[其他]用液-液抽提使稀土盐类水溶液提纯的方法

说明书

本发明的目的是提出一种用液-液抽提使含碱土金属离子的稀土硝酸盐水溶液提纯的方法。

本发明所述的“稀土”，是指原子序数从57到71的镧系元素以及原子序数为39的元素钇。

稀土金属常与不同的矿物如独居石、氟碳铈镧矿、磷钇矿或不同的精选矿共同存在。使不同的稀土金属从这些矿石混合物分离出来的方法，便是对上述的稀土盐溶液进行液-液连续抽提操作。

为使抽提操作能有效地进行，有必要对上述稀土盐类水溶液进行足够的净化。分离后的各种稀土金属因含有少量杂质和放射性物质，不能用于某些方面的应用中。

在稀土盐类水溶液中可找到的金属有：钍、铀、碱金属、碱土金属、铁、锰、钛……等等。

从碱土金属来看，存在的有钙、钡、以及Th²³²和U²³⁸蜕变而得的产物镭。

为了得到高纯度的稀土元素，人们通常在含有抽提剂的有机相中用抽提方法使稀土与其它金属分离。

由于稀土在混合物中的含量居多，人们感兴趣的是设法除去由其它金属元素所构成的杂质。

如果说一种液-液抽提方法能令人满意地除去某些金属杂质如铁，那么稀土金属和碱土金属的抽提分离仍是迄今为止尚未解决的问题。

本发明的目的确切地说来，是提出一种使至少含有一种稀土金属盐和至少含有一种碱土金属盐的水溶液提纯的方法，这种方法是在含金属盐的水相和有机相之间进行液-液抽提，这种方法的特点在于，将含有一种或多种稀土金属以及一种或多种碱土金属的硝酸盐水溶液相和含有至少是由聚醚类溶剂构成的碱土离子的抽提剂的有机相相接触。

在对发明的叙述中，为方便起见，用“稀土”表示稀土阳离子，用“碱土”表示碱土阳离子M²⁺。

本发明所用的抽提剂是一般称为醚环的聚醚类大环化合物。

上述的大环化合物是一种具有环状碱性结构的环状聚醚，这种环状碱性结构含有6～60个碳原子和3～20个氧原子，其中至少有两个氧原子是和邻近芳香烃环或非芳香烃环的碳原子相连，其它的氧原子则经由至少包含两个碳原子的烃基而互相连接。

本发明所使用的环状聚醚符合式（Ⅰ）：

式中a在3和20之间，符号R表示基团-CH₂-CH₂-，或-CH₂-CH₂-CH₂-，或者是从下列基团中选择的至少一种环状基团：

R₁和R₂可相同也可不同，表示一个氢原子，或者一个或多个取代基，如具有1～12个碳原子的烷基、卤素原子、硝基或羟基。

在式（Ⅰ）代表的化合物中，我们所选择的那些化合物符合于式（Ⅰ），而a在5和10之间，R符合上面给出的定义，R₁和R₂为一个氢原子或一种具有1～9个碳原子的烷基。以本发明所包含的环状聚醚为特殊例子，可列出以下几组：

A组：15-C-5至18-C-5

式（Ⅱ）中，α表示环己基、苯并基、萘并-2，3基、或萘烷-2，3基，R₁表示一个氢原子或具有1～9个碳原子的烷基。

B组：18-C-6至19-C-6

式（Ⅲ）中，α表示环己基、苯并基、萘并-2，3基，R₁表示一个氢原子或具有1～9个碳原子的烷基。

式（Ⅳ）中，α表示环己基、苯并基、萘并-2，3基，R₁表示一个氢原子或具有1～9个碳原子的烷基。

C组：21-C-7

在式（Ⅴ）中，α表示环己基、苯并基、或萘并-2，3基，R₁表示一个氢原子或含1～9个碳原子的烷基。

式（Ⅵ）中，α表示环己基或苯并基。

D组：24-C-8

式（Ⅶ）中，α表示环己基、苯并基、或萘并-2，3基。

E组：30-C-10

式（Ⅷ）中，d表示环己基或苯并基。

本发明的方法更倾向于使用下列的大环化合物：

-符合式（Ⅲ）的一种化合物，式中α表示苯并基，R₁表示壬基，通常的名称为壬基-4苯并-18-C-6。