[发明专利]一种氟碳铈矿中稀土铈的选择性提取方法

说明书

本发明公开了一种氟碳铈矿中稀土铈的选择性提取方法，本发明方法采用共沉淀法制备超顺磁四氧化三铁纳米微粒，以超顺磁四氧化三铁为核，采用水解在四氧化三铁表面包覆上一层或多层二氧化硅壳，运用偶联反应的原理，在包覆上二氧化硅的核上进行改性，以3‑氨基丙基三甲氧基硅烷为改性试剂，在核壳结构上进行改性连接上氨基，最后用环硫氯丙烷通过亲核取代反应合成同时含有氮和硫的螯合物，之后用于氟碳铈矿中稀土铈的选择性提取，常温下选择性的吸附了Ce²⁺，这种方法解决了过去溶剂萃取的缺点，溶剂萃取中的溶剂一般是有机溶剂，有机溶剂大部分有毒，且容易造成二次污染；具有易回收、无污染的优点。

技术领域

本发明涉及一种氟碳铈矿中稀土铈的选择性提取方法，属于稀土提取领域。

背景技术

氟碳铈矿中大量存在铈，这些铈化物的存在不仅会造成环境污染，对人类健康产生威胁，还会造成大量的铈稀土金属的损失。由于氟碳铈矿中杂质较多，很难用一般的方法进行去除。目前萃取法是工业上提取氟碳铈矿中铈的主要手段，其原理主要是利用一种萃取剂萃取氟碳铈矿中的铈，继而将剩余溶液排放到大自然中，但此过程的进行容易造成二次污染，特别是有机萃取剂存在潜在的污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氟碳铈矿中稀土铈的选择性提取方法，包括以下步骤：

（1）称取氟碳铈矿溶于稀盐酸溶液中，调节溶液的pH值为2~5，备用；

（2）按20~50mg/mL的比例在步骤（1）溶液中加入超顺磁性的纳米吸附剂，反应12-15h后；通过引入外磁场的方式收集吸附了稀土铈的超顺磁纳米吸附剂；采用0.1~0.2mol/L的盐酸洗脱收集铈；

所述超顺磁性的纳米吸附剂为疏胺基改性超顺磁Fe₃O₄纳米微粒Fe₃O₄@SiO₂-NH-C₃H₆SH（MAF-SCMNPs）。

所述超顺磁性的纳米吸附剂为巯胺基改性超顺磁Fe₃O₄纳米微粒，以超顺磁四氧化三铁为核，以二氧化硅为壳，以3-氨基丙基三甲氧基硅烷和环硫氯丙烷为改性试剂，在核壳结构上进行改性连接上巯胺基。

本发明所述巯胺基改性超顺磁Fe₃O₄纳米微粒通过以下方法制备得到，具体包括以下步骤：

（1）将2~3 mol的FeCl₃.6H₂O和1~1.5 mol的FeCl₂.4H₂O溶解于50~70 mL的去离子水中，然后逐滴加入200~230mL的 0.50~0.55 mol/L的NH₄OH溶液，在60℃~80℃下机械搅拌；获得的Fe₃O₄纳米微粒用磁选分离并用去离子水反复洗涤后得到纳米Fe₃O₄粒子；

（2）按0.8~0.85g/51mL的比例将纳米Fe₃O₄粒子分散于乙醇-水混合溶液中，超声处理30~60min，然后加入1.7~2.0 mL氨水溶液，在持续搅拌过程中再加入1~1.2mL正硅酸乙酯，在50~60℃下搅拌4~6h，将得到的Fe₃O₄@SiO₂的纳米颗粒用磁铁进行分离，并用乙醇和去离子水依次洗涤，在50~60℃下真空干燥10~12h；