[发明专利]一种新型高效轻稀土萃取剂草酰胺的合成及萃取分离方法

说明书

本发明涉及一种新型高效轻稀土萃取剂草酰胺的合成及萃取分离方法，并将其应用于轻稀土的萃取和分离。该萃取剂对轻稀土萃取性能优异，在甲苯中对相邻稀土的分离系数最高可达3.2，而在正庚烷中的半萃PH1/2最低可降至1.2。另外，此类萃取剂合成简便，只需通过两步常规反应即可得到产物，合成条件温和，便于工业化生产。因此，该萃取剂是一类具有发展潜力的轻稀土萃取剂。

技术领域

本发明公开一类可用于湿法冶金用的新型萃取剂及其萃取方法，具体地说是一种分离轻稀土的草酰胺萃取剂。

背景技术

稀土由于其独特的电子层结构而具有优异的磁、光、电等特性，而被广泛应用于冶金机械、石油化工、电子信息、能源环保、国防军工和高新材料等10多个领域。但由于稀土元素化学性质很接近，因此稀土的分离一直是稀土工业中最具挑战性的课题之一。

羧酸类萃取剂是稀土萃取剂中很重要的一大类，目前主要是用于将钇同其它稀土的分离，环烷酸是这类萃取剂的代表。虽然环烷酸原料易得，使用成本低，但成分复杂，且长期使用过程中性质不稳定易乳化，分离效果并不理想。专利CN 1519384A公开了使用蓖麻油脂肪酸做稀土萃取剂，但主要得到混合稀土。专利CN 1084574A公开了仲辛基苯氧乙酸萃取剂，其萃取能力高于环烷酸，此类萃取剂通过引入苯氧基基团使萃取剂在煤油体系中的半萃PH1/2(半萃pH值，即萃取率为50％时所对应的平衡pH值)降至2.5左右，四种相邻轻稀土的分离系数在1.8-1.2之间。

发明内容

本发明提出一类新型的萃取剂，即二烷基草酰胺萃取剂。以N，N-二己基草酸为例，该萃取剂在甲苯中的PH1/2值可降至2.3-2.5，当PH＞3时，萃取率在90％以上。而在正庚烷中，N，N-二己基草氨酸萃取轻稀土的PH1/2值可进一步降低到1.2-1.5；以煤油为稀释剂时HA的萃取能力(PH1/2在1.75-2.12之间)介于甲苯和正庚烷之间。另外，在甲苯中，N，N-二己基草氨酸对相邻稀土分离系数在3.2-1.3之间；而在庚烷中，其对轻稀土的离系数在1.2-2.0之间，说明不同的稀释剂对稀土的萃取率和分离效果有不同的影响，即在芳香稀释剂中HA对轻稀土的分离性较好，而在烷烃稀释剂中HA对轻稀土的萃取能力较强，可根据实际需求选择合适的稀释剂以灵活调节轻稀土的萃取过程。此类萃取剂合成简单，只需要通过两步常规反应即可获得最终产品，具有一定的实际应用前景。

具体实施方式

本发明通过以下实施例进一步阐述，但并不限制本发明的范围。

实例1.N，N-二己基草酸(HA6)的制备

10ml草酰氯单乙酯溶于30ml二氯甲烷，冰水浴条件下滴加二正丁胺(15ml)与三乙胺(20ml)的二氯甲烷溶液30ml。1h以后将反应液旋干，加入乙醇20ml，0.2M氢氧化钠水溶液20ml，回流反应5h，加入盐酸酸化，蒸掉大部分溶剂，再加入50ml二氯甲烷，水洗三次，分相后用无水硫酸钠干燥有机相，浓缩后经硅胶层析(二氯甲烷做洗脱液)纯化得到淡棕色粘稠液体，纯度92％，产率76％。

1HNMR(CDCl3/TMS)δ/ppm：1.20(s，1H)，3.32-1.25(m，12H)，0.85(m，6H)。

实例2.N，N-二异辛基草酸(HA8)的制备

10ml草酰氯单乙酯溶于30ml二氯甲烷，冰水浴条件下滴加二异辛胺(20ml)与三乙胺(20ml)的二氯甲烷溶液30ml。1h以后将反应液旋干，加入乙醇20ml，0.2M氢氧化钠水溶液20ml，回流反应5h，加入盐酸酸化，蒸掉大部分溶剂，再加入50ml二氯甲烷，水洗三次，分相后用无水硫酸钠干燥有机相，浓缩后经硅胶层析(二氯甲烷做洗脱液)纯化得到淡棕色粘稠液体，纯度90％，产率75％。