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溶剂萃取法具有简单可连续操作、分离效率高、设备简单和处理量大等特点,因此溶剂萃取法在工业生产中是一种有效的分离金属离子的技术。近年来,设计并合成高效、清洁的金属离子萃取剂并用于金属离子的萃取分离受到了冶金工作者的广泛关注。本文主要合成了三种磷型萃取剂,P2N1O、P1N2O以及P3N,并研究了它们萃取分离铈、氟、稀土、钴、镍离子的性质。1.设计并合成了新型磷酰胺萃取剂P2N1O,并研究其在硫酸介质中水相酸度、萃取剂浓度、相改良剂浓度等因素对萃取铈、氟和稀土萃取率的影响及性质。结果表明:萃取剂P2N1O在H+浓度为0.3517 mol/L时,萃取率达到33.63%。通过斜率法初步推测,该磷酰胺萃取剂萃取铈的机理为中性络合机理,萃合物中萃取剂与铈的分子比为1:1。不同稀释剂的萃取体系对铈和氟的萃取率按如下顺序递减:正庚烷>煤油>甲苯>三氯甲烷。相改良剂的加入会使铈的萃取率明显下降。P2N1O萃取铈的饱和容量为55 g/L,萃取氟的饱和容量为71.25 g/L,因此萃取剂P2N1O可以用于硫酸介质中萃取铈和氟。2.设计并合成了新型磷酰胺萃取剂P1N2O,并研究其在硫酸介质中水相酸度、相比、温度、萃取时间等方面对萃取钴、镍的影响及性质。结果表明:与高酸度环境下相比,在低酸度下,萃取剂P1N2O对钴有较高的萃取率。且在不同的酸度、相比、温度、萃取时间条件下,钴的萃取率均可以达到78%以上,而镍的萃取率最高仅为3.11%。通过斜率法初步推测,该磷酰胺萃取剂萃取钴的机理为中性络合机理,萃合物中萃取剂与钴的分子比为1:1。3.设计并合成了新型中性仲胺类萃取剂P3N,并研究其在硫酸介质中水相酸度、相比、温度、萃取剂浓度和萃取时间等方面对萃取铈、钍、稀土离子的影响及性质。结果表明:萃取剂P3N对铈有很强的萃取性能。该磷酰胺萃取剂萃取铈、钍和镧的机理为中性络合机理,萃合物中萃取剂与铈、钍和镧的分子比均为1:1。铈、镧、钍的萃取率随着相比的增加而降低,O/A=1~3时对铈的萃取率明显高于对钍和镧的萃取率。25℃是萃取剂P3N萃取铈的最佳温度。