本發(fā)明屬于溶液萃取，具體涉及一種利用雙膦酸類萃取劑從鈦白廢酸中提取鈧的方法。

背景技術(shù)：

1、鈧在自然界難以富集，形成獨(dú)立鈧礦物，常與其他礦物伴生，其回收工藝復(fù)雜、回收率低、成本高，導(dǎo)致鈧成為世界上最昂貴的金屬之一且缺乏可靠的供應(yīng)和高昂的生產(chǎn)成本在一定程度上阻礙了鈧在高端技術(shù)的應(yīng)用。因此，尋求量大、價(jià)廉的回收鈧原料至關(guān)重要。

2、我國(guó)鈦白行業(yè)中生產(chǎn)鈦白粉仍以硫酸法為主，全行業(yè)共產(chǎn)出廢酸量約8?000kt/a，鈦白廢酸中sc平均質(zhì)量濃度約為10～20mg/l，是良好的富鈧二次資源，但是鈦白廢酸硫酸濃度高，雜質(zhì)金屬元素種類多且含量遠(yuǎn)高于鈧的含量，導(dǎo)致回收提純都十分困難。目前從鈦白廢酸中回收鈧的主要技術(shù)是溶劑萃取法?！耙环N從煤矸石中濃硫酸活化浸出提取鈧的方法”(cn109777972a)用伯胺n1923萃取劑提取礦漿浸出液中的鈧。但堿性胺類萃取劑，容易乳化，分層困難，不適合從鈦白廢酸中提鈧。“一種鈦白廢酸中回收鈧的方法”(cn103614560b)以20％p204+75tbp+73％磺化煤油為有機(jī)相萃取鈦白廢酸中的鈧，再用混合酸洗液洗滌有機(jī)相中的雜質(zhì)元素，再用含c?l-堿液反萃，生成氫氧化物沉淀，過濾，煅燒得到純度高于95％的氧化鈧粉末?！耙环N利用電石渣一步中和鈦白廢酸制備高純度鈧的方法”(cn105200248b)使用皂化后的p204萃取除fe、al濃縮液中的鈧，回收率達(dá)80％以上。p204使用時(shí)需要皂化，對(duì)鈧的選擇性差，難以反萃。因此，需要設(shè)計(jì)一種能在高酸度、多雜質(zhì)、鈧含量低的鈦白廢酸中對(duì)鈧離子具有良好的萃取性能的萃取劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、常用的從鈦白廢酸中萃取鈧的萃取劑普遍存在選擇性不強(qiáng)，易乳化，容易出現(xiàn)三相等問題，這在很大程度上限制了其在工業(yè)上大規(guī)模的應(yīng)用。本發(fā)明研究了p,p’-[(亞胺)二(亞甲基)二[p-α-羥基烷基次膦酸]萃取劑在鈦白廢酸中對(duì)微量鈧的萃取，通過改變萃取條件，發(fā)現(xiàn)該萃取劑在高酸度的鈦白廢酸中對(duì)鈧有較好的萃取效果，在最優(yōu)萃取條件下，萃取率達(dá)到99.9％。

2、本發(fā)明采用一種雙膦酸類萃取劑從鈦白廢酸中萃取鈧的方法，按照以下步驟進(jìn)行：

3、(1)以鈦白廢酸為水相。

4、(2)以稀釋劑和相調(diào)節(jié)劑配制的雙膦酸萃取劑為有機(jī)相。

5、(3)將水相與有機(jī)相混合萃取，萃取后的混合溶液經(jīng)分相，得到負(fù)載鈧的有機(jī)相以及含有其他金屬元素的萃余液。

6、(4)將負(fù)載鈧離子的有機(jī)相用反萃劑反萃，得到含有鈧離子的水溶液。

7、其中，所述的水相中sc3+濃度為0.001～1g/l，硫酸濃度為0.01～5mo?l/l。所述的雙膦酸萃取劑結(jié)構(gòu)如式1所示，式1中，r1、r2相同或不同，彼此獨(dú)立地選自取代或未取代的c7-18的直鏈或支鏈烷基。

8、

9、式1：r1、r2表示烷基鏈

10、所述的稀釋劑為脂肪烴、鹵代烴、芳香烴、溶劑油和醇中的一種或多種；優(yōu)選所述脂肪烴為正己烷、環(huán)己烷和十二烷中的一種或多種，優(yōu)選所述鹵代烴為二氯甲烷、三氯甲烷和1,2-二氯乙烷中的一種或多種。優(yōu)選所述芳香烴為甲苯，二甲苯和1,2,4-三甲苯中的一種或多種；優(yōu)選所述溶劑油為s-100溶劑油、s-150溶劑油以和s-260溶劑油中的一種或多種，優(yōu)選所述醇為正辛醇。

11、所述的水相與有機(jī)相混合相比為1:5～5:1。

12、所述的萃取時(shí)間為1～120min，萃取溫度為10～90℃。

13、所述的反萃劑為草酸，濃度為0.1～2mo?l/l，反萃時(shí)間為10～120min，反萃溫度為10-90℃，反萃后的萃取劑可重復(fù)使用。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具的特點(diǎn)和有益效果是：

15、(1)本發(fā)明的p,p’-[(亞胺)二(亞甲基)二[p-α-羥基烷基次膦酸]萃取劑，合成簡(jiǎn)單，產(chǎn)率高，可以大規(guī)模生產(chǎn)；長(zhǎng)鏈烷基的存在保證了萃取劑的油溶性，可以減少萃取過程中萃取劑的損失。

16、(2)本發(fā)明以p,p’-[(亞胺)二(亞甲基)二[p-α-羥基烷基次膦酸]為萃取劑，發(fā)現(xiàn)該萃取劑在在鈦白廢酸中對(duì)鈧的萃取性能明顯優(yōu)于p204、p507、cyanex272等傳統(tǒng)磷(膦)類萃取劑。

17、(3)本發(fā)明采用的萃取劑熱穩(wěn)定性好，不易揮發(fā)，可重復(fù)使用，用的所有試劑低價(jià)易得并且投入量少，節(jié)約成本。

18、(4)本發(fā)明采用的萃取劑沒有乳化現(xiàn)象，分相快，生產(chǎn)效率高。

19、(5)與常見的磷(膦)類萃取劑相比，本發(fā)明采用的萃取劑不需要皂化，屬于環(huán)境友好型萃取劑。

技術(shù)特征：

1.一種利用雙膦酸類萃取劑從鈦白廢酸中萃取鈧的方法，其特征在于所述雙磷酸類萃取劑結(jié)構(gòu)如式1所示，式1中，r1、r2相同或不同，彼此獨(dú)立地選自取代或未取代的c7-18的直鏈或支鏈烷基。

2.一種利用雙膦酸類萃取劑從鈦白廢酸中萃取鈧的方法，所述的鈦白廢酸中sc3+濃度為0.001～1g/l，硫酸濃度為0.01～5mol/l；其特征在于包括以下步驟：

3.一種利用雙膦酸類萃取劑從鈦白廢酸中萃取鈧的方法，其特征在于，所述步驟s1中，稀釋劑為脂肪烴、鹵代烴、芳香烴、溶劑油和醇中的一種或多種；優(yōu)選所述脂肪烴為正己烷、環(huán)己烷和十二烷中的一種或多種，優(yōu)選所述鹵代烴為二氯甲烷、三氯甲烷和1,2-二氯乙烷中的一種或多種。優(yōu)選所述芳香烴為甲苯，二甲苯和1,2,4-三甲苯中的一種或多種；優(yōu)選所述溶劑油為s-100溶劑油、s-150溶劑油和s-260溶劑油中的一種或多種，優(yōu)選所述醇為正辛醇。

4.根據(jù)權(quán)利要求1一種利用雙膦酸類萃取劑從鈦白廢酸中萃取鈧的方法，其特征在于，所述步驟s2中，水相與有機(jī)相混合相比為1:5～5:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1一種利用雙膦酸類萃取劑從鈦白廢酸中萃取鈧的方法，其特征在于，所述步驟s2中，萃取時(shí)間為1～120min，萃取溫度為10～90℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1一種利用雙磷酸類萃取劑從鈦白廢酸中萃取鈧的方法，其特征在于，所述步驟s3中，反萃劑為草酸，濃度為0.1～1mol/l，反萃時(shí)間為10～120min，反萃后的萃取劑可重復(fù)使用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于從鈦白廢酸中提取鈧和雙膦酸類萃取劑萃取技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用雙膦酸類萃取劑從鈦白廢酸中提取鈧的方法。常用于鈦白廢酸中的萃鈧萃取劑，普遍存在選擇性相對(duì)較差，易乳化，難反萃等問題。本發(fā)明采用P,P’?[(亞胺)二(亞甲基)二[P?α?羥基烷基次膦酸]為萃取劑，在高酸度的鈦白廢酸中萃取微量鈧，單次萃取率高達(dá)99.9％。該萃取劑合成方法簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，萃取容量高，在高酸度，多雜質(zhì)的鈦白廢酸中對(duì)微量鈧具有很好的萃取性能。萃取時(shí)沒有乳化現(xiàn)象，分相快，生產(chǎn)效率高，與常見的磷(膦)類萃取劑相比，該萃取劑不需要皂化，屬于環(huán)境友好型萃取劑。

技術(shù)研發(fā)人員：崔玉,于海銀,孫國(guó)新,彭修靜,向喆
受保護(hù)的技術(shù)使用者：濟(jì)南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30