專利名稱：稀土電解萃取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用電解條件進(jìn)行萃取的方法，特別是一種利用電解條件進(jìn)行稀土萃取的稀土電解萃取方法。
目前，常用于稀土元素富集或分離的萃取劑為酸性萃取劑，但酸性萃取劑萃取稀土元素時受萃取體系的水相酸度影響很大，萃取體系的酸度越大，萃取的稀土量越小，這主要是在萃取過程中存在以下的反應(yīng)
稀土離子 萃取劑 萃取物 氫離子從上式可以得出，隨著萃取過進(jìn)行，氫離子濃度不斷增加，萃取反應(yīng)受到限制，故萃合物生成也受到限制，萃取劑不能達(dá)到按理論計(jì)算值的最大萃取量即飽和萃取。為了達(dá)到飽和萃取稀土元素，傳統(tǒng)酸性萃取劑萃取稀土元素時，解決萃取體系酸度影響的辦法是先將萃取劑進(jìn)行皂化后，即用氫氧化鈉等堿性物質(zhì)中和萃取劑的氫離子，使萃取劑轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的鹽，然后再用皂化后的萃取劑萃取稀土元素，這樣整個萃取體系就沒有氫離子參加，因此，萃取體系的酸度也不會發(fā)生變化。
但是，酸性萃取劑的皂化過程必定消耗大量的化工原料，而所消耗的化工原料是一次性消耗的且不能重復(fù)利用;而且生產(chǎn)過程多了皂化一步，這樣增加了操作步驟，使生產(chǎn)周期變長，因此，傳統(tǒng)的稀土酸性萃取方法生產(chǎn)周期長、成本高。
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足而提出一種改進(jìn)的稀土萃取方法即稀土電解萃取方法及電解萃取反應(yīng)器。
本發(fā)明的目的是通過以下步驟來實(shí)現(xiàn)的A.稀土溶液制備將稀土的鹽配制成水溶液，并在該溶液中加入強(qiáng)電解質(zhì)得到稀土溶液，其稀土溶液中含強(qiáng)電解質(zhì)的量大于1.0摩爾/每升，最好大于2.0摩爾/每升;強(qiáng)電解質(zhì)最好為氯化鈉;
B.萃取劑選用酸性萃取劑;
C.將A中所得的稀土溶液與B中的酸性萃取劑按體積比為1比1投入到電解萃取反應(yīng)器中;
D.萃取反應(yīng)進(jìn)行攪拌和電解，電解的電流密度大于1.5安培/每平方分米，最好大于3.0安培/每平方分米(A/dm2);
E.分離待萃取反應(yīng)充分后，靜止使溶液完全分層后再將各層溶液進(jìn)行分離。
其中，稀土的鹽為氯化單一稀土或氯化混合稀土或硝酸單一稀土或硝酸混合稀土或它們的混合物;酸性萃取劑為含氧萃取劑或含磷、氧萃取劑或螯合萃取劑，而含氧萃取劑為C7至C16的合成脂肪酸的羧酸類或環(huán)烷酸或異構(gòu)酸，含磷、氧萃取劑為二(2-乙基己基)磷酸(即P204)或2-乙基己基磷酸單2-乙基己基酯(即P507)或二(1-甲基庚基)磷酸，螯合萃取劑為8-羥基喹啉或2-甲基-8-羥基喹啉或乙酰丙酮或噻吩甲酰基三氟丙酮或羥肟類;
在稀土電解萃取方法中所用的電解萃取反應(yīng)器包括直流電源、陽電極、陰電極、萃取反應(yīng)器，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于萃取反應(yīng)器內(nèi)安裝有陽電極和陰電極，而陽電極為石墨電極或鉑電極或鈦電極;陰電極為石墨電極或鉑電極或鐵電極或銅電極。
附圖
為本發(fā)明的原理示意圖;
附圖中的編碼分別為1為直流電源，2為陽電極，3為陰電極，4為萃取反應(yīng)器，5為攪拌裝置，6為導(dǎo)線。
如附圖所示，本發(fā)明的原理是在傳統(tǒng)萃取裝置即萃取反應(yīng)器4的基礎(chǔ)上，再加整套電解裝置即直流電源1、陽電極2和陰電極3等，在萃取反應(yīng)過程中通過電解使所產(chǎn)生的氫離子電解成氫氣逸出，使萃取平衡向生成萃合物的方向進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)飽和萃取。由于在整個萃取過程中萃取和電解是同步進(jìn)行的，因此本稀土電解萃取方法是一步達(dá)到飽和萃取的。
下面將結(jié)合最佳實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述A.稀土溶液制備將稀土的鹽(可為氯化單一稀土或氯化混合稀土或硝酸單一稀土或硝酸混合稀土或它們的混合物)配制成水溶液，并在該溶液中加入強(qiáng)電解質(zhì)氯化鈉得到稀土溶液，其稀土溶液中含氯化鈉的量大于2.0摩爾/每升;
B.萃取劑選用的酸性萃取劑可為環(huán)烷酸或P204或P507;
C.將A中所得的稀土溶液與B中的酸性萃取劑按體積比為1比1投入到電解萃取反應(yīng)器中;
D.萃取反應(yīng)啟動萃取反應(yīng)器4中的攪拌裝置5進(jìn)行攪拌，并且給陽電極2和陰電極3加電進(jìn)行電解，電解的電流密度大于3.0安培/每平方分米;
E.分離待萃取反應(yīng)充分后，靜止使溶液完全分層后再將各層溶液進(jìn)行分離。
其中，電解萃取反應(yīng)器是在萃取反應(yīng)器4內(nèi)安裝有陽電極2和陰電極3，而陽電極2和陰電極3分別通過導(dǎo)線6與直流電源1的正極和負(fù)極相導(dǎo)通，如附圖所示。
本發(fā)明可以用于富集稀土元素的生產(chǎn)或化工產(chǎn)品的生產(chǎn)(如稀土環(huán)烷酸催干劑的生產(chǎn))或稀土的分析(如酸性萃取劑萃取稀土?xí)r，飽和萃劑量的測定)。
本發(fā)明同傳統(tǒng)的萃取工藝相比較，省去了皂化步驟，不簡化了操作，而且省去了皂化所必需的化工原料，并且只需要一次性投資，在傳統(tǒng)的萃取裝置上安裝電解裝置即可作為電解萃取裝置使用，因此，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著。
權(quán)利要求
1.一種利用電解條件萃取稀土的稀土電解萃取方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行A.稀土溶液制備將稀土的鹽配制成水溶液，并在該溶液中加入強(qiáng)電解質(zhì)得到稀土溶液，其稀土溶液中含強(qiáng)電解質(zhì)的量大于1.0摩爾/每升；B.萃取劑選用酸性萃取劑；C.將A中所得的稀土溶液與B中的酸性萃取劑按體積比為1比1投入到電解萃取反應(yīng)器中；D.萃取反應(yīng)進(jìn)行攪拌和電解，電解的電流密度大于1.5安培/每平方分米；E.分離待萃取反應(yīng)充分后，靜止使溶液完全分層后再將各層溶液進(jìn)行分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土電解萃取方法，其特征在于稀土的鹽為氯化單一稀土或氯化混合稀土或硝酸單一稀土或硝酸混合稀土或它們的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土電解萃取方法，其特征在于強(qiáng)電解質(zhì)為氯化鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土電解萃取方法，其特征在于酸性萃取劑為含氧萃取劑或含磷、氧萃取劑或螯合萃取劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的稀土電解萃取方法，其特征在于含氧萃取劑為C7至C16的合成脂肪酸的羧酸類或環(huán)烷酸或異構(gòu)酸;含磷、氧萃取劑為二(2-乙基己基)磷酸或2-乙基己基磷酸單2-乙基己基酯或二(1-甲基庚基)磷酸;螯合萃取劑為8-羥基喹啉或2-甲基-8-羥基喹啉或乙酰丙酮或噻吩甲?；蛄u肟類。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土電解萃取方法，其特征在于稀土溶液中含強(qiáng)電解質(zhì)的量大于2.0摩爾/每升;電解的電流密度大于3.0安培/每平方分米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土電解萃取方法中的電解萃取反應(yīng)器，包括直流電源1、陽電極2、陰電極3、萃取反應(yīng)器5，其特征在于萃取反應(yīng)器4內(nèi)安裝有陽電極2和陰電極3。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電解萃取反應(yīng)器，其特征在于陽電極2為石墨電極或鉑電極或鈦電極;陰電極3為石墨電極或鉑電極或鐵電極或銅電極。
全文摘要
本發(fā)明是一種利用電解條件進(jìn)行稀土萃取的稀土電解萃取方法，通過以下步驟來實(shí)現(xiàn)的A.稀土溶液制備將稀土的鹽配制成水溶液，并在該溶液中加入強(qiáng)電解質(zhì)得到稀土溶液；B.萃取劑選用酸性萃取劑； C.將A中所得的稀土溶液與B中的酸性萃取劑按體積比為1比1投入到電解萃取反應(yīng)器中；D.萃取反應(yīng)進(jìn)行攪拌和電解，電解的電流密度大于1.5安培/每平方分米；E.分離待萃取反應(yīng)充分后，靜止使溶液完全分層后再將各層溶液進(jìn)行分離；同傳統(tǒng)的萃取工藝相比較，省去了皂化步驟，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號C01F17/00GK1095111SQ9410072
公開日1994年11月16日 申請日期1994年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月21日
發(fā)明者孫都成, 夏熙, 魯文杰, 于媛 申請人:新疆大學(xué)