[发明专利]一种用于稀土富集的萃取剂及其应用

说明书

本发明涉及稀土富集和分离技术领域，尤其涉及一种用于稀土富集的萃取剂及其应用。所述用于稀土富集的萃取剂包括组分A和组分B；组分A为对特辛基苯氧异丙酸；所述对特辛基苯氧异丙酸具有式(Ⅰ)所示结构；组分B包括2‑乙基己基膦酸单2‑乙基己基酯或二(2,4,4‑三甲基戊基)次膦酸；所述组分A和组分B的质量比为1：0.05～5。本发明提供的用于稀土富集的萃取剂为固相萃取剂，这种萃取剂用于稀土元素的富集时，可以显著降低洗脱温度，同时，特定的组分协同作用提高了萃取剂对重稀土元素的络合能力，用无机酸梯度洗脱能够优先选择性洗脱镧铈等轻稀土组分，保留其余重稀土组分，从而实现轻重稀土的分离，重稀土富集效果较优。

技术领域

本发明涉及稀土富集和分离技术领域，尤其涉及一种用于稀土富集的萃取剂及其应用。

背景技术

稀土元素是指元素周期表中原子序数为57～71的15种镧系元素以及化学性质与之相似的21号元素钪和39号元素钇，共17个金属元素。目前，稀土矿的开采首先需要使用浸出剂将稀土离子浸出得到稀土浸出液，浸出液中稀土离子浓度一般较低，需要通过富集方法提高稀土离子浓度，才便于后续稀土元素的萃取分离。

目前，工业上低浓度稀土溶液的富集方法主要有沉淀法和离心萃取法，前者使用沉淀剂，如草酸、碳酸氢铵、碳酸钠等进行沉淀富集，再用酸性水溶液溶解沉淀物中的稀土元素，获得高浓度稀土溶液。由于沉淀剂对稀土元素的沉淀选择性差，非稀土杂质(如硅、铁、钙、锆等)共同沉淀，溶解过程无选择性，造成非稀土杂质大量进入富集液，对后续分离工艺以及最终的产品质量造成不利影响。另一种富集工艺是采用离心萃取法进行富集，采用有机膦萃取剂如P507对低浓度稀土进行离心萃取，得到含稀土元素的有机相，再对有机相进行离心反萃，得到稀土富集液。由于酸性有机磷在水溶液中溶解度较大，离心萃取过程萃取剂的溶解损失大，并且需要采购离心机设备，增加了工艺成本。

因此，需要开发一种简单的沉淀工艺对低浓度稀土溶液中的稀土元素进行选择性富集。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种用于稀土富集的萃取剂及其应用，采用本发明的萃取剂进行重稀土元素富集，富集效果较优。

本发明提供了一种用于稀土富集的萃取剂，包括组分A和组分B；

组分A为对特辛基苯氧异丙酸；

所述对特辛基苯氧异丙酸具有式(I)所示结构；

组分B包括2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯或二(2,4,4-三甲基戊基)次膦酸；

所述组分A和组分B的质量比为1：0.05～5。

优选的，具有式(I)所示结构的对特辛基苯氧异丙酸按照以下方法制备：

将2-氯代丙酸、对特辛基苯酚、无机碱和乙醇混合后，在94～96℃反应3～5h，反应结束后用盐酸溶液酸化，旋转蒸发去除溶剂，再进行水洗，干燥得到具有式(I)所示结构的对特辛基苯氧异丙酸。

本发明还提供了一种重稀土元素的富集方法，包括以下步骤：

A)将皂化后的萃取剂与含有稀土离子的料液混合，进行沉淀反应，得到络合沉淀；所述萃取剂为权利要求1所述的用于稀土富集的萃取剂；

B)采用浓度为0.01～1.0mol/L的无机酸溶液对所述络合沉淀进行第一次洗脱，再采用浓度为5～10mol/L的无机酸溶液对所洗脱后的络合沉淀进行第二次洗脱，得到重稀土组分。

优选的，所述含有稀土离子的料液包括轻稀土离子和重稀土离子；

所述轻稀土离子包括镧离子、铈离子、镨离子、钕离子、钐离子、铕离子中的一种或几种；