新型二甘醇醯胺對永久磁石中稀有金屬的萃取機理研究

中文摘要

近年來，二甘醇醯胺萃取劑由於其鑭系稀土金屬具有優越的萃取性能和對酸、輻照的穩定性而引起越來越多的興趣。本項目首先合成兩種新型二甘醇醯胺萃取劑MODG和MOTDG，系統研究其對釹鐵硼磁石中含有的稀有稀土金屬Nd、Dy、Pr的萃取分離及其機制、萃取平衡的混合溶劑系電解質熱力學解析和連續萃取-反萃取過程的動力學，在此基礎上建立二甘醇醯胺萃取劑MODG和MOTDG萃取Nd、Dy、Pr的數學模型，結合實驗結果，進一步探討工藝參數對新型萃取劑效率的影響及其機制。最終研究成果將有望拓展人們對二甘醇醯胺萃取劑機制的認識，開發出高效的新型萃取劑，為我國稀土礦產資源和環境保護起到重要作用。

結題摘要

稀土元素及貴金屬元素因其獨特的性質而被廣泛用於磁性材料和環境保護等高端科技領域。這些金屬在地殼中儲量有限，供不應求，所以從電子廢棄物中回收分離這些金屬實現資源的循環利用是解決這一問題的主要途徑。溶劑萃取法是分離純化稀土元素、貴金屬元素的重要手段，主要的限制因素是萃取劑。傳統萃取劑由於不耐酸、萃取容量小、不易反萃等缺點使用範圍受到限制。醯胺莢醚萃取劑耐酸、選擇性好，被認為有良好的套用前景。本項目合成了四種新型醯胺莢醚萃取劑，並對其萃取稀土金屬鏑、釹以及貴金屬金、鈀、鉑的性能進行了詳細的探討。項目開展過程中主要完成了以下工作，並得到了相應的研究結論： (1)通過N-烷基化反應和N-醯化反應合成了N,N’-二甲基-N,N’-二癸基-3-硫戊二醯胺(MDTDGA)、N,N’-二甲基-N,N’-二癸基-3-氧戊二醯胺(MDDGA)、N,N’-二甲基-N,N’-二苯基-3-硫戊二醯胺(DMDPhTDGA)和N,N’-二甲基-N,N’-二苯基-3-氧戊二醯胺(DMDPhDGA)四種新型萃取劑，並通過紅外光譜、質譜、核磁共振等手段對其結構進行表征。 (2)進行了MDDGA、MDTDGA、DMDPhDGA和DMDPhTDGA對鏑和釹的萃取平衡試驗，發現硝酸中的萃取分配比遠大於鹽酸；鏑的萃取效果比釹好；MDDGA和DMDPhDGA萃取鏑和釹的能力比MDTDGA和DMDPhTDGA強其中，MDDGA對鏑和釹的萃取效率最高可以達到99.72%和92.69%，DMDPhDGA則可分別達到99.75%和99.46%。（3）對MDDGA、DMDPhDGA萃取稀土金屬Dy、Nb的萃取機理進行了分析和討論。研究了酸介質對萃取效率和分配比的影響，發現在相同實驗條件下，硝酸中的萃取分配比遠遠大於鹽酸；通過對萃取劑濃度、稀釋劑種類、氫離子濃度對萃取效果的影響研究，證明了在硝酸中的萃取機理為中性絡合萃取。對於MDDGA， Dy(Ⅲ)與3個萃取劑分子同時配位以外，Nd(Ⅲ)與3個萃取劑分子同時配位。對萃取的混合溶劑系電解質熱力學模型進行了研究，計算得到了Nd和Dy的萃取平衡常數Kex。 (4)對MDTDGA和DMDPhTDGA萃取貴金屬進行了試探性的研究。發現鹽酸體系中，在低酸度下兩種萃取劑對貴金屬金、鈀、鉑的萃取遵循中性取代配位機理。貴金屬的萃取難易順序為Au(Ⅲ)＞Pd(Ⅱ)＞Pt(Ⅳ)，M

新型二甘醇醯胺對永久磁石中稀有金屬的萃取機理研究

基本介紹

中文摘要

結題摘要

熱門詞條