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稀土元素的溶剂萃取分离 由于稀土元素之间的物理化学性质十分相似，采用一般的分离方法难于将混合稀土中各单一稀土元素分离。 利用每一个稀土元素在两种互不相溶的有机溶液和水相之间的不同分配，将混合稀土原料中的各稀土元素逐一分离的方法称为溶剂萃取分离法。溶剂萃取分离方法具有生产的产品纯度和收率高、化工原料消耗少、操作环境好、生产过程连续进行、易于实现自动控制等优点，它已成为稀土分离工业中应用最广泛的分离方法。 萃取分离生产线 萃取剂的结构及其性质 P507属酸性磷型萃取剂，其中文全称是2－乙基己基膦酸单2－乙基己基酯，英文缩写为HEH(EHP)。 物理性质：外观为淡黄色透明液体，易溶于苯、石油醚、煤油等有机溶剂中，难溶于酸性或强碱性的水溶液。在25℃时，其比重为0.949g/ml，在水中溶解度为0.029g/L，20℃时的折射率为1.4499。 化学性质：P507主要为一元酸，在很多非极性溶剂（如煤油、苯）中常以二聚体分子(HA)2的形态存在。二聚体中的H+可以解离出来。离解反应可表示为： (HA)2 = H+ + HA2 。 P507的皂化性能：在萃取过程中，P507是以阳离子交换为主要特征的。它交换出来的阳离子就是二聚体中离解出来的一个氢离子。由于氢离子进入水相，使被萃取溶液的酸度升高，降低了萃取剂的萃取容量，因此为提高萃取剂的萃取容量，维持最佳萃取条件，采用了皂化技术，并在生产实际中得到了广泛应用。皂化剂有氢氧化铵、氢氧化钠和碳酸氢铵等。 P507萃取剂 萃取体系的组成 相 一个体系中具有相同物理化学性质的均匀部分称为相。萃取体系中包括由有机物组成的有机相和由水溶液组成的水相。 有机相主要包括萃取剂和稀释剂。有机相常用字母“O”表示。水相包括含有待萃取组分的水溶液（一般称为料液）、洗涤液、反萃取液等。水相常用字母“A”表示。 相比 萃取体系中有机相和水相的流量比，即体积比Vo/VA ，为简便起见，也可表示为O/A。在一定的萃取体系中，萃取过程达到平衡时，被萃组分的分配比是一定的，增加有机相的体积即增大相比，使有机相中被萃组分的浓度减少，根据平衡移动原理，可使更多的被萃组分由水相进入到有机相，提高有机相中被萃取物质的总量。 萃取剂 能与被萃取物生成一种不溶于水相而易溶于有机相的萃合物，并使被萃取物与其它物质分离的有机试剂。分离稀土最常用的萃取剂有P507、P204等；分离非稀土杂质的萃取剂有环烷酸、N235等。 稀释剂 用于改善萃取剂的物理性能（减小密度、降低黏度、增加流动性）的惰性有机溶剂，其本身不参与萃取反应。常用的稀释剂有煤油等。 萃合物 萃取剂与被萃取物发生化学反应生成的不易溶于水相而易溶于有机相的化合物称为萃合物。 负载有机相 含有萃合物的有机相称为负载有机相，也称萃取液。 空白有机相 不含有萃合物的有机相称为空白有机相。 料液 含有多种待分离元素（如混合稀土溶液）的水溶液。如果溶液中含有元素A、B，A与萃取剂生成萃合物的能力大于B，则A称为易萃组分，B称为难萃组分。 洗涤液 用于洗涤已萃取有A和少量B的有机相，使其中B洗回到水相，而使A得到纯化的水溶液。 反萃液 使有机相中的被萃取物与萃取剂解离并返回水相的水溶液，一般为酸溶液。 萃取体系中有时还使用添加剂、络合剂等。 萃取过程的主要阶段 萃取 将含有被萃取物的水相与含有萃取剂的有机相充分接触，使之发生物理分配或化学结合生成萃合物而进入有机相的过程称为萃取。经过一定时间后，被萃取组分在水相和有机相间的分配达到平衡，两相分层后，将有机相和水相分开，此过程称为一级萃取。 萃取的目的一是分离，即在稀土元素之间或稀土与非稀土元素之间实现分离；二是富集，即使微量或少量的低浓度的稀土化合物富集。 洗涤 将某种水溶液（如酸、水等）与负载有机相充分接触，使机械夹带的和某些同时萃入有机相的杂质被洗回到水相中去而被萃物仍留在有机相的过程称为洗涤。这种水溶液称为洗涤剂。 反萃取 用某种水溶液（如酸、水等）与经过洗涤后的负载有机相充分接触，以破坏有机相中萃合物的结构，使被萃取物重新自有机相转入水相，这种与萃取相反的过程称为反萃取。所使用的水溶液称为反萃取剂。 多级萃取 在萃取过程中，由于受到分配比和分离系数的限制，仅一次萃取难以达到有效分离的目的。只有使水相和有机相进行多次接触，才能使易萃组分不断地在有机相中富集，难萃组分在水相中富集，以至达到纯度要求。这种将若干个萃取器串联起来实现水相和有机相多次接触的方式称为多级萃取或串级萃取。 按有机相和水相流动方向的不同，串级萃取分为错流萃取、逆流萃取和分馏萃取等多种形式。在稀土萃取分离工艺中主要采用分馏萃取形式。 |
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