[发明专利]一种氟碳铈矿中稀土铈的选择性提取方法

摘要

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。

主权项

1.一种氟碳铈矿中稀土铈的选择性提取方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（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；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Fe₃O₄@SiO₂‑NH‑C₃H₆SH；所述巯胺基改性超顺磁Fe₃O₄纳米微粒通过以下方法制得：A、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；B、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；C、按1.2~1.5g/100mL的比例将步骤B干燥后的Fe₃O₄@SiO₂纳米粒子溶于1~1.5mol/L 的HCl溶液中静置8~12h，然后用纯水洗涤至中性，用乙醇冲洗，并随后用无水甲苯冲洗2~3次，按1.1~1.4g/100mL的比例将洗涤后的Fe₃O₄@ SiO₂纳米粒子分散到无水甲苯中，将悬浮液超声波分散30~60min，按悬浮液与3‑氨基丙基三甲氧基硅烷体积比为1:11~1:12的比例加入3‑氨基丙基三甲氧基硅烷，加入沸石后在N₂保护下将混合物加热至105~115℃并保持回流8~12h，将得到的Fe₃O₄@SiO₂‑NH₂纳米颗粒用磁铁进行分离，并用甲苯、乙醇和去离子水依次洗涤，得到氨基改性超顺磁Fe₃O₄纳米微粒Fe₃O₄@SiO₂‑NH₂；D、按2~2.5g/50mL的比例将步骤C的氨基改性超顺磁Fe₃O₄纳米微粒Fe₃O₄@SiO₂‑NH₂分散到去离子水中，随后将1~1.2g的氢氧化钠加入悬浮液中，将悬浮液超声波分散30~60min，在冰浴冷却下，按Fe₃O₄@SiO₂‑NH₂纳米粒子与环硫氯丙烷摩尔比为1:1.1~1:1.2的比例加入环硫氯丙烷，待出现大量凝胶后移去冰浴，缓慢升温至70 ~75℃，继续反应12~15h，用磁铁进行分离纳米颗粒，并用乙醇和去离子水依次洗涤，即得巯胺基改性超顺磁Fe₃O₄纳米微粒Fe₃O₄@SiO₂‑NH‑C₃H₆SH。