本發(fā)明涉及取代乙酸和有機(jī)磷復(fù)合有機(jī)相的釔皂化方法，特別是涉及一種以氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂為助劑的取代乙酸和酸性有機(jī)磷復(fù)合有機(jī)相的釔皂化方法。本發(fā)明具體屬于溶劑萃取技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
1999年，李德謙等人提出了以取代乙酸和有機(jī)磷試劑復(fù)合有機(jī)相為萃取劑來(lái)實(shí)現(xiàn)釔與鑭系元素的分離，該工藝已經(jīng)成為工業(yè)化制備高純釔產(chǎn)品的最佳方法之一(李德謙等，液－液萃取分離高純釔工藝，中國(guó)專利，申請(qǐng)?zhí)?91182618，1999-09-11)。該發(fā)明專利所用的取代乙酸多為仲辛基苯氧基取代乙酸，所用的有機(jī)磷試劑為酸性磷類萃取劑，主要是P507、C272(即Cyanex272)、C302(即Cyanex302)等。在分離提取釔的工藝中，必須采用堿性試劑對(duì)取代乙酸和酸性有機(jī)磷復(fù)合有機(jī)相進(jìn)行皂化才能保持較高的萃取效率。隨著氨氮排放標(biāo)準(zhǔn)的要求提高，以氨水為皂化劑的氨皂化已經(jīng)被淘汰了。目前使用的皂化劑是有氫氧化鈉。以氫氧化鈉為皂化劑的最大缺點(diǎn)是氫氧化鈉中的部分鈉離子會(huì)進(jìn)入釔產(chǎn)品而形成皂化沾污，對(duì)制備高純和超高純釔產(chǎn)生非常不利的影響。因?yàn)殁c嚴(yán)重影響高純和超高純釔材料的性能，所以在制備高純和超高的后續(xù)工藝中通常還需要建立分離釔產(chǎn)品中鈉皂化雜質(zhì)分離工藝。實(shí)際上，當(dāng)釔產(chǎn)品中鈉的含量較低時(shí)分離也是十分困難的。為了防止鈉離子污染高純特別是超高純鈉產(chǎn)品，本發(fā)明建立一種取代乙酸和有機(jī)磷復(fù)合有機(jī)相的新釔皂化方法。在分離工藝中，評(píng)價(jià)離子交換樹(shù)脂的重要技術(shù)指標(biāo)是有效交換容量。有效交換容量有時(shí)簡(jiǎn)稱交換容量。陰離子離子交換樹(shù)脂的有效交換容量是指每kg干樹(shù)脂有效交換一價(jià)陰離子的摩爾數(shù)；此時(shí)，有效交換容量的單位為mol/kg。也有人采用每升干樹(shù)脂有效交換一價(jià)陰離子的摩爾數(shù)；此時(shí)，有效交換容量的單位則為mol/L。雖然采以質(zhì)量計(jì)的單位mol/kg與以體積計(jì)的單位mol/L可以換算。但是，就有效交換容量的準(zhǔn)確度而言，采用質(zhì)量計(jì)單位mol/kg高于采用體積計(jì)單位mol/L。順便說(shuō)明一下，一定質(zhì)量的干樹(shù)脂的總交換量通過(guò)以下公式來(lái)計(jì)算：n＝m×Q(1)式(1)中，m為干樹(shù)脂的質(zhì)量，其單位為kg；Q為樹(shù)脂的有效交換容量，其單位為mol/kg；n為總交換量，其單位為mol。由式(1)可知，總交換量是指給定樹(shù)脂質(zhì)量m時(shí)的最大有效交換量。實(shí)際上，總交換量就是給定樹(shù)脂質(zhì)量m時(shí)的最大交換摩爾數(shù)，因此總交換量也稱為總交換摩爾數(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對(duì)取代乙酸和有機(jī)磷復(fù)合有機(jī)相采用氫氧化鈉皂化時(shí)部分鈉離子會(huì)沾污釔產(chǎn)品的缺點(diǎn)，建立一種無(wú)皂化沾污的取代乙酸和有機(jī)磷復(fù)合有機(jī)相的釔皂化方法。本發(fā)明的釔皂化原理，以化學(xué)反應(yīng)方程式表示為：反應(yīng)式(2)和(3)中，HA表示取代乙酸萃取劑；HB表示取代酸性有機(jī)磷萃取劑；R4NOH表示氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂，R4NCl表示氯根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂，下標(biāo)“o”表示有機(jī)相，下標(biāo)“a”表示水相，下標(biāo)“s”表示固態(tài)的樹(shù)脂相。本發(fā)明通過(guò)反應(yīng)式(2)和(3)實(shí)現(xiàn)取代乙酸和有機(jī)磷復(fù)合有機(jī)相的釔皂化。由反應(yīng)式(2)和(3)可知，本發(fā)明是通過(guò)水溶液中的氯離子與氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂中的氫氧根發(fā)生交換作用來(lái)促進(jìn)釔離子與取代乙酸和酸性磷萃取劑的皂化反應(yīng)。本發(fā)明取代乙酸和有機(jī)磷復(fù)合有機(jī)相的釔皂化方法具體通過(guò)以下工藝方案來(lái)實(shí)現(xiàn)?？刂坡然惖哪枖?shù)與復(fù)合酸性萃取劑的摩爾數(shù)之比為0.20:1～0.30:1、氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)與氯化釔的摩爾數(shù)之比為7:1～9:1；在皂化反應(yīng)器中依次加入含有0.6M～1.0M取代乙酸、0.02M～0.08M酸性有機(jī)磷萃取劑及體積百分?jǐn)?shù)為10％～20％仲辛醇的未負(fù)載復(fù)合有機(jī)相，pH為1～3及釔濃度為0.6M～1.2M的氯化釔水溶液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為3mol/kg～5mol/kg及平均粒徑為0.4mm～0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min～60min后，靜置分層。上層為釔皂化取代乙酸和有機(jī)磷復(fù)合有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相。放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得釔皂化取代乙酸和有機(jī)磷復(fù)合有機(jī)相，其皂化率為60％～90％。所述的復(fù)合酸性萃取劑的摩爾數(shù)是指復(fù)合有機(jī)相中取代乙酸的摩爾數(shù)與酸性有機(jī)磷萃取劑的摩爾數(shù)之和；所述的復(fù)合有機(jī)相是取代乙酸、酸性有機(jī)磷萃取劑、仲辛醇的煤油或磺化煤油溶液；所述的取代乙酸為仲辛基苯氧基取代乙酸或仲壬基苯氧基取代乙酸或仲庚基苯氧基取代乙酸；所述的酸性有機(jī)磷萃取劑為P507或P229或C272。所述的摩爾數(shù)之比計(jì)算公式：氯化釔的摩爾數(shù)與復(fù)合酸性萃取劑的摩爾數(shù)之比＝氯化釔的摩爾數(shù)/(取代乙酸的摩爾數(shù)+酸性有機(jī)磷萃取劑的摩爾數(shù))。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：可以消除氫氧化鈉皂化時(shí)鈉離子對(duì)釔產(chǎn)品的玷污，提高釔產(chǎn)品的純度；同時(shí)可以免去在后續(xù)工藝中分離釔產(chǎn)品中鈉雜質(zhì)的工序，降低生產(chǎn)成本；室溫下皂化，節(jié)省能量。本發(fā)明特別適宜于制備高純和超高純釔產(chǎn)品分離工藝中萃取有機(jī)相的皂化。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的取代乙酸和有機(jī)磷復(fù)合有機(jī)相的釔皂化方法作進(jìn)一步描述。實(shí)施例1控制氯化釔的摩爾數(shù)/(仲辛基苯氧基取代乙酸的摩爾數(shù)+P507的摩爾數(shù))等于0.25:1、氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與氯化釔的摩爾數(shù)之比為8:1；在皂化反應(yīng)器中依次加入含有0.8M仲辛基苯氧基取代乙酸、0.05MP507及體積百分?jǐn)?shù)為15％仲辛醇的磺化煤油溶液，pH為2及釔濃度為0.9M的氯化釔水溶液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為4mol/kg～5mol/kg、平均粒徑為0.5mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為釔皂化取代乙酸和P507復(fù)合有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相。放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得釔皂化取代乙酸和P507復(fù)合有機(jī)相，其皂化率為75％。實(shí)施例2控制氯化釔的摩爾數(shù)/(仲庚基苯氧基取代乙酸的摩爾數(shù)+C272的摩爾數(shù))等于0.20:1、氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與氯化釔的摩爾數(shù)之比為7:1；在皂化反應(yīng)器中依次加入含有0.6M仲庚基苯氧基取代乙酸、0.02MC272及體積百分?jǐn)?shù)為10％仲辛醇的煤油溶液，pH為3及釔濃度為0.6M的氯化釔水溶液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為3mol/kg、平均粒徑為0.4mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為釔皂化取代乙酸和C272復(fù)合有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相。放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得釔皂化取代乙酸和C272復(fù)合有機(jī)相，其皂化率為60％。實(shí)施例3控制氯化釔的摩爾數(shù)/(仲壬基苯氧基取代乙酸的摩爾數(shù)+P229的摩爾數(shù))等于0.30:1、氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與氯化釔的摩爾數(shù)之比為9:1；在皂化反應(yīng)器中依次加入含有1.0M仲壬基苯氧基取代乙酸、0.08MP229及體積百分?jǐn)?shù)為20％仲辛醇的磺化煤油溶液，pH為1及釔濃度為1.2M的氯化釔水溶液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為5mol/kg、平均粒徑為0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?0min后，靜置分層。上層為釔皂化取代乙酸和P229復(fù)合有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相。放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得釔皂化取代乙酸和P229復(fù)合有機(jī)相，其皂化率為90％。實(shí)施例4控制氯化釔的摩爾數(shù)/(仲辛基苯氧基取代乙酸的摩爾數(shù)+P507的摩爾數(shù))等于0.20:1、氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與氯化釔的摩爾數(shù)之比為7:1；在皂化反應(yīng)器中依次加入含有0.9M仲辛基苯氧基取代乙酸、0.04MP507及體積百分?jǐn)?shù)為12％仲辛醇的煤油溶液，pH為1及釔濃度為0.8M的氯化釔水溶液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為3mol/kg、平均粒徑為0.4mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?5min后，靜置分層。上層為釔皂化取代乙酸和P507復(fù)合有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相。放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得釔皂化取代乙酸和P507復(fù)合有機(jī)相，其皂化率為60％。實(shí)施例5控制氯化釔的摩爾數(shù)/(仲辛基苯氧基取代乙酸的摩爾數(shù)+P507的摩爾數(shù))等于0.30:1、氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相對(duì)氯離子的總交換摩爾數(shù)(即總交換量)與氯化釔的摩爾數(shù)之比為9:1；在皂化反應(yīng)器中依次加入含有1.0M仲辛基苯氧基取代乙酸、0.08MP507及體積百分?jǐn)?shù)為20％仲辛醇的磺化煤油溶液，pH為3及釔濃度為1.0M的氯化釔水溶液，相對(duì)氯離子的有效交換容量為5mol/kg、平均粒徑為0.6mm的氫氧根型強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂。室溫下充分?jǐn)嚢?5min后，靜置分層。上層為釔皂化取代乙酸和P507復(fù)合有機(jī)相，中層為水相，下層為固態(tài)的強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相。放出水相和強(qiáng)堿性苯乙烯陰離子交換樹(shù)脂相，獲得釔皂化取代乙酸和P507復(fù)合有機(jī)相，其皂化率為90％。