基本介紹
- 中文名：液溶劑萃取
- 外文名：Liquid solvent extraction
- 作用：分離稀土元素的重要方法
- 分離物質：LN3+離子
萃取分離法,萃取體系原理,套用歷史,現狀及套用前景,
萃取分離法
是分離稀土元素的重要方法。它已逐步取代經典的分級結晶法和離子交換法，只要萃取劑選擇適當，流程設計合理，有時可以同時獲得高純度和高收率的產品，例如用某種羧酸，可以從含釔50%～60%的混合稀土原料中，提純得到99.99%的氧化釔，收率在90%左右。又如用2-乙基己基磷酸（2-乙基己基）酯作萃取劑，經過多級分餾萃取，可以將全部稀土元素一一分離出來。
萃取體系原理
是由水相和與水不相溶的有機相所組成。水相中除含有待分離的物質外，根據不同情況還可能含有配合劑、鹽析劑、無機酸等。有機相中則主要含有萃取劑和有機稀釋劑。具體做法是，在含有混合鑭系離子的水相中，加入一種含有萃取劑的有機相。由於有機相與水相互不混溶，於是出現了兩層，一層是水相，一層是有機相。如果不斷振盪溶液，使水溶液與有機相充分接觸，這時鑭系離子與萃取劑生成的穩定配合物便從水相跑到有機相，這就是所謂“萃取”。鑭系離子與萃取劑生成的配合物穩定性越高，該離子跑到有機相就越多，而留在水相中就越少。也可以說，該離子形成的配合物在有機相中的溶解度大，而在水相中的溶解度小。選擇合適的萃取劑（往往是配合劑），經過反覆多次萃取，便可以得到純度很高的單一鑭系元素產品。
套用歷史
早在1949年，就有人利用萃取劑TBP（磷酸三丁酯）成功地萃取分離出了Ce4+離子：
Ce4++4NO3-+2TBP有機 Ce（NO3）4·2TBP有機
在我國稀土工業生產中，高純氧化鑭的生產是利用P①-350與La3+配合能力比與其他稀土離子都弱的特性，通過P-350煤油溶液從混合稀土原料液中將其他稀土離子萃取入有機相，從萃取的水相中獲得高純的鑭系化合物：
Ln3++3NO3-+3P350，有 Ln（NO3）3·3P350，有
螢光粉所用的氧化釔，目前多用環烷酸萃取法生產，這也是基於環烷酸對Y3+的配合能力低於對其他稀土離子這一原理的。用於雷射材料的釹化合物，一般是先通過萃取法獲得純度90%以上的氧化釹產品，然後經陽離子交換柱，以醋酸銨為淋洗劑，使釹鹽中少量的鐠得到分離。我國科技工作者利用自己研製的萃取劑P①-507，在適當的介質中可連續分離獲得7種純度在99.00%～99.99%的高純的單一稀土產品。
現狀及套用前景
北京大學從50年代起從事溶劑萃取的理論和套用研究，迄今已有40餘年的歷史。他們在深入了解被分離元素在兩相中分布規律的基礎上，提出了串級萃取理論，建立了串級實驗全過程的計算程式，實現了計算機代替實驗進行萃取工藝的最佳化設計。這一串級萃取理論，在我國稀土生產方面取得了很好的經濟效益和社會效益。在稀土萃取機理研究方面達到了國際先進水平。
