[发明专利]一种液-液-液三相体系萃取分离稀土离子的方法

权利要求书

1.一种液-液-液三相体系萃取分离稀土离子的方法，包括以下步骤：

(1)在含有稀土离子的水溶液中加入化学络合剂，调节溶液pH至小于5，室温下充分混合；所述化学络合剂为乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二醇-双-(2-氨基乙醚)四乙酸(EGTA)、聚丙烯酸(PAA)、偶氮胂III、邻菲罗啉、双硫腙中的一种或至少两种的混合物；

(2)向步骤(1)得到的混合溶液中加入水溶性高聚物，再加入无机电解质盐，室温下充分混合后静置或离心分相，得到上、下两层共存的两液相体系；

(3)向上述两液相体系中加入离子液体；

(4)将步骤(3)得到的混合物在室温下充分混合后静置或离心分相，得到上、中、下三层共存的三液相体系；

(5)分别取三液相体系的上、中、下三相，回收其中的稀土离子。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中优选调节pH为2～5。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述含有稀土离子的水溶液包括至少三种镧系稀土离子；分别取轻、中、重稀土组中各一种或一种以上稀土金属，通过盐酸或硝酸溶液溶解其相应的稀土金属氧化物，制得稀土离子水溶液。

4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述化学络合剂与初始水溶液中稀土离子的摩尔比为0.5∶1～5∶1；

优选地，所述化学络合剂选用EDTA和/或EGTA；其与初始水溶液中稀土离子的摩尔比优选1∶1～2∶1。

5.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述水溶性高聚物选自PEG、聚丙二醇、甲氧基聚乙二醇、甲氧基聚丙二醇、PVA、PVP、聚乙二醇-聚丙二醇嵌段共聚物、聚丙二醇-聚乙二醇-单丁酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物、EOPO、甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或至少两种的混合物；

优选地，所述水溶性高聚物选用重均分子量为2000的PEG和/或重均分子量为2500的EOPO。

6.如权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述无机电解质盐为含钠、钾、锂、铵的盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐，优选为硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂、氯化钠、氯化铵、氯化钾、氯化锂、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、硝酸锂、磷酸钾中的一种或至少两种的混合物；

优选地，所述无机电解质盐优选用硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾、氯化钠、氯化钾、氯化锂、硝酸钠、硝酸钾、硝酸锂或磷酸钾中的一种或至少两种的混合物。

7.如权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，所述离子液体为疏水性离子液体，阳离子优选咪唑类、吡啶类、季铵盐类、季膦盐类，阴离子优选PF₆^-、N(CF₃SO₂)₂^-或BF₄^-；离子液体与含稀土离子水溶液的体积比为0.5∶1～5∶1；

优选地，所述离子液体优选用1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐；离子液体与含有稀土离子水溶液的体积比优选为1∶1～3∶1。

8.如权利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，每100重量份所述步骤(2)得到的混合溶液中，水溶性高聚物占8～30份，无机电解质盐占10～50份；

优选地，每100重量份中，水溶性高聚物占10～20重量份，无机电解质盐占20～30重量份。

9.如权利要求1-8之一所述的方法，其特征在于，步骤(5)所述的回收稀土离子通过电沉积法进行；所述电沉积法槽电压为0.1～5V，电流密度为200～400A/m²。