⅰ′）的有机磷化合物构成：

其中

-式（Ⅰ）中：

·R₁，R₂，R₃相同或不同，必要时可被取代，可为氢或饱和或不饱和直链或支链烃基或饱和或不饱和环烃基;

·R₁，R₂，R₃的碳原子总和至少为12。-式（Ⅰ′）中：

·R₄，R₅，R₆相同或不同，必要时可被取代，可为氢或饱和或不饱和直链或支链烃基或饱和或不饱和环烃基;

·R₄，R₅，R₆的碳原子总和至少为12。

R₁，R₂，R₃，R₄，R₅，R₆可带有取代基如羟基或硝基;囟原子尤其是氯和氟;如由1～4低碳原子缩合生成的低碳烷氧基;氰基等。

R₁，R₂，R₃，R₄，R₅，R₆的碳原子数一般可为1-18，优选为2-8。

R₁，R₂和R₃或R₄，R₅和R₆的碳原子总和至少为12，且优选为大于18。

R₁，R₂，R₃，R₄，R₅，R₆可举出甲基，乙基，正丙基，异丙基，丁基，异丁基，仲丁基，叔丁基，正戊基，1-甲基丁基，异戊基，叔戊基，新戊基，下列正烷基：正己基，正庚基，正辛基，正壬基，正癸基，正十一（烷）基，正十二（烷）基，正十三（烷）基，正十四（烷基），正十五（烷）基，正十六（烷）基，正十七（烷）基，正十八（烷）基，以及相应的支链烷基和环烷基特别是环己基。

特别适用于本发明的是这样的两种萃取剂混合物，即一种萃取剂对应于式（Ⅰ），其中R₁，R₂，R₃为相同即碳原子数相同的直链烷基，另一种萃取剂对应于式（Ⅰ′），其中R₄，R₅，R₆为相同即碳原子数相同的直链烷基但其碳原子数不同于R₁，R₂，R₃。