[发明专利]选择性地分离含水料流中所关注的元素或物品

权利要求书

1.一种将混合物中的金属性成分与其它金属和伴随该金属性成分的其它材料选择性分离的方法，该方法包括：

(a)在水溶液中提供该混合物，使得该金属性成分在该溶液中形成络合阴离子，并且其中一种或多种该其它金属在该溶液中形成阳离子或络合阳离子；

(b)使该溶液与一种或多种添加剂接触以原位形成层状双氢氧化物(LDH)材料，使得该络合阴离子被插入LDH材料的中间层内，并且其中一种或多种该其它金属被纳入LDH材料的晶体结构或基体中；和

(c)通过使从步骤(b)获得的LDH经受回收处理步骤，从LDH的中间层选择性地回收该金属性成分，

其中该回收处理步骤包括：

(i)使该LDH材料经受热处理或热分解，从而形成塌陷或亚稳定的LDH材料和导致形成包含预选金属性成分的第一氧化物材料和包含一种或多种该其它金属的第二氧化物材料；

(ii)离子交换步骤，该离子交换步骤包括向离子交换溶液中加入至少一种取代基阴离子，使得该取代基阴离子通过离子交换机制置换至少一些插入的络合阴离子，从而导致该络合阴离子从该中间层释放到该离子交换溶液中；或

(iii)优化该LDH材料的晶体结构或基体以在步骤(b)中选择性地将一种或多种该其它金属纳入LDH的晶体结构或基体中。

2.一种将混合物中的金属性成分与其它金属和伴随该金属性成分的其它材料选择性分离的方法，该方法包括：

(a)在水溶液中提供该混合物，使得该金属性成分在该溶液中形成络合阴离子，并且其中一种或多种该其它金属在该溶液中形成阳离子或络合阳离子；

(b)使该溶液与层状双氢氧化物(LDH)材料接触，使得该络合阴离子被插入LDH材料的中间层内；和

(c)通过使来自步骤(b)的LDH经受回收处理步骤，从LDH的中间层选择性地回收该金属性成分，

其中该回收处理步骤包括：

(i)使该LDH材料经受热处理或热分解，从而形成塌陷或亚稳定的LDH材料和导致形成包含预选金属性成分的第一氧化物材料和包含一种或多种该其它金属的第二氧化物材料；

(ii)离子交换步骤，该离子交换步骤包括向离子交换溶液中加入至少一种取代基阴离子，使得该取代基阴离子通过离子交换机制置换至少一些插入的络合阴离子，从而导致该络合阴离子从该中间层释放到该离子交换溶液中；或

(iii)优化该LDH材料的晶体结构或基体以在步骤(b)中选择性地将一种或多种该其它金属纳入LDH的晶体结构或基体中。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，该方法还包括在步骤(a)中控制该水溶液的pH水平从而控制络合阴离子的形态的步骤。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中该离子交换步骤还包括控制pH条件以促进该络合阴离子从该中间层的置换和/或促进优选类型的络合阴离子相对于其它络合阴离子的物质形成。

5.根据权利要求1或权利要求2的方法，其中该取代基试剂包含下列一种或多种：NTA、EDTA，和/或其中该取代基试剂相对于该LDH材料中插入的络合阴离子具有显著更多的电负性。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中该回收步骤还包括在该离子交换步骤之后分离该LDH材料。

7.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中该热处理在显著还原性条件下进行。

8.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，还包括在该热处理或热分解之前或期间向该LDH材料添加另外的添加剂。

9.根据权利要求8所述的方法，其中该方法还包括控制该另外的添加剂与该LDH材料的比率，以在热处理或热分解时选择性地控制氧化物材料的形成。

10.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中该金属性成分包含铀、钒、铬或能够在溶液中形成络合阴离子的超铀金属，并且其中该一种或多种该其它金属包含稀土金属或超铀元素。